RU2096141C1 - Способ ломки материалов на заготовки в установке для разрушения материалов и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ ломки материалов на заготовки в установке для разрушения материалов и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2096141C1 RU2096141C1 RU96104746A RU96104746A RU2096141C1 RU 2096141 C1 RU2096141 C1 RU 2096141C1 RU 96104746 A RU96104746 A RU 96104746A RU 96104746 A RU96104746 A RU 96104746A RU 2096141 C1 RU2096141 C1 RU 2096141C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic
- breaker
- plane
- load
- installation
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 11
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 5
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000005293 physical law Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000009785 tube rolling Methods 0.000 description 1
- 239000011345 viscous material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D31/00—Shearing machines or shearing devices covered by none or more than one of the groups B23D15/00 - B23D29/00; Combinations of shearing machines
- B23D31/002—Breaking machines, i.e. pre-cutting and subsequent breaking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
- B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
- B26F3/002—Precutting and tensioning or breaking
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к способам разделения металлических и неметаллических материалов на заготовки ломкой проката, устройство для ломки может быть использовано в заготовительных отделениях и на участках резки машиностроительных, металлургических, трубопрокатных и других предприятий. Сущность изобретения: на верхней плите 2 корпуса 1 размещены гидроцилиндры 4 гидропривода перемещения ломателя 5, связанные с плитой 6, несущей дополнительный ударно-импульсный привод 7, на котором размещен ломатель 5. В корпусе 1 размещен гидрозажим материала 9 с твердосплавными ножами 14 для создания концентраторов напряжения 20. Напорные полости цилиндров гидрозажима и привода перемещения ломателя соединены между собой, а в трубопроводе 15 их сообщения размещен обратный клапан 16. Материал 9 размещают на опоре 8 и в гидрозажиме. При зажиме материала и нанесении концентратора напряжения 20 по границе углубления последнего материал сжимают усилением до предела упругости, а в зоне концентратора - до предела пластичности и образования большого волнового сопротивления в пределах действия зажима материала. Импульсную нагрузку на образованную консоль материала прикладывают с частотой, равной частоте собственных колебаний консольной части материала. 2 с. и 3 з. п.ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к способам разделения металлических и неметаллических прутковых, трубчатых, листовых и других материалов на заготовки ломкой и устройствам для их осуществления и может быть использовано в заготовительных отделениях и на участках резки машиностроительных, металлургических, трубопрокатных и других предприятий.
Известен способ холодной ломки проката на мерные заготовки, согласно которому на прокате наносят концентраторы напряжений вмятины, прокат устанавливают на опоры, в плоскости вмятины прикладывают статическую или динамическую изгибающую нагрузку гидравлическим прессом или оборудованием импульсного действия [1]
Известно устройство для ломки материала, содержащее корпус, несущий гидрозажим с ножами для нанесения концентраторов, ломатель с его гидроприводом. Цилиндры зажима и привода ломателя соединены общей магистралью, при этом диаметр цилиндра зажима больше диаметра цилиндра ломателя [2]
Существенным недостатком известных технических решений является неудовлетворительное качество торцев изломов заготовок, особенно при ломке вязких материалов, и невозможность получения любой криволинейной поверхности.
Известно устройство для ломки материала, содержащее корпус, несущий гидрозажим с ножами для нанесения концентраторов, ломатель с его гидроприводом. Цилиндры зажима и привода ломателя соединены общей магистралью, при этом диаметр цилиндра зажима больше диаметра цилиндра ломателя [2]
Существенным недостатком известных технических решений является неудовлетворительное качество торцев изломов заготовок, особенно при ломке вязких материалов, и невозможность получения любой криволинейной поверхности.
Указанный недостаток является следствием ветвления магистральной (главной) трещины, причиной которой является нанесенный ранее концентратор напряжений, развивающийся в процессе деформации твердого тела.
Изобретение направлено на устранение указанного недостатка и получение качественного излома с необходимыми геометрическими характеристиками.
Это достигается тем, что способ ломки материалов на заготовки в установке для разрушения материала включает нанесение на материал концентраторов напряжений в виде углублений и приложение в его плоскости разрушающей импульсной нагрузки. Для этого материал по границе углубления сначала сжимают усилием до предела упругости, а в зоне образования концентратора напряжений
вмятины до предела пластичности и образования большого волнового сопротивления в пределах действия зажима материала, а затем, не снимая нагрузки, прикладывают к выступающей консольной части материала статическую и импульсную нагрузку с частотой, равной частоте собственных колебаний выступающей части данного материала.
вмятины до предела пластичности и образования большого волнового сопротивления в пределах действия зажима материала, а затем, не снимая нагрузки, прикладывают к выступающей консольной части материала статическую и импульсную нагрузку с частотой, равной частоте собственных колебаний выступающей части данного материала.
Установка для управляемого технологического разрушения материалов содержит станину с размещенными на ней приводом перемещения ломателя гидрозажимом со вставным твердосплавным инструментом. Диаметр цилиндров гидрозажима выполнен больше диаметра цилиндров привода перемещения лопателя, а их напорные полости сообщены между собой трубопроводом с обратным клапаном. Установка снабжена плитой, связанной с приводом ломателя и размещенным на ней дополнительным ударно-импульсным приводом, на котором установлен ломатель.
Разрушаемый материал установлен на станине и прижимном устройстве. Режущая кромка ломателя образована плоскостью, выполненной параллельно плоскости реза и плоскостью, идущей под острым углом к опоре.
Реактивные усилия, возникающие при ударе в выступающей консольной части материала, демпфируются путем усиления прижима материала за счет выполнения диаметра гидроцилиндра прижимного устройства больше диаметра гидроцилиндров подъемаопускания ударно-импульсного механизма. Предложенная в способе последовательность и сочетание силового нагружения при зажиме и ломке материала приводит к новому положительному эффекту получению качественного излома с необходимыми геометрическими параметрами.
Реализация данного способа возможна исходя из физических законов разрушения материалов, имеющих концентраторы напряжений под воздействием статического и ударного воздействия.
Основным свойством концентраторов напряжений является их способность к развитию в процессе деформации твердого тела. (см.Китайгородский Л.И. Введение в физику. М. Физматгиз, 1959, с.130). При ударе энергия разрушения распространяется в виде волн и гаснет обратно пропорционально кубу расстояния от источника. Трещина растет в потоке упругих волн, распространяющихся в трехмерном пространстве, воздействие которых подчиняется закону суперпозиции. Ветвление трещины наступает тогда (и как следствие, искривление излома), когда в широкой области перед трещиной возникают примерно равные напряжения и трещине безразлично, куда "бежать". Магистральной (главной) трещиной становится та, которая наибольшая и расположена перпендикулярно растягивающим напряжениям.
Поток энергии из объема разрываемого металла подтекает в зону перед трещиной. Интенсивность такого подтекания энергии уменьшается в зависимости от толщины подводящего слоя материала по экспотенциальному закону. Если, например, пруток с одной стороны закреплен консольно и соединен с массой большой толщины, то волна практически не проникает в зажатую часть. В этом случае говорят о бесконечно большом сопротивлении среды (зажим с материалом), когда коэффициент отражения становится равным единице, и отражение происходит с потерей полуволны, что соответствует наличию узла на границе зажима. Развитие концентратора напряжения идет по границе сжатого слоя, так как при вторжении ее в сжатую часть подталкивающая ее упругая энергия растяжения гасится на противоположном упругом поле сжатия. Это все способствует получению нужного качественного излома.
Реактивная сила, возникающая в виде гидроударной волны в гидроцилиндрах прижима ударно-импульсного привода при ударе демпфируется путем направления ее через обратный клапан в напорные полости гидроцилиндров зажима материала, и энергия поглощается при образовании концентратора напряжений пластической деформацией.
На фиг. 1 представлен постадийно способ ломки материалов с использованием в качестве примера деформации среды, создаваемой гидравлическими силами; на фиг. 2 установка для разрушения материалов, общий вид.
Пример осуществления способа ломки материалов.
Ломке по схеме изгиба подвергается установленный выступающий консольной частью и подрезанной на глубину 15 мм прокат сечением 200 х 300 мм из стали 40Х (фиг.1).
а исходное положение материала, установленного консольно длиной, равной заготовке lз в зажимах, выполненных, например, большой толщины t, обладающих большим волновым сопротивлением.
б первая начальная стадия материал сжимается нагрузкой Р сжатия до предела упругости, при этом в месте контакта выступов происходят пластические деформации Δпл, величина которых зависит от параметров выступов.
в вторая стадия нагружение заготовки статической нагрузкой Рc, при этом Рc всегда должна быть меньше Р сжатия, созданной на первой стадии.
г третья заключительная стадия нагружение материала импульсной нагрузкой с частотой, равной частоте собственных колебаний заготовки lз, при этом реактивная сила, возникшая при ударе, используется на дополнительный поджим. На этой стадии на материал действует суммарная совмещенная статическая и резонансная волновая (Ррез) (импульсная) нагрузка,узел волны которой из-за большого волнового сопротивления зажима находится по границе излома.
Установка содержит корпус 1, выполненный в виде основания, соединенного с верхней плитой 2 стяжными колоннами 3. На плите 2 установлены два гидроцилиндра 4 привода перемещения ломателя 5. С гидроцилиндрами 4 связана плита 6, на которой закреплен дополнительный ударно-импульсный привод 7, несущий ломатель 5. Плита 6 установлена с возможностью перемещения в направлении стяжных колонн 3. В основании корпуса 1 выполнена опора 8 для размещения на ней материала 9. В корпусе 1 установлен гидрозажим в виде двух гидроцилиндров 10 и 11 с зажимами 12 и 13, несущими твердосплавные ножи 14. Диаметр D1 цилиндров гидрозажима выполнен больше диаметра D2 цилиндров привода перемещения ломателя 5, а напорные полости гидроцилиндров 4, 10 и 11 сообщены между собой трубопроводом 15 с обратным клапаном 16. На ломателе 5 выполнена режущая кромка, образованная плоскостью 17, параллельной плоскости реза 19, и плоскостью 10, проходящей под острым углом α к плоскости опоры 8.
Установка работает следующим образом.
Разрушаемый материал 9 укладывается на опоре 8 и в гидрозажиме между зажимами 12 и 13 таким образом, что разрушаемый материал имеет выступающую консольную часть с концентратором напряжения 20 в виде углубления. С помощью зажимов 12 и 13 нагружают материал 9 по границе углубления статической нагрузкой до предела упругости. Одновременно твердосплавным ножом 14 зажимов 12 и 13 выполняют вмятины концентраторы напряжений 20. С помощью гидроцилиндров 4 перемещают плиту 6 с ударно-импульсным приводом 7 до соприкосновения ломателя 5 с концентратором напряжения 20 на материале 9 и прикладывают статическую и импульсную нагрузку с частотой, равной частоте собственных колебаний выступающей консольной части материала. В это же время ударная волна рабочей жидкости из напорной полости гидроцилиндра 4 идет по трубопроводу 15 через обратный клапан 16 в гидроцилиндры 10 и 11. За счет того, что диаметр гидроцилиндров 10 и 11 D1 больше диаметра гидроцилиндров 4 D2 достигается гарантированный зажим проката с помощью зажимов 12 и 13 в момент приложения ударноимпульсной нагрузки. После этого разжимают зажимы 12 и 13, а ударно-импульсный привод 7 поднимается в верхнее положение. Установка готова к совершению очередного цикла.
Claims (5)
1. Способ ломки материалов на заготовки в установке для разрушения материалов, включающее нанесение на материал концентратора напряжений в виде углублений и приложение в его плоскости разрушающей импульсной нагрузки, отличающийся тем, что материал по границе углубления концентратора напряжения сначала сжимают усилием до предела упругости, а в зоне образования углубления концентратора напряжений до предела пластичности и образования большого волнового сопротивления в пределах действия зажима материала, не снимая нагрузки, прикладывают к выступающей консольной части материала статическую и импульсную нагрузку с частотой, равной частоте собственных колебаний консольной части материала.
2. Установка для разрушения материалов, содержащая корпус с размещенным на нем гидроприводом перемещения ломателя и гидрозажимом с вставными ножами, гидроцилиндры которых соединены между собой, а диаметр цилиндра зажима большего диаметра цилиндра ломателя, отличающаяся тем, что установка снабжена плитой, соединенной с гидроприводом ломателя, установленной с возможностью перемещения и несущей введенный дополнительный ударно-импульсный привод, на котором установлен ломатель, при этом в полости сообщения гидропривода перемещения ломателя и гидрозажима размещен обратный клапан.
3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что упомянутая опора выполнена на корпусе в виде выступа.
4. Установка по п.2, отличающаяся тем, что ножи гидрозажима выполнены из твердого сплава.
5. Установка по п.2, отличающаяся тем, что на ломателе выполнена режущая кромка, образованная плоскостью, параллельной плоскости реза, и плоскостью, проходящей под острым углом к плоскости опоры.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96104746A RU2096141C1 (ru) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | Способ ломки материалов на заготовки в установке для разрушения материалов и устройство для его осуществления |
| EA199700315A EA199700315A1 (ru) | 1996-03-21 | 1996-06-19 | Способ ломки материалов на заготовки и устройство для его осуществления |
| PCT/RU1996/000165 WO1997034724A1 (fr) | 1996-03-21 | 1996-06-19 | Procede permettant de briser des materiaux en ebauches, et dispositif permettant de mettre en oeuvre de ce procede |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96104746A RU2096141C1 (ru) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | Способ ломки материалов на заготовки в установке для разрушения материалов и устройство для его осуществления |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2096141C1 true RU2096141C1 (ru) | 1997-11-20 |
| RU96104746A RU96104746A (ru) | 1998-02-27 |
Family
ID=20177924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96104746A RU2096141C1 (ru) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | Способ ломки материалов на заготовки в установке для разрушения материалов и устройство для его осуществления |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA199700315A1 (ru) |
| RU (1) | RU2096141C1 (ru) |
| WO (1) | WO1997034724A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2283760C2 (ru) * | 2004-11-22 | 2006-09-20 | Губанова Галина Игоревна | Способ дезинтеграции материалов и устройство для его осуществления |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2362844A (en) * | 2000-05-30 | 2001-12-05 | Baker Hughes Inc | Method for crushing carbide |
| CN106694989B (zh) * | 2017-01-23 | 2019-08-02 | 东莞市创者自动化科技有限公司 | 一种导爆管自动送管和切断装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1627294A1 (de) * | 1967-03-03 | 1970-08-06 | Trumpf & Co | Nibbelwerkzeug mit Stempelaussparung |
| SU503651A1 (ru) * | 1974-02-26 | 1976-02-25 | Устройство дл холодной ломки проката | |
| SU495168A1 (ru) * | 1974-05-15 | 1975-12-15 | Тамбовский институт химического машиностроения | Способ холодной ломки труб |
| SU554094A1 (ru) * | 1976-01-21 | 1977-04-15 | Донецкий Физико-Технический Институт Ан Украинской Сср | Установка дл ломки прутков |
| SU578167A1 (ru) * | 1976-02-06 | 1977-10-30 | Тамбоский Институт Химического Машиностроения | Способ ломки проката |
| SU583877A1 (ru) * | 1976-05-03 | 1977-12-15 | Vysotskij Evgenij N | Установка дл ломки прутков |
-
1996
- 1996-03-21 RU RU96104746A patent/RU2096141C1/ru active
- 1996-06-19 EA EA199700315A patent/EA199700315A1/ru not_active IP Right Cessation
- 1996-06-19 WO PCT/RU1996/000165 patent/WO1997034724A1/ru active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 578167, кл.B 23D 27/06, 1977. 2. Авторское свидетельство СССР N 583877, кл.B 23D 27/06, 1977. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2283760C2 (ru) * | 2004-11-22 | 2006-09-20 | Губанова Галина Игоревна | Способ дезинтеграции материалов и устройство для его осуществления |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA000265B1 (ru) | 1999-02-25 |
| EA199700315A1 (ru) | 1999-02-25 |
| WO1997034724A1 (fr) | 1997-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | An experimental and numerical study of laser impact spot welding | |
| CN103439197B (zh) | 高应变率条件下研究粘弹性材料ii型断裂的剪切试件 | |
| CN109211698B (zh) | 一种三点弯曲试样以及测试金属材料局部性能的方法 | |
| US4420106A (en) | Method of and apparatus for damage-free scoring of refractory material | |
| RU2096141C1 (ru) | Способ ломки материалов на заготовки в установке для разрушения материалов и устройство для его осуществления | |
| Shockey et al. | The micro-statistical fracture mechanics approach to dynamic fracture problems | |
| CN112857936B (zh) | 一种异质金属复合块材试验用热压制备及性能测试方法 | |
| Wang et al. | Dynamic analysis of the ultrasonic machining process | |
| CN100379883C (zh) | 用超声波冲击处理提高冷加工部的强度的方法及金属制品 | |
| Sehitoglu | Characterization of crack closure | |
| US3550417A (en) | Process for the cold forming of metal | |
| Hockenhull et al. | An investigation of the role of low cycle fatigue in producing surface damage in sliding metallic friction | |
| CN109781551B (zh) | 一种避免x90/x100管线钢落锤试样出现异常断口的方法 | |
| Mazeau et al. | On the quantitative evaluation of adiabatic shear banding sensitivity of various titanium alloys | |
| Liang et al. | Comprehensive evaluation of welding quality for butt-welded by means of CO 2 arc vibratory welding | |
| JP4351427B2 (ja) | 鋼加工端部の疲労強度向上方法 | |
| RU97103398A (ru) | Способ построения диаграммы предельных деформаций и устройство для его реализации | |
| IZUMI et al. | Compressive Deformation Affected by Superimposed Ultrasonic Vibration | |
| RU2074792C1 (ru) | Установка для управляемого технологического разрушения материалов | |
| Rittel et al. | The influence of mode-mixity on dynamic failure mode transitions in polycarbonate | |
| Karnaukh et al. | STUDY OF THE PROCESS OF BREAKING ROLLED STEEL BY BENDING FOR STAMPING UNDER IMPACT AND COMBINED LOADING | |
| RU2092608C1 (ru) | Способ упрочнения металлических заготовок | |
| RU96104746A (ru) | Способ ломки материалов на заготовки в установке для разрушения материалов и устройство для его осуществления | |
| RU2030974C1 (ru) | Способ резки листовых профилей и устройство для его осуществления | |
| Vodopivec et al. | The Charpy fracturing process in ductile range |