מזמרה רוטרית
ניתוח היישום של מספריים סיבוביים בתעשיית חיתוך סלילי פלדה ונוסחאות לחישוב פרמטרי עיצוב מפתח
הודות ליתרונות הליבה שלהן של גזירה דינמית במהירות גבוהה- וחיתוך אורך מדויק, מזמרות רוטריות הפכו לציוד חיוני בתעשיית חיתוך יריעות פלדה והן נמצאות בשימוש נרחב לחיתוך-לאורך-עיבוד של יריעות מגולגלות חם-, יריעות מגולגלות קרות-, יריעות פלדה מגולגלות וסוגים אחרים של פלדה. הם משמשים כקשר מכריע בין תהליכים במעלה הזרם כגון גלגול, כבישה וגלוון, ועיבוד מוצר מוגמר במורד הזרם, תוך קביעה ישירה של דיוק הממדים, איכות החתך הרוחב ויעילות קו הייצור של לוחות הפלדה המוגמרים. הסעיף הבא בוחן תרחישי יישומים בתעשייה והצעות ערך ליבה, תוך התייחסות לדרישות הספציפיות של גזירת לוחות פלדה. הוא מתאר באופן שיטתי את פרמטרי הליבה ונוסחאות חישוב עבור מנגנוני גזירה רוטרית, ומספק תמיכה מדויקת לתכנון טכני ואופטימיזציה בתוך התעשייה.
יישומי ליבה של גזירה רוטרית בתעשיית חיתוך גיליונות פלדה ומשמשים לעיבוד חיתוך-לאורך-
המזמרה הסיבובית חייבת להתאים לדרישות העיבוד של לוחות פלדה בעוביים, חומרים ומפרטים משתנים, ולכסות את כל מגוון תרחישי הגזירה מלוחות סטנדרטיים ועד ללוחות פלדה למטרות מיוחדות-. יישומי הליבה שלהם מרוכזים בתחומים הבאים
גזירה מתמשכת של גיליון-מגולגל חם: עוצב כדי להתאים לקווי ייצור רציפים-מהירויות גבוהות אופי הייצור הרציף של גיליון-מגולגל חם (עובי 1.2-6 מ"מ, מהירות ריצה של עד 80-100 מ'/דקה) מחייב מזמרה סיבובית כדי לבצע חיתוך- במהירות גבוהה של הפלדה{8}} מבלי להפריע לקצב של פס הייצור. הגזירה הסיבובית חייבת ליצור לולאה סגורה במהירות-עם מנגנון ההזנה-לאורך -כדי להשיג סנכרון מוחלט בין להב הגזירה ללוחית הפלדה ברגע הגזירה, ובכך למנוע מתיחה של לוח או הטיית חתך- צולבת שנגרמה עקב אי התאמות במהירות. בקווי ייצור של גיליונות מתכת מגולגלים חמים- המשמשים במכשירי חשמל ביתיים ורכיבי רכב, מנגנון הגזירה הרוטרי חייב להתאים למעבר גמיש בין הגדרות אורך קבועות- שונות (1-12 מ') כדי להבטיח את היעילות התפעולית המתמשכת של קו הייצור ולמזער הפסדי זמן השבתה
גזירה מדויקת של פלדה מגולגלת- קרה, פלדה מגולוונת ופלדת אל חלד: עמידה בדרישות איכות משטח מחמירות
פלדה מגולגלת קרה-, פלדה מגולוונת (עובי 0.3-6 מ"מ) ופלדת אל חלד דורשות סטנדרטים גבוהים במיוחד של שטוחות פני השטח וגימור חתך-, ונמצאות בשימוש נרחב ביישומים- מתקדמים כגון לוחות מכשירי חשמל ביתיים ולוחות גוף לרכב. מכונות גזירה סיבוביות חייבות לשלוט במרווח הלהב ובכוח הגזירה במהלך חיתוך מהיר- כדי למנוע בעיות כגון כתמים, שריטות, קילוף ציפוי אבץ, סימני רולר ונזקים לפני השטח, תוך הבטחת דיוק חיתוך של פחות או שווה ל-±0.5 מ"מ. לדוגמה, ביריעות מגולוונות של מועמדים לרכב ובבית, חתוכים לקווי אורך, המזמרה הרוטרית חייבת להתאים ליריעות מגולוונות בעלות עוצמות שונות. על ידי שליטה מדויקת על פרמטרי הגזירה, הם מבטיחים שניתן להשתמש ביריעות הפלדה החתוכים ישירות להטבעה וגיבוש ללא צורך בחיתוך משני.
גזירה מותאמת אישית של יריעות פלדה מיוחדות: עמידה בדרישות של צורות לא סדירות וחומרי חוזק-גבוהים יריעות פלדה מיוחדות כגון פלדה בעלת חוזק- גבוה, פלדה עמידה לבלאי- ופלדת אל-חלד- מציגות אתגרי גזירה גדולים יותר באופן משמעותי בשל הקשיחות והקשיחות הגבוהות שלהן. יש לבצע אופטימיזציה ספציפית של מכונות גזירה רוטריות מבחינת חוזק מחזיק הלהב ורזרבות כוח הגזירה כדי להתאים למאפייני הגזירה של חומרים שונים. לדוגמה, פלדה בעלת חוזק- גבוה דורשת עלייה בכוח הגזירה של למעלה מ-30%, בעוד מפלדת אל-חלד מחייבת אופטימיזציה של חומרי הלהב ומערכות הקירור כדי למנוע הידבקות ושבבים של הלהב במהלך תהליך הגזירה. בקווי ייצור של לוחות פלדה מיוחדים המשמשים במגזרי האנרגיה והרכב, מנגנוני גזירה סיבובית חייבים לספק גזירה מותאמת אישית כדי לעמוד בדרישות של צורות לא סדירות, ממדים קבועים ושינויי מפרט תכופים-כגון לוחות טרפז, בצורת יהלום-וגלי-ובכך להבטיח את איכות התהליך המיוחד של לוחות הפלדה הללו.
פרמטרי עיצוב ליבה ונוסחאות חישוב עבור גזירה סיבובית (מתאים ליישומי גזירת לוחות פלדה)
העיצוב של גזירה רוטרית טמון באיזון של פעולה- במהירות גבוהה, סנכרון מדויק ויציבות גזירה. יש לחשב את הפרמטרים המרכזיים שלו בהתבסס על משתני ליבה כגון עובי לוח פלדה, רוחב, מהירות פעולה וחוזק החומר. להלן מתאר את נוסחאות החישוב עבור פרמטרי תכנון ליבה וניתוחים של התרחישים הרלוונטיים שלהם
חישוב כוח הגזירה: הבסיס המרכזי להבטחת קיבולת הגזירה כוח הגזירה הוא קריטי לבחירת מערכת הכוח של מנגנון הגזירה הרוטרי. יש לחשב אותו על סמך חוזק החומר, עובי, רוחב ושיטת הגזירה של לוח הפלדה (גזירה מקבילה, גזירת להב אלכסוני) כדי להבטיח שלהבי החיתוך יכולים לנתק לחלוטין את לוח הפלדה, ובכך למנוע חסימת חומרים ועומס יתר.
נוסחה לכוח גזירה- מקבילי של להב
ישים לגזירה של לוחות- בינוניים וכבדים- ויריעות מגולגלות חם- באמצעות להבים מקבילים, כאשר להבי הגזירה מקבילים לכיוון הנסיעה של לוח הפלדה וכוח הגזירה מתחלק באופן שווה על פני כל החתך-:
F=0.8×σb×A
תיאורי פרמטרים:
F: כוח גזירה נדרש (N);
σb: חוזק מתיחה של לוח הפלדה (MPa); לדוגמה, 400–500 MPa עבור לוח פלדה Q235 ו-500–600 MPa עבור לוח פלדה Q345;
A: שטח חתך- של חתך הגזירה (מ"מ), A=b×h;
ב: רוחב לוח הפלדה (מ"מ);
h: עובי צלחת פלדה (מ"מ);
0.8: גורם תיקון כוח הגזירה, המביא בחשבון את ההשפעות של בלאי להבי גזירה, מרווח גזירה ועיוות פלסטי של לוח הפלדה, כדי להבטיח שולי בטיחות משולבים בעיצוב.
נוסחה לכוח גזירה- מקבילי של להב
ישים לגזירה של לוחות- בינוניים וכבדים- ויריעות מגולגלות חם- באמצעות להבים מקבילים, כאשר להבי הגזירה מקבילים לכיוון הנסיעה של לוח הפלדה וכוח הגזירה מתחלק באופן שווה על פני כל החתך-:
F=0.8×σb×A
תיאורי פרמטרים:
F: כוח גזירה נדרש (N);
σb: חוזק מתיחה של לוח הפלדה (MPa); לדוגמה, 400–500 MPa עבור לוח פלדה Q235 ו-500–600 MPa עבור לוח פלדה Q345;
A: שטח חתך- של חתך הגזירה (מ"מ), A=b×h;
ב: רוחב לוח הפלדה (מ"מ);
h: עובי צלחת פלדה (מ"מ);
0.8: גורם תיקון כוח הגזירה, המביא בחשבון את ההשפעות של בלאי להבי גזירה, מרווח גזירה ועיוות פלסטי של לוח הפלדה, כדי להבטיח שולי בטיחות משולבים בעיצוב.
נוסחה לכוח גזירה בגזירת להבים משופעים
ישים לגזירה של להבי משופע של לוחות דקות ויריעות מגולגלות קרות-, כאשר להב הגזירה מוגדר בזווית מסוימת (בדרך כלל 1-5 מעלות) לכיוון הנסיעה של לוח הפלדה. כוח הגזירה מופעל בהדרגה, מפחית עומסי שיא וממזער את ההשפעה על הציוד:
F=0.6×σb×b×h×sin
• תיאורי פרמטרים:
◎ זווית נטיית להב הגזירה (מעלה); 1-3 מעלות ליריעות דקות ו-3-5 מעלות ליריעות עבות. זווית גדולה יותר מביאה לכוח גזירה נמוך יותר, אך מפחיתה מעט את השטיחות של משטח החתך;
◎ 0.6: מקדם תיקון עבור גזירת להב אלכסונית-; ככל שכוח הגזירה מתחלק, גורם זה נמוך מזה של גזירת להב מקבילה-.
נוסחת תיקון המתייחסת למהירות הגזירה
כאשר מהירות הריצה של לוח הפלדה גבוהה (~60 מ' לדקה), יש לקחת בחשבון את כוחות האינרציה של לוח הפלדה ואת העומסים הדינמיים במהלך תהליך הגזירה כדי לתקן את כוח הגזירה:
F (דִינָמִי)=F × (1+0.1×10v)
• תיאור פרמטר:
◎ v: מהירות ריצה של לוחית פלדה (מ'/דקה);
◎ 0.1×(v/10): מקדם תיקון עומס דינמי; ככל שהמהירות גבוהה יותר, ההשפעה הדינמית גדולה יותר, ומקדם התיקון גדל בהתאם כדי להבטיח שמערכת הכוח עומדת בדרישות של-גזירה במהירות גבוהה.
חישוב מהירות להב סינכרוני: תנאי הליבה לדיוק גזירה
הדרישה הבסיסית של גזירה מעופפת היא שמהירות קצה הלהב חייבת להתאים בדיוק למהירות הרצועה. כל הבדל מהירות יכול לגרום למתיחה של החומר, פני גזירה בזווית או סטיות אורך. לכן, חישוב המהירות הסינכרונית הוא מכריע לדיוק הגזירה.
vblade=vstripvלהב=vרצועה
תיאור פרמטר:
vbladevלהב: מהירות לינארית בקצה הלהב (מ'/דקה)
vstripvרצועה: מהירות נסיעה ברצועה (מ'/דקה)
עקרון ליבה:
ברגע החיתוך, המהירויות הליניאריות של הלהב והרצועה חייבות להיות שוות לחלוטין כדי להבטיח שמישור הגזירה מאונך לכיוון הנסיעה ברצועה. זה מונע חתכים וקוצצים בזווית תוך הבטחת מידות חיתוך מדויקות-ל-אורך.
חישוב נגזר:
הקשר בין מהירות סיבוב הלהב לרדיוס סינכרוני
בהתחשב ברדיוס הסיבוב של הלהב RR(מ"מ), מהירות סיבוב הלהב nn(ר/דקה) מחושב כך:
n=vstripπ×R×10−3n=π×R×10−3vרצועה
תיאור פרמטר:
RRהוא המרחק ממרכז סיבוב הלהב לקצה הלהב. במהלך התכנון, יש לקבוע מרחק זה על סמך סוג המנגנון (למשל, סוג ארכובה, סוג נדנדה) כדי להבטיח תאימות בין מהירות סיבוב וחוזק מבני.
חישוב אורך חיתוך ומחזור גזירה: מפתח להתאמת קצב קו הייצור
אורך החתך הוא מפרט קריטי עבור מוצרי רצועה מוגמרים. מחזור הגזירה חייב להיות מסונכרן עם מהירות הרצועה ואורך החיתוך הנדרש כדי להבטיח ייצור מתמשך ולמנוע הצטברות חומרים או בעיות מתח.
נוסחת אורך חיתוך
L=vstrip×tL=vרצועה ×t
תיאור פרמטר
LL: אורך הרצועה חתוך (מ')
tt: זמן מחזור גזירה (דקות), כלומר מרווח הזמן בין שני חתכים
עקרון ליבה
אורך החיתוך נקבע הן על ידי מהירות הרצועה והן על ידי מחזור הגזירה. במהלך התכנון, מחזור הגזירה חייב להיגזר באופן הפוך מאורך החתך היעד כדי להבטיח שקצב המנגנון מתיישר עם דרישות קו הייצור.
נוסחת מחזור גזירה
t=60nsheart=nגזירה 60
תיאור פרמטר
nshearnגזירה: מספר החתכים לדקה (חתכים/דקה), כלומר, תדירות הגזירה
חישוב נגזר
התאמת תדירות הגזירה עם אורך החיתוך
אם אורך החיתוך הנדרש הוא LLומהירות הרצועה היא vstripvרצועה, תדירות הגזירה חייבת לעמוד ב:
nshear=vstripLnגזירה=Lvרצועה
דוּגמָה
עבור מהירות רצועה של 80 מ' לדקה ואורך חיתוך של 4 מ', תדירות הגזירה היא 20 חתכים לדקה. המשמעות היא שיש להשלים 20 חיתוכים בדקה כדי לחתוך ברציפות את הרצועה לאורך של 4 מטר שצוין.
חישוב מומנט אינרציה: מפתח להבטחת יציבות הציוד
במהלך-פעולה במהירות גבוהה של גזירה מעופפת, מומנט האינרציה שנוצר על ידי רכיבים מסתובבים כגון מחזיק הלהב והלהבים גורם לרטט מבני, שעלול לפגוע בדיוק הגזירה. חישוב ובקרה של מומנט האינרציה חיוני לפעולה יציבה.
M=J× M=J×
תיאור פרמטר:
MM: מומנט אינרציה (N·m)
JJ: מומנט אינרציה של רכיבים מסתובבים (kg·m²). זה תלוי בהתפלגות המסה של מחזיק הלהב ורכיבים אחרים, מחושב כ-J=∑miri2J=∑miri2, שם מיmiהיא המסה של כל רכיב ו-ririהוא המרחק שלו ממרכז הסיבוב.
: תאוצה זוויתית (rad/s²), המתייחסת לזמן התאוצה או ההאטה של הלהב, מחושבת כ-=Δω/Δt =Δω/Δt, שבו ΔωΔωהוא השינוי במהירות הזוויתית וב-ΔtΔtהוא זמן האצה או האטה.
אסטרטגיות אופטימיזציה:
הפחת את מומנט האינרציה-ולפיכך את הרטט-על ידי אופטימיזציה של פיזור המסה (למשל, ריכוז מסה קרוב יותר למרכז הסיבוב), קיצור זמני האצה או האטה וזיקוק פרופיל התנועה.
חישוב פער להב: מפתח להשגת משטחי גזירה איכותיים
מרווח הלהב משפיע ישירות על איכות המשטח הגזוז ועל היווצרותם של קוצים. פערים מוגזמים גורמים לקוצים, בעוד שרווחים לא מספיקים מאיצים את שחיקת הלהבים. יש לחשב את הפער האופטימלי על סמך עובי הרצועה והחומר.
δ=k×hδ=k×h
תיאור פרמטר
δδ: מרווח להב (מ"מ)
hh: עובי רצועה (מ"מ)
kk: מקדם פער, התלוי בסוג החומר ובעוביו. ערכים אופייניים הם כדלקמן:
עבור פלדה עדינה ופלדה מסגסוגת- נמוכה: k=0.03k=0.03 עד 0.050.05 (ערכים עליונים לעובי רב יותר)
עבור פלדה-חוזקת ופלדת אל חלד גבוהה: k=0.05k=0.05 עד 0.080.08 (דרושים מרווחים גדולים יותר עבור חומרים קשים יותר)
עבור יריעות דקות (h פחות או שווה ל-2hפחות או שווה ל-2 מ"מ): k=0.02k=0.02 עד 0.030.03 (פערים הדוקים יותר לשיפור איכות פני השטח)
דרישת ליבה
מרווח הלהב חייב להיות מתכוונן כדי להתאים לשינויים בעובי הרצועה בפועל. יש לשלב מנגנון התאמת פערים בעיצוב כך שיתאים למפרטי חומרים שונים.
חישוב עבודת גזירה: בסיס משלים לבחירת מערכת הנעה
עבודת גזירה, תוצר של כוח גזירה ומשיכת חיתוך, מייצגת את האנרגיה הנצרכת במהלך תהליך החיתוך. הוא משמש כאסמכתא קריטית לבחירת מערכת ההנעה (מנוע חשמלי, מערכת הידראולית) כדי להבטיח קיבולת אנרגטית מספקת עבור פעולת הגזירה.
W=F×sW=F×s
תיאור פרמטר
WW: עבודת גזירה (J)
FF: כוח גזירה (N)
ss: מהלך חיתוך (מ"מ), כלומר, המרחק שהלהב עובר מהמגע הראשוני עם הרצועה ועד להפרדה מלאה. עבור גזירת להב מקביל, ס'sשווה בערך לעובי הרצועה hh; עבור גזירת להב משופע, סsהוא גדול יותר.
יישום נגזר
הספק של מערכת ההנעה חייב לעמוד בדרישות העבודה ליחידת זמן. כוח המנוע PP(kW) ניתן לחשב כ:
P=W×nshear60×ηP=60×ηW×nגזירה
איפה ηηהיא יעילות ההולכה (0.85-0.9 עבור כונני הילוכים; 0.8-0.85 עבור כונני רצועה). נוסחה זו מבטיחה שכוח המנוע תואם הן את תדירות הגזירה והן את העבודה בכל מחזור, תוך הימנעות מגודל קטן או מופרז.
שילוב פרמטרים בהקשר היישום של גזירת לוחות פלדה
הנוסחאות לעיל אינן פועלות בנפרד; יש ליישם אותם בשיתוף פעולה בהקשר הספציפי של גזירת לוחות פלדה כדי ליצור מסגרת עיצובית שלמה
היישום של מזמרה מעופפת בחיתוך לוחות פלדה מסתמך על שילוב שיטתי של חישוב פרמטרים מדויק ותנאי תפעול-במציאות. על ידי יישום הנוסחאות המתוארות לעיל, היצרנים יכולים להשיג-דיוק תהליכים מלא-מתכנון מבני ועד אופטימיזציה של ביצועים-והבטחת פעולה יעילה, מדויקת ויציבה של קווי גזירת לוחות פלדה. עם 16 שנות מומחיות עמוקה בציוד גזיזת לוחות פלדה, Shanghai Huoyu Industrial Co., Ltd. מפתחת ברציפות את פיתוח המוצר שלה כדי לעמוד בדרישות התעשייה המודרניות, ותומכת במעבר של המגזר מפונקציונליות בסיסית למצוינות תפעולית מתקדמת.
דרישות קלט
הגדר את עובי לוח הפלדה hh, רוחב בb, חוזק מתיחה של חומר σbσbמהירות רצועה לעומת רצועהvרצועה, ואורך חיתוך יעד LL.
01
חישוב פרמטר ליבה
התחל בחישוב כוח הגזירה FF, לאחר מכן קבע את מרווח הלהב δδבאמצעות נוסחת הפער. אשר מהירות סינכרונית באמצעות vblade=vstripvלהב=vרצועה, ולאחר מכן חישוב מהירות סיבוב הלהב nn.
02
התאמת קצב
באמצעות נוסחאות אורך החיתוך ותדירות הגזירה, קבע את מספר החתכים לדקה nshearnגזירה ומחזור הגזירה המתאים ttכדי להבטיח התאמה לקצב קו הייצור.
03
אימות יציבות
חשב את מומנט האינרציה MMולמטב את חלוקת המסה של מחזיק הלהב כדי למזער את הרטט. השתמש בנוסחת עבודת הגזירה כדי לאמת את כוח מערכת ההנעה, תוך הבטחת עתודות אנרגיה נאותות.
04
התאמה דינמית
עבור יישומי גזירה-גבוהים, החל גורמי תיקון עומס דינמיים כדי להתאים את כוח הגזירה ופרמטרי מערכת ההנעה כדי להתאים לתנאי חיתוך דינמיים.
05
