Гильотинные ножницы по металлу

Прибыльное нацистское начинание

Гильотина нацистской Германии.

Возрождение гильотины пришлось на период нацизма в Германии, когда Гитлер лично приказал изготовить большое их количество. Палачи стали довольно богатыми людьми. Один из самых знаменитых палачей нацистской Германии, Йохан Райхгарт, на заработанные деньги смог купить себе виллу в богатом пригороде Мюнхена.

Нацисты даже умудрялись получать дополнительную прибыль от семей обезглавленных жертв. Каждой семье выставляли счет за каждый день содержания обвиняемого в тюрьме и дополнительный счет – за исполнение приговора. Гильотины применяли в течение почти девяти лет, и 16500 человек были казнены за это время.

Что такое гильотинные ножницы?

Гильотина – специализированное оборудование для разрезания металлических листов. Раскрой может быть, как продольный, так и поперечный, но вырезать с помощью гильотинных ножниц не получится. Длина заготовки практически не ограничена. Конструкция гильотины позволяет выполнить точный разрез без дефектов, защитив верхний полимерный слой.

Основные конструктивные элементы:

• станина;
• ножи.

Станина – две стойки, связанные балкой и траверсами. Она оснащена рабочим столом для подачи металла. Нижний нож, обычно, фиксирован, а верхний установлен на подвижной балке. Оба изготавливаются из высоколегированной закалённой стали. Существуют конструкции с нижним подвижным лезвием.

Таблица 1. Характеристики ножей гильотинных ножниц

Современные гильотинные ножницы оборудуются градуированным упором для серийного разрезания и ограничителем для примерной подгонки размеров.

Отрезанный материал подпадает на возвратный поддон. Дабы станок не перегружался его оснащают предохранительной шпилькой, которая в случае критической отметки срезается, останавливая процесс резки.

ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ

3.1. Рабочий обязан работать только на тех ножницах, которые указаны в технологической карте, и выполнять только порученную работу. 3.2. Согласовывать свою работу с подручным рабочим, предупреждать его о пуске ножниц. 3.3. Все операции с металлом производить только в исправных рукавицах. 3.4. Запрещается вводить руки в пространство между ножами при включенных ножницах, резать материал толщиной большей, чем разрешено паспортом, разрезать несколько листов одновременно. 3.5. Запрещается работать с ножами, смазанными жиром или маслом. При загрязнении очищать и протирать ножи от окалины. Ножницы при этом должны быть отключены. 3.6. При загибании кромок или образовании заусенцев у разрезаемого листа проверить соответствие зазора между ножами и остроту заточки их при выключенном двигателе. 3.7. Запрещается поправлять материал на ножницах после нажатия на педаль, даже если он подан не правильно. 3.8. Прекратить работу на ножницах, если после снятия с педали ноги происходит повторное самовыключение ножниц. 3.9. При резке листов малого размера и остатков листа подавать материал только при помощи специальной накладки, а не рукой. 3.10. Резку листов под углом производить по угловому упору, который устанавливается при необходимости на столе. 3.11. Запрещается резка листов максимальной ширины и толщины на автоматических ходах, так как мощность установленного электродвигателя рассчитана на использование 20% ходов. 3.12. Для резки полос шириной более 1000 мм необходимо убрать задний упор. Упор убирается автоматически, нажатием кнопки с общего пульта управления, при этом необходимо следить, чтобы упор дошел до крайнего заднего положения и поднялся вверх

Возвращение заднего упора вперед то же следует производить осторожно, не включая муфты до тех пор, пока упор займет положение, равное 1000 мм или менее. Во всех случаях перестройку работы ножниц с упором и без упора следует производить внимательно с визуальным контролем положения заднего упора, в противном случае может произойти авария, т.е

поломка заднего упора. 3.13. Запрещается работать на гильотинных ножницах со снятым ограждением прижимов прижимной балки и маховика. 3.14. После каждой смены ножей и каждой регулировки зазора между ножами во избежание аварий необходимо первый ход ножевой балки делать вхолостую на толчковом режиме, строго следя при этом, чтобы подвижной нож не нашел на нож стола. 3.15. Регулировку ножниц производить только при отключенном приводе. 3.16. Во избежание перегрузки и поломки ножниц, которые могут вызвать серьезные аварии, резку листов производить, строго руководствуясь таблицей, установленной на них. 3.17. Смену ножей и ремонт ножниц производить только при снятом напряжении, ножевая балка должна находиться в верхнем положении и быть надежно закреплена. Резка затупленными ножами запрещается. 3.18. При ремонте гильотинных ножниц, ресивер (стяжка) должен быть отключен от воздушной системы, воздух из него должен быть выпущен полностью. 3.19. Перед резкой листа, необходимо очистить его от грязи, снега.

Глобальные вызовы

«Россия и мир — вызовы нового десятилетия», — тема первого Гайдаровского форума 2010 года, и сегодня эти вызовы сохраняются, отметил Медведев. В ходе выступления на пленарной сессии форума премьер подробно описал глобальные вызовы, справиться с которыми, по его словам, можно лишь сообща, решая возникающие сложности последовательно, прагматично, за счет разумных компромиссов, и основываясь на взаимном доверии.

«Минувшее десятилетие принесло немало вызовов, частично они были вполне предсказуемы, во многом они стали неожиданными, и с ними сейчас сталкиваются как развитые, так и развивающиеся экономики, — сказал Медведев. — Это и высокий уровень неопределенности, который затрагивает практически все стороны общественной жизни, скорость и масштабы цифровой трансформации, которая несет в себе как и огромные возможности, так и связанные с этим риски, в том числе необходимость постоянной модернизации инфраструктуры, а это очень дорого».

Среди других глобальных вызовов он назвал обострение конкуренции и рост протекционизма, экологические проблемы, изменение традиционных рынков, в том числе энергетического, появление новых рынков, а также диспропорцию между растущим весом развивающихся стран и их участием в определении правил международной торговли.

Председатель парламента Финляндии Паула Рисикко, которая также приняла участие в панельной дискуссии форума, назвала три основных глобальных вызова, это трансформация международной системы, изменение климата и демография. По ее словам, международная система сейчас фрагментирована и больше ориентирована на конфронтацию, чем на сотрудничество, что вызывает значительную нестабильность.

Эта нестабильность и неопределенность, а также нацеленность международной системы на конфронтацию и фрагментарность обусловлена политикой агрессивного давления ряда стран, добавил позже в ходе пленарной сессии Медведев. Он отметил, что незаконные санкции и арест менеджеров крупных зарубежных компаний повышает неопределенность в мировой экономике.

По его словам, тенденция отказа от доллара в мире будет только нарастать. «Очевидно, что тенденция по снижению зависимости национальных экономик от доллара будет только нарастать. Такие экономические действия  самого мощного игрока на экономической арене  только усиливают напряжение», — заявил он.

В такой ситуации США своими действиями сами постоянно дают подпитку идее о дедолларизации, добавил Медведев. «Мы по-прежнему имеем дело с так называемой непомерной привилегией доллара, о которой говорил когда-то еще Жискар д’Эстен», — сказал премьер. «Страна, денежная единица которой является ключевой резервной валютой, она сама же разрушает и доверие к ней. Вот в этом, наверное, и парадокс нынешней ситуации. И парадокс в том, что идея о дедолларизации получает постоянные стимулы и от самого эмитента», — подчеркнул премьер-министр.

3 Технология работы гильотинных агрегатов

Станок оборудуется двумя ножами. Один из них является неподвижным, другой совершает круговые движения. В место рубки установки металлические изделия и листы поступают с рольгангов. После этого оператор агрегата включает массивный нож гильотины, который под давлением опускается на металл в обозначенном месте и разрубает его на требуемые по техническому заданию части.

Высокое качество кромки и уникальная точность геометрических параметров процесса обеспечивается за счет применения программируемого оборудования. Если по условиям обработки требуется получить готовую продукцию с минимальным уровнем деформации, желательно подключать к гильотине контроллер ЧПУ. Он, действуя в кооперации со штатными узлами станка, дает возможность быстро и четко производить большое количество операций резки металла за короткое время.

Прижимной механизм агрегата отвечает за точность рубки. Причем процесс резки на гильотинных установках может выполняться поперечно и продольно по отношению к металлическому изделию, подаваемому для обработки на станок, под различными углами. А грамотный раскрой листов обеспечивается функционированием направляющих гильотины и режущим ножом, имеющим удлиненную форму.

Как видно из описания, технология применения гильотины весьма проста. Выгоды же от такого оборудования очевидны – «оперативный» раскрой разных по толщине металлических заготовок, малая энергоемкость операций, возможность производства серийных резов и выпуска продукции любой не особо сложной конфигурации («косынки», прямоугольники с разными размерами сторон изделия, стандартные полосы и так далее).

2 Кинематическая схема гильотины НК3418

Конструкция установки состоит из трех сборочных единиц, каждая из которых располагает автономным управлением и индивидуальными приводами:

• задний упор;
• главная цепь;
• поддерживатель листа.

Главная цепь включает в себя электродвигатель, соединенный с маховиком передачей клиноременного типа, а также с входным валом цилиндрического двухступенчатого редуктора (через специальную муфту-тормоз). Эксцентриковый вал жестко соединяется в ножницах с колесом редуктора (выходным). Шатуны, установленные на эксцентриковом валу, взаимодействуют с ножевой и прижимной балкой через рычаги. Эти три элемента формируют сборочную отдельную единицу, которая крепится на эксцентриковых осях станины посредством шарниров.

При включении муфты-тормоза и двигателя указанная единица (ее обычно называют механизмом реза) перемещается как одно целое по заданной траектории вплоть до контакта балки (прижимной) с горячекатаным или холоднокатаным листом, подвергающимся раскрою. После этого ножевая балка начинает двигаться прямолинейно по направляющим, зазор между ножами выставляется устройством в автоматическом режиме в зависимости от того, какую толщину имеет лист. При контакте металла с режущим инструментом отмечается повышение его усилия, часть которого (около 25 %) передается посредством рычагов на прижимную балку.

Цепь заднего упора состоит из электрического двигателя, связанного с червячным редуктором (с его быстроходным валом) клиноременной передачей. На редукторе также установлены две звездочки. Одна из них связана цепной передачей с указателем ширины полосы, которую необходимо отрезать, вторая – с валом, вращающим ходовые винты, соединенные с упорной балкой. Последнюю можно выставить по нужному размеру полосы более точно, если использовать ручной поворот (при помощи маховичка) вала двигателя.

Поддерживатель листа гильотинных ножниц серии НК имеет пять флажков поворотного вида, которые крепятся на оси. Ее при потребности можно поворачивать в требуемом направлении. Привод поддерживателя выполняется реверсивным пневматическим цилиндром, функционирование которого осуществляется пневматическим распределителем.

Гильотина для раскроя металла

Первые установки имели ручной привод. Чтобы выполнять резание потребовалось установить не только сам нож, нужно еще иметь противорежущую пластину (неподвижный нож).

Общий вид современной ручной гильотины для раскроя металла:1 – стол; противорежущая пластина; 3 – нож; 4 – кривошип; 5 – рычаг подачи ножа

Ручная гильотина по металлу позволяет резать сравнительно небольшие заготовки, ширина реза редко превышает 1200…1500 мм. При этом толщина разрезаемых деталей зависит от материала, использованного для изготовления.

Обычно на небольших производствах применяют подобные станки для стали толщиной до 0,5…0,7 мм. Можно обрубать пластик или разные виды пленок. На фабриках, производящих напольные покрытия, режут виниловую плитку.

Процесс резания на гильотинном станке:1 – стол для подачи материала; 2 – металлический лист; 3 – противорежущее лезвие; 4 – нож

При работе стараются уменьшить расстояние между кромками лезвий. Чем оно будет меньше, тем чище рез. Однако, при работе с металлом операторы вынуждены смещать неподвижный нож для увеличения зазора. С ростом толщины разрезаемого металла возникает необходимость в повышении расстояния.

Зазор δ между режущими кромками

Чем меньше толщина заготовок, тем ближе следует размещать лезвия относительно друг друга. В таблице 1 представлены рекомендации по зазорам в зависимости от толщины стали 08 сп.

При работе на установках с гидравлическим или кривошипным приводом скорость перемещения ножа выше. Поэтому требуется несколько увеличить зазор (таблица 2).

Косой рез

При создании первых машин для массовых казней иногда происходил некачественный рез. Прямое лезвие не перерубало с первого удара кожу и костную ткань. Присутствующий при испытаниях установки Людовик XVI предложил изобретателю усовершенствовать устройство, изготовив падающее лезвие с наклоном. Вхождение со скольжением позволяет оптимизировать угол резания, перераспределяет нагрузку в устройстве.

Когда происходит резание, встреча кромки с разрезаемым материалом происходит не одновременно по всей длине ножа. Он постепенно внедряется в металл. Поэтому даже небольшой наклон, всего несколько градусов позволяют заметно снизить величину силы сопротивления резанию.

Установка активного лезвия под углом наклона β:1 – активный нож; 2 – пассивный нож; 3 – разрезаемый материал

Современные небольшие ножницы гильотинного типа работают со значительными углами β. Так конструкторы добились заметного снижения усилий на ноже. На некоторых предприятиях на подобных малогабаритных станках работают даже женщины. Они справляются с заданием по раскрою металла.

Гильотинные ножницы для раскроя металла с ручным приводом

Подобные устройства на кромке лезвий развивают усилие в 200…400 тонн

В этом случае важно использовать толстые ножи, способные передать усилия в зоне резания

Установка с гидроприводом. Насосная станция расположена вне станка

Для работы гильотины с гидравлическим приводом необходимо иметь специальную насосную станцию. От нее по армированным шлангам подается масло к исполнительным механизмам. Давление жидкости может достигать до 135…150 бар. Гидроцилиндры передают усилие на исполнительный орган через систему рычагов.

Главное преимущество подобных гильотин – это тихая работа. Ножи движутся без удара.

На пульте управления оператор указывает ряд параметров, встроенный компьютер сам произведет расчеты:

• какой зазор требуется установить между ножами;
• где выставить упор;
• с какой скоростью подавать масло в гидравлическую систему.

Если указывается, что будут резаться несколько однотипных деталей, то указывают и этот параметр. Тогда будет осуществляться автоматическая подача материала.

Оператору с помощником остается только:

• уложить лист металла на рабочий стол;
• выровнять его относительно направляющих;
• выставить по упорам;
• указать номер программы, по которой требуется выполнять раскрой металла;
• выставить количество требуемых деталей.

Цена на подобные станки высокая, составляет несколько десятков, а то и сотен тысяч евро. Гильотины подобного типа изготавливают под заказ. В дальнейшем производитель оборудования в течение всего жизненного цикла технологической установки обслуживает ее, обеспечивает программами и предлагает оригинальные запасные части.

Классификация

Крупные предприятия по металлообработке и небольшие цеха снабжены оборудованием для гильотин, которые отличается по следующим параметрам:

• типу привода;
• производительностью;
• уровню мощности;
• максимальными показателями толщины листа металла;
• представленным прокатом;
• числом проделываемых операций.

Изделия для резки функционируют по принципу воздействия на заготовку давлением и острой кромкой гильотинных ножниц. Два элемента устройства перемещаются по отношению друг к другу. Такой процесс включает в себя две операции сразу – резку и ломание. Качественное оборудование выполняет работу в соотношении 90:10. Стоит заметить, что рез в результате ровный, не нуждающийся в дополнительной обработке.

Теперь рассмотрим подробнее виды гильотинных ножниц в зависимости от привода.

Гидравлические

Станочное оборудование для резки/рубки металлических листов со специальным гидравлическим приводом является высокопроизводительной и мощной разновидностью промышленных гильотин. Они используются как при серийном, так и штучном выпуске металлоизделий с прямыми краями из материала, толщина которого от 2 до 20 мм, а длина реза от 1 до 3 метров.

Для крупных компаний, специализирующихся на машиностроении, изготавливается гидравлическое оборудование, технические показатели которого выше: толщина листа – от 20 мм, а длина реза – до 6 метров. Они характеризуются значительным весом и габаритами, поэтому выпускается поштучно. Часто применяют современные автоматизированные установки С ЧПУ, снабженные гидравлическими гильотинными ножницами. Настройка системы минимальна по времени, а для управления станком необходимо нажатие только одной кнопки.

Из нюансов отмечают абсолютную бесшумность при работе, чего нельзя сказать про другие типы устройств. В гидравлической установке ножи совершают плавные нерезкие движения, полностью отсутствуют ударные воздействия. Такие станки оснащены различными фотодатчиками и защитными экранами, поэтому рабочий процесс безопасен.

Электромеханические

По степени производительности этот тип гильотин схож с предыдущим, но отличается высоким уровнем шума при воздействии ножа на металлический лист. Электромеханическая установка используется в крупных или средних цехах, где необходима высокоточная резка заготовок, имеющих значительный размер и толщину. Такое оборудование актуально и для серийного изготовления, только в качестве инструмента выбираются ножницы с меньшей мощностью. Электромеханические гильотины занимают немного рабочего пространства, но позволяют работать с разным материалом: сталь, медь, пластик, алюминий и т. п.

Некоторые устройства способны функционировать автоматизированы – они оснащены ЧПУ, что способствует ускорению процесса. Они отличаются простотой, невысокой стоимостью и широкой областью применения. Использовать подобное оборудование можно даже в условиях домашней мастерской или маленького цеха.

Пневматические

Для работы на этой гильотине необходим компрессор, как аналог используют центральную магистраль, в которой присутствует сжатый воздух. Это оборудование актуально для больших заводов по металлообработке, занимающихся преимущественно крупносерийным производством.

Пневматические гильотины относятся к стационарному типу. К основной конструкции добавляют просторные рабочие столы, конвейеры выдвижного вида и автоматизированную систему контроля. Нередко станки оборудуются специальной системой ЧПУ, с помощью которой металлоизделия обрабатываются быстрее, а точность конечного результата максимальна.

Ручная гильотина

Такие устройства снабжаются редуктором, который позволяет проводить обработку металлических листов с толщиной 1 мм и выше. Существуют три варианта станков: ручной – приводится в действие рычагом, ножной – начинает функционировать благодаря педали, комбинированный – сочетание вышеописанных видов.

Мобильную установку для рубки листового металла возможно монтировать на разную поверхность, где станок будет устойчив. Их используют на стройплощадках для нарезки профлиста (профнастила) или кровельной стали.

Конструкция и принцип действия

Несмотря на обширное предложение современных станкостроителей, принцип действия всех гильотинных ножниц остается неизменным. Металлическая заготовка или листовой материал располагается между 2-мя ножами. Нижний нож неподвижный. Рез в намеченном месте осуществляется верхним ножом по направлению сверху-вниз. Для расширения функционала и производительности станков некоторые их разновидности дополнительно оснащаются:

прижимным механизмом. Это существенно повышает точность реза;

столом для подачи материала;

поддоном-накопителем для сбора отрезанных деталей;

при массовой металлообработке применяются регулируемые упоры.

Основными узлами рассматриваемого оборудования являются:

1. Два пневмоцилиндра, которые размещаются на станине ножниц, с тыльной стороны ножевой балки.
2. Приводная тяга, обеспечивающая передачу усилия от пневмоцилиндра на ножевую балку.
3. Плунжеры привода, жёстко прикреплённые к ножевой балке.
4. Ножевая балка с установленными в соответствующих посадочных местах подвижными наклонными ножами.
5. Рабочий стол с пазом для захода ножей.
6. Задний/передний упор.
7. Пружинный механизм прижима листа.
8. Пневмораспределитель.
9. Станина.
10. Система включения (педальная).

Источником выработки сжатого воздуха для одной пневматической гильотины может быть обычный передвижной компрессор с ресивером объёмом 400…500 л. Мощность привода такого оборудования (например, от  торговой марки Elitex) составляет 5.5 кВт, при максимально допустимом давлении 10 ат, и расходе воздуха до 850 л/мин.

Мобильного компрессора будет вполне достаточно

Во избежание повышенного шума при работе компрессоры обычно устанавливают либо в отдельном помещении, либо снабжают шумозащитными экранами.

Пневматические ножницы работают так. При включении компрессора сжатый воздух поступает в ресивер. При достижении требуемого давления включается воздухораспределитель, и энергоноситель поступает в рабочую магистраль  к пневмоцилиндрам. Ножевая балка в исходном положении находится вверху, что даёт возможность позиционирования листа по заднему или переднему упору ножниц.

Пневматические ножницы работают только на одиночных ходах, однако  при установке дополнительных узлов могут действовать и в полуавтоматическом цикле.

Эксплуатационные достоинства ножниц с пневмоприводом:

Повышенная скорость резки, что положительно влияет на качество зоны разделения;

Низкий уровень шума от самих ножниц;

Простота системы управления.

1 Ножницы гильотинные НК3418 – технические характеристики

Данная гильотина является установкой последнего поколения с инновационной кинематической схемой работы и новой конструкцией. Она активно используется на авиа-, машино-, сельхозмашино- и судостроительных предприятиях, а также в иных сферах современной промышленности.

Гильотина имеет следующие ключевые технические характеристики:

• 17500 кгс – максимальное усилие реза;
• 6,3 мм и 2000 мм – соответственно, наибольшая толщина и ширина разрезаемого металлического листа с сопротивлением (временным) не более 500 МПа;
• 920 мм – дистанция от верхней части ножа (неподвижного) до пола;
• 700 мм – максимальная длина полосы, которую можно отрезать при использовании заднего упора гильотины;
• 1 градус 30 минут – угол наклона ножа (подвижного);
• 4250 кг – масса агрегата;
• 1620 мм – высота над уровнем пола.

Габаритные параметры машины в плане таковы:

• 1600 мм – без удлинителя спереди-назад;
• 2065 мм – с удлинителем спереди-назад;
• 2780 мм – слева-направо.

Электрооборудование, установленное на гильотинных ножницах, имеет следующие технические параметры:

• число электродвигателей – 2;
• ток сети и электропривода – трехфазный переменный;
• напряжение – 380 В (силовая цепь), 110 В (цепь управления), 24 В (цепь для освещения линии обработки металла);
• частота – 50 Гц;
• число точек освещения – 3;
• принцип функционирования привода заднего упора – толчковый;
• мощность двигателя: основного привода – 8,5 кВт, заднего упора – 0,37 кВт, совокупная – 8,87 кВт.

Электропривод ножниц работает в таких режимах: толчковый, непрерывные и одиночные ходы, проворот вручную.