Инструмент для резки металлических прутков

Инструмент для резки металлических прутков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к ручному инструменту, а именно к ножницам для резки металлических прутков, в том числе круглого, квадратного и шестигранного поперечного сечения, и может быть использовано для резки арматуры на строительных площадках, на разборе завалов при аварийных ситуациях, на металлобазах и других объектах.

Известны ножницы для резки металлических прутков [1], содержащие пару шарнирно связанных между собой в средней части посредством корпусных деталей режущих ножей, одноименные концы которых через шатуны связаны с парой силовых рычагов, в которых заданное положение режущих ножей относительно силовых рычагов поддерживается наличием в конструкции тяг и плавающего штифта, перемещающегося в соответствующих пазах, выполненных в корпусных деталях.

Совокупность приведенных признаков известного технического решения обеспечивает возможность резки металлических прутков, но конструкция сложна и металлоемка.

Известны клещи-кусачки [2], содержащие пару режущих ножей, шарнирно связанных между собой в средней части посредством боковых накладок с силовыми шарнирами, и спаренные силовые рычаги, шарнирно связанные с режущими ножами, между которыми в зоне их взаимного контакта в обращенных друг к другу полуцилиндрических выборках установлена материальная ось их встречного качения, а свободные концы режущих ножей выполнены с губками, имеющими двустороннюю заточку, образующую лезвие.

Обеспечение работоспособности клещей-кусачек в бескорпусном исполнении без дополнительных тяг и шатунов благодаря наличию материальной оси встречного качения режущих ножей, установленной в зоне их взаимного контакта в обращенных друг к другу полуцилиндрических выборках, существенно упрощает конструкцию и снижает металлоемкость известного технического решения, однако, наличие полуцилиндрической выборки для материальной оси на каждом режущем ноже в зоне их взаимного контакта на линии критического сечения уменьшает его величину на величину площади продольного сечения материальной оси, что существенно снижает удельную работоспособность известного инструмента (отношение общей площади критического сечения режущих ножей к их массе).

Кроме того, невозможность совмещения полуцилиндрической выборки для материальной оси и лезвия режущего ножа на контурной линии увеличивает его длину и практически исключает возможность прямого контакта боковых накладок с обращенными к ним торцами силовых рычагов, что приводит к невозможности выполнения режущей головки известного инструмента без материальной оси, исключающей смещение режущих ножей относительно друг друга в продольном направлении, и, соответственно, снижения ее массы. Заявленный объект для резки металлических прутков, в том числе круглого, квадратного и шестигранного поперечного сечения, содержит пару режущих ножей, шарнирно связанных между собой в средней части посредством боковых накладок с силовыми шарнирами, и спаренные силовые рычаги, шарнирно связанные с режущими ножами, свободные концы которых выполнены с губками, имеющими двустороннюю заточку, образующую лезвие.

На концах режущих ножей, связанных со спаренными силовыми рычагами, выполнены дуговые выборки для осей встречного качения силовых рычагов относительно друг друга, обеспечивающие их постоянный контакт с режущими ножами при повороте силовых рычагов и фиксирующие их в крайних положениях, а боковые накладки выполнены в виде равнобедренного треугольника с вогнутой выборкой на основании, обращенного вершиной в сторону силовых рычагов и находящегося с ними в постоянном контакте, для чего ребра боковых накладок при вершине выполнены дугообразными, вогнутыми с радиусом дуги, равным радиусу округлений силовых рычагов в зоне их взаимного контакта.

Технические преимущества заявленного объекта по сравнению с прототипом заключаются в следующем:

- выполнение на концах режущих ножей, связанных со спаренными силовыми рычагами, дуговых выборок для осей их встречного качения относительно друг друга обеспечивает постоянный контакт режущих ножей и силовых рычагов и их надежную фиксацию в крайних положениях;

- выполнение боковых накладок в виде равнобедренного треугольника с вершиной, обращенной в сторону силовых рычагов, и выполнение ребер треугольника при вершине дугообразными, вогнутыми с радиусом дуги, равным радиусу округлений силовых рычагов в зоне их взаимного контакта, в совокупности с наличием на концах режущих ножей, связанных со спаренными силовыми рычагами, дуговых выборок для осей их встречного качения обеспечивает надежную фиксацию режущих ножей относительно друг друга без материальной оси между ними в зоне их критического сечения при любом положении силовых рычагов;

- выполнение режущих ножей без полуцилиндрических выборок для материальной оси, фиксирующей их относительно друг друга, увеличивает площадь критического сечения режущих ножей, уменьшает их длину и обеспечивает более равномерное распределение рабочих нагрузок по полю режущих ножей и уменьшает их массу.

Совокупность указанных технических преимуществ заявленного объекта по сравнению с прототипом обеспечивает технический результат, заключающийся в увеличении критического сечения режущих ножей, в уменьшении их длины и массы и, в конечном счете, в уменьшении удельной металлоемкости изделия (отношение его массы к максимальной площади поперечного сечения объекта резки).

На чертежах иллюстрируется инструмент для резки металлических прутков, где на фиг.1 показан его общий вид в положении после окончания резки; на фиг.2 - то же, перед началом резки, на фиг.3 -поперечный разрез по А-А на фиг.1, на фиг.4 - эскиз режущего ножа с указанием действующих на него усилий, а также линии критического сечения; на фиг.5 - эскиз боковой накладки.

Инструмент для резки металлических прутков, в том числе круглого, квадратного и шестигранного поперечного сечения, содержит пару режущих ножей 1 и 2, шарнирно связанных между собой в средней части посредством боковых накладок 3 с силовыми шарнирами 4 и 5, и спаренные силовые рычаги 6 и 7, шарнирно связанные между собой планками 8 и осями качения 9, а также с режущими ножами 1 и 2 посредством пальцев 10 и 11 другой пары силовых шарниров, а свободные концы режущих ножей 1 и 2 выполнены с губками, имеющими двустороннюю заточку, образующую лезвие 12.

На концах режущих ножей 1 и 2, связанных со спаренными силовыми рычагами 6 и 7, выполнены дуговые выборки 13 для осей 9 встречного качения силовых рычагов 6 и 7 относительно друг друга, обеспечивающие их постоянный контакт с режущими ножами 1 и 2 при повороте силовых рычагов 6 и 7 на угол α_max каждого и фиксирующие их в крайних положениях.

Боковые накладки 3 выполнены в виде равнобедренного треугольника с вогнутой выборкой 14 на его основании, обращенного вершиной 15 в сторону силовых рычагов 6 и 7 и находящегося с ними в постоянном контакте, для чего ребра боковых накладок 3 состоят из прямолинейной части 16 и дугообразной вогнутости 17, примыкающей к вершине 15, при этом радиус вогнутости R₁ равен радиусу R₂ округлений силовых рычагов 6 и 7 в зоне их взаимного контакта.

В исходном положении инструмента для резки металлических прутков (Фиг.2) силовые рычаги 6 и 7 максимально разведены в крайнее положение на общий угол раскрытия 2α_max и зафиксированы осями качения 9 и дуговыми выборками 13, а лезвия 12 режущих ножей 1 и 2 разведены на величину, необходимую для заведения в зев между ними объекта резки (в конкретном исполнении 30°) с максимально допустимым поперечным сечением (200 мм²), при этом дуги на контуре силовых рычагов 6 и 7 вокруг центров пальцев 10 и 11 контактируют с прямолинейными участками 16 ребер боковых накладок 3, что в совокупности с контактом осей 9 с поверхностью дуговых выборок 13 обеспечивает надежную фиксацию режущих ножей 1 и 2 между собой и относительно силовых рычагов 6 и 7 без материальной оси в зоне критического сечения режущих ножей 1 и 2.

Процесс резки осуществляется путем встречного поворота силовых рычагов 6 и 7 вокруг осей их качения 9 на уменьшение общего угла раскрытия 2α_max (в конкретном исполнении 100°) до минимума (10°), при этом лезвия 12 режущих ножей 1 и 2 внедряются в тело объекта резки, где возникают силы трения, равные произведению усилия резания P₂ на коэффициент трения сталь по стали при отсутствии смазки (0,15), что обеспечивает дополнительную фиксацию режущих ножей 1 и 2 от их смещения относительно друг друга в продольном направлении при промежуточном положении силовых рычагов 6 и 7 без материальной оси.

При полном разрезании объекта резки (фиг.1) скругления силовых рычагов 6 и 7 с радиусом R₂ входят в дугообразные вогнутости с радиусом R₁ на ребрах боковых накладок 3, что при равенстве указанных радиусов обеспечивает надежную фиксацию режущих ножей 1 и 2 относительно силовых рычагов 6 и 7 так же без материальной оси.

При полном разрезании объекта резки (фиг.1) цикл повторяют в той же последовательности, при этом рабочее усилие P₁ (фиг.5) от силовых рычагов 6 и 7 через пальцы силовых шарниров 4 и 5 передается на объект резки (Р₂), а уравновешивающее усилие Р_к разлагается на две противоположно действующие составляющие P_к1 и Р_к2, работающие на разрыв материала режущих ножей по критическому сечению S_к, в силу чего увеличение его площади приводит к безусловному увеличению допустимого рабочего усилия инструмента при тех же прочих его параметрах и, следовательно, к расширению его технологических возможностей.

Источники информации

1. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1326397 от 26.12.85 г., МПК B23D 29/00.

2. Описание изобретения к патенту РФ №2190507 от 12.05.2002 г., МПК B23D 29/00 (прототип).

Инструмент для резки металлических прутков, например, круглого, квадратного и шестигранного поперечного сечения, содержащий пару режущих ножей, шарнирно связанных между собой в средней части посредством боковых накладок с силовыми шарнирами, и спаренные силовые рычаги, шарнирно связанные с режущими ножами, свободные концы которых выполнены с губками, имеющими двустороннюю заточку, образующую лезвие, отличающийся тем, что на концах режущих ножей, связанных со спаренными силовыми рычагами, выполнены дуговые выборки для осей встречного качения силовых рычагов относительно друг друга, обеспечивающие их постоянный контакт с режущими ножами при повороте силовых рычагов и фиксирующие их в крайних положениях, а боковые накладки выполнены в виде равнобедренного треугольника с вогнутой выборкой на основании, обращенного вершиной в сторону силовых рычагов и находящегося с ними в постоянном контакте, при этом ребра боковых накладок при вершине выполнены дугообразными вогнутыми с радиусом дуги, равным радиусу округлений силовых рычагов в зоне их взаимного контакта.