Способ резания брикетированных композиционных материалов и устройство для его осуществления

(19) НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВ СВИ К АВТОР ВАНАЛОВ ТВЛЕГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательскиинститут по строительству магистральнытрубопроводов(56) Каталог машин для строительства трубопроводов, М.: Недра, 1977, с, 178, 179.Авторское свидетельство СССРМ 1096125, кл. В 28 О 1/08, 1982,(54) СПОСОБ РЕЗАНИЯ БРИКЕТИРО НЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕС НИЯ(57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для резки и измельчения материалов, в частности аморфных, обладающих высокой адгезией, например битума. Цель изобретения - улучшение условий обслуживания, Способ заключается в распиловке снизу вверх брикета 4 бесконечным режущим орА 0 С 3/00, В 28 О 1/08 ганом 15 с образованием в брикете 4 сквозной щели, угол наклона которой о выбирают из соотношения р 1 у щ, гдер 1 - краевой угол поверхности смачивания вязкого материала (угол гарантированного скатывания капли с боковой поверхности щели); ив угол, соответствующий равенству момента от массы отделяемой части относительно дна пропила моменту от сил сцепления затекающего в пропил материала. Устройство для осуществления способа имеет станину 1 со стойками 2, между которыми в направляющих подвешен на силовых цилиндрах 8 бесконечный режущий орган 15 с приводом и ложе для брикета с тисками 3, Устройство снабжено механизмом 18 изменения угла наклона. Для обеспечения пропила брикета снизу вверх ложе брикета:с тисками 3 расположено выше режущего органа 15. Винтовым механизмом 18 проворачивают раму 6 на угол р, при котором плоскость резания пересекает в конце резания вертикаль, проходящую через нижнюю кромку торца брикета 4. 2 с, и 2 з.п. ф-лы, 1 табл 5 ил, 410 15 20 25 30 35 40 50 Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для резки и измельчения материалов, в частности к измельчению аморфных материалов, обладающих высокой адгезией, например, битума,Цель изобретения - повышение технологичности.Нэ фиг. 1 изображено устройство, общий вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - сечения А - А, Б - Б и вид В на фиг, 1; на фиг. 4 - вид Г на фиг.1 и схема действующих сил; на фиг. 5 - сечение Д-Д на фиг. 1.Устройство содержит станину 1, на которой закреплены три стойки 2 (2-е крайние и средняя частично показаны на фиг, 4), приемный стол в виде ложа с тисками 3, укрепленными на средней стойке 2 для удержания брикета 4. К стойам 2 посредством осей 5 закреплена рама, включающая ригель б с направляющими 7 и силовыми гидроцилиндрами 8. Каретки 9 и 10 установлены с возможностью перемещения по направляющим 7. На каретке 9 установлен привод 11 ведущего ролика 12, а на каретке 10 установлен натяжной механизм 13 натяжного ролика 14. На ролики надет режущий орган 15, на рабочей ветви которого размещены узел 16 очистки и узел 17 смачивания. Поворот рамы вокруг осей 5 осуществляется винтовым механизмом 18, Узлы 16 и 17 содержат разьемные захваты из подпружиненных держателей 19 с прокладками 20, пропитанными растворителем, а узел очистки - дополнительно разъемную фильеру 21, Узлы 16 и 17 выполнены самоустанавливающимися и укреплены на кронштейнах 22.Устрсйство работает следующим образом,Брикет 4 устанавливают на станину 1 гак, чтобы режущий орган 15 был на расстоянии, равном толщине отрезаемого куска, Затем брикет закрепляют тисками 3. Винтовым механизмом 18 поворачивают раму 6- 7-8 на угол р, при котором плоскость резания пересечет в конце резания вертикаль, проходящую через нижнюю кромку торца брикета 4, Раскрыв подпружиненные захваты узлов 16 и 17, смачивают растворителем пористые прокладки 20, Включив привод 11, приводят в продольное движение посредством ведущего ролика 12 режущий орган 15, Приведя в действие гидроцилиндры 8, перемещают по направляющим 7 каретки 9 и 10, а вместе с каретками 9 и 10 перемещается наклонно снизу вверх режущий орган 15 и постепенно трением отрезают кусок от брикета 4. Проходячерез захват узла 17 смачивания с прокладкой 20, гибкий режущий орган 15 смачивается и, попадая в брикет на участок, где еще не произошел достаточный нагрев рабочей ветви от трения о материал, ускоряет процесс резания за счет растворения, В остальной части зоны резания происходит расплавление материала под воздействием тепла, выделившегося при трении. Таким образом, создаются условия для повышения адгезии материала брикета 4 к рабочему органу 15, в результате которой материал выносится из реза, нарушая целостность брикета 4. Рабочую ветвь очищают мехэни. ческим и химическим путем, пропуская через фильеру 21 и смоченные растворителем пористые прокладки 20 узла 16 очистки.Перемещение режущего инструмента/вниз-вверх допускает высокую скорость резания, при которой часть материала в жидкой фазе стекает по стенкам реза, не заплавляя его, а отрезаемая часть под собственным весом отделяется от слитка. Совмещение оси рабочей ветви режущего органа 15 с осью поворота рамы 6-7-8 позволяет делить слиок на равные части заданной толщины, что уменьшает время на настройку устройства,При движении рабочей ветви гибкого режущего органа происходит подплэвление материала в основании пропила и капли могут появляться на обеих стенках пропила. Возможно даже слияние этих капель в пропиле. Тогда возникает усилие Р 1, расположенное всегда нэ половине длины реального пропила перпендикулярно пропилу, стремящееся не дать отделиться отпиливаемому куску, Как всякая смачивающэя жидкость на поверхности твердого тела капля расплава битума на боковой поверхности пропила в битуме образует с поверхностью положительный угол поверхностного натяжения р 1, Из геометрии видно, что предельным состоянием, когда капля с нижней поверхности не самопроизвольно переходит на верхнюю поверхность, имеется такой угол наклона пропила р(предельный), при котором он в сумме с углом у, равен 90".Если образующиеся нэ верхней и нижней поверхностях капли сль каются, то для раскрытия пропила и спдгления обрезаемой части необходимо преодолеть силу сцепления битума. 31 а сил сцепления зависит от температуры окружающего воздуха, температуры битума л пропиле марки битума и определяется экснерп ч.нгэльно стандартным испытанием нл очэрлв нэ образцах типа "грибок",усоз35 Рассмотрим равновесие отделяемой части. Момент силы сцепления относительно точки дна пропила должен быть уравновешен моментом силы тяжести отделяемой ча-. сти относительно этой точки. Раскрытие 5 пропила начинается с состояния, когда момент силы тяжести превосходит момент силы сцепления, т.е.Р 1 аВ 1 1в конечном положении-Ь2 зи ргде Ь - высота брикета;Ь - ширина брикета.Р т= уу 21 Ь= эуЬ Ь 15з 1 п р 2где- удельная сила сцепления, кг/см,2 н: - Я - ь;1 а = - 21 соз щ:3 у- удельный вес материала, кг/смз.2 2 з 1 п 62созе Ь Ьу - Х32 з 1 п щ тф / з 1 п р 2 Х2 з 1 п ф 2 - Ь Ьусоз рЬ,23 при этом размерность П р и м е р . у = 1,04 т/м, р 2 = 45 О, Ь= 0,3 м,Ч1,04 () =50 кг/м. Сечение брикета и= 30 см; Ь= 50 см; 40 Я=0,15 м Я сщ - 0,21 м Я соз р 2Я 1=50 кг/м 0,21 м =-10 кг.2, 2з 45Объем отделяемой части битума 10 дм при форме (отделяемой части) параллелепипеда, тогдаЬ= - К 2 =0,42 м30250 из условия (1):10 5 4,2 К; К 0,5 дм, то уже полоска шириной 5 см обеспечивает выполнение условия (1) при заданном угле наклона,Ограничением угла наклона пропила справа является угол р 2, при котором момент от веса. отделяемой части относительно дна пропила равен моменту от сил сцепления затекающего в пропил материала. Температура битума в пропиле определяется нижней границей размягчения битума (мастики) данной марки, при превышении скорости резания температура может повышаться, но силы сцепления будут максимальными при температуре начала размягчения (см. таблицу). Усилие отрыва определяется экспериментально для данного материала при различных температурах, оно же определяет угол р 1, а угол р может быть определен по уравнению (1). Требуемый угол р устанавливается в интервале между углами (р и р 2,"Предлагаемые способ и устройство за счет физико-механического воздействия (трения и растворения) позволяют снизить усилие резания материала и расширить диапазон температур применения,При применении предлагаемого решения при повышенных температурах не происходит залипания отделяемого куска, так как материал частично стекает по стенкам реза и частично выносится режущим органом. При отрицательных температурах не требуется резкого увеличения усилия резания (мощных установок для увеличения усилия натяжения), так как резание осуществляется не за счет пластического деформирования битума, а путем совместного действия трения при поступательном движении режущего органа и подплавления материала в зоне резания за счет скорости и подрастворения. Формула изобретения 1. Способ резания брикетированных композиционных материалов, заключающийся в распиловке брикета режущим органом с образованием в нем сквозной щели, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения условий обслуживания путем исключения слипания частей брикета при положительных температурах, пропил щели ведут наклонно к оси брикета в направлении снизу вверх, при этом угол р наклона щели выбирают из зависимости//1 рр 2где р 1 - краевой угол поверхности смачивания вязкого материала;р 2 - угол, соответствующий равенству момента от массы отделяемой части относительно дна пропила моменту от сил сцепления затекающего в пропил материала.2. Устройство для резания брикетированных композиционных материалов, содержащее станину со стойками и направ. ляющими, аретку, установленную в направляющих, режугций орган в виде бесконечного гибкого элемента. охватываюцего ведущий и ведомый ролики, установленные на каретке, механизм возвратно-поступательного перемещения каретки по направляющим и приемный стол, установленный на станине, о т л и ч а ю щ е е с я тем; что направляющие в нижней части связаны между собой жестко посредством ригеля и верхней частью шарнирно связаны посредством осей со стойками, и ри этом оси установлены в стойках соосно рабочей ветви режущего органа, а механизм возвратно-поступательного перемещения каретки выполнен в виде силовых цилиндров, связанных с направляющими, направляющие установлены с возможностью ограниченного углового поворота относительно осей и снабжены средством этого поворота, связывающим 5 станину и ригель, а рабочая ветвь режущегооргана расположена между ригелем и поверхностью приемного стола,3. Устройство по и, 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем что средство ограниченного угло вого поворота выполнено винтовым.4. Устройство по и, 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что рабочая ветвь режущего органа снабжена самоустанавливэющимися узлом смачивания и узлом очистки.1655969 70 ЧНО ЮРВСРЧИ 4 УЯ ЙЛОСКОСРУ Составитель Г.ЧуваевТехред М.Моргентал едактор М.Недолуже орректор Э.Лончакова Подписноеизобретениям и открытия, Раушская наб., 4/5 КНТ СС изводственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2029 Тио ВНИИПИ Государственного 113035, 352митетасква, Ж СЖЮЪЮ, ВМавйся жЪфще