Как правильно выбирать и использовать ножи

image001

Когда приходит пора покупать новые дисковые ножи продольной резки , необходимо принять во внимание несколько аспектов. Скорее всего вы дадите предварительные заказы на нужные вам ножи сразу нескольким производителям, основываясь на следующих параметрах :

  1. Толщина материала, который нужно резать.
  2. Спектр изменения ширины готовых полос.
  3. Размеры ножей для каждой толщины материала.
  4. Количество ножей для каждой толщины.

 Эмпирическое правило 3x/5x

Практика показывает, что если обозначить максимальную толщину материала через Н,  то необходимо выбирать нож, толщина которого находится где-то в промежутке 3Н-5Н, поскольку нож должен быть в состоянии выдержать максимальную предполагаемую нагрузку.

 

Если, например, предполагается резать материал толщиной до 0.187 дюйма, нужно  выбирать нож толщиной между 0.561 (3x) и 0.935 (5x) дюйма. Как правило эти размеры округляются до 0.500 и 0.750 дюймов соответственно. (На практике мало кто станет использовать 0.750-дюймовый нож, и еще меньше 0.935-дюймовый нож iдля резки стального рулона толщиной 0.187-дюймов.)

 

Над этим принципом выбора толщины ножей очень часто подшучивают, поскольку если спрашивать разных людей, всегда получаешь разные ответы. А дело в том, что нож толщины “3Н” подойдёт для более тонких рулонов и будет стоить дешевле, однако такой нож не будет обладать достаточной жесткостью для резки рулонов средней и высокой толщины.

Нож толщиной 5Н будет обладать достаточным запасом жесткости, но такой нож окажется просто гигантским для большинства разновидностей материала. Большинство компаний не станет тратиться на 0.750-дюймовый нож, когда можно вполне обойтись 0.500-дюймовым.

 

Так что наиболее “популярным” окажется в этом случае 0.500-дюймовый нож. Некоторые руководствуются соображениями экономии; другие выбирают такой нож, поскольку толщина 0.500-дюйма упрощает расчеты, а при необходимости можно поставить двойной нож.

 

Часто случается, что центры заказывают такие же ножи, которые использовались ранее – что вполне разумно, если с такими ножами не было проблем. К сожалению, обслуживающий персонал линии не всегда понимает, что те или иные проблемы связаны именно с недостаточной толщиной режущего ножа.

 

Проблема боковой деформации ножа при резке

Использование слишком тонких ножей может быть причиной двух существенных дефектов качества готового материала. Прежде всего, при боковой деформации ножа происходит изменение ширины нарезаемой полосы – настолько ощутимое, что получаемая полоса может быть шире или уже заданной ширины, в результате чего приходится переустанавливать ножи, а изделие может оказаться непригодным. В других случаях отклонение бывает нестабильным, гуляющим туда-сюда, в результате чего полоса имеет волнистость, если замерить микрометром.

figure1 

Figure 1

Кроме того, что отклонение ножа может быть нестабильным само по себе, нож также отклоняется на разную величину в зависимости от положения на валу. Ножам, установленным в середине вала слиттера просто “некуда деваться” , ведь на них в равной степени действуют силы сверху, снизу и с боков – можно сказать, их положение находится “под контролем”. А вот установленные по краям ножи, обрезающие края рулона, уже не имеют такой уравновешивающей силы, которая бы передавалась от соседнего реза. В таком положении ничто не препятствует отклонению ножа наружу, и оно может быть настолько ощутимым, что край рулона вообще перестает обрезаться.

 

ПРИМЕЧАНИЕ: Если ваша главная проблема состоит в том, что плохо обрезается край рулона, вам надо удвоить толщину боковых ножей. Figure 1 показывает, как это может быть сделано на ноже “папа” путем добавления еще одного ножа с внутренней стороны реза (если позволяет ширина).

 

Но как быть, если нарезаемая полоса слишком узка для добавления еще одного ножа с внутренней стороны? Самое простое решение будет в том, чтобы взять сточенный нож меньшего внешнего диаметра, а еще лучше старый нож для обрези на 0.5 дюйма меньше. Такой нож можно установить снаружи рабочего ножа, как показано на Figure 2.

figure2

Figure 2

Учитывая направление отклонения ножа, это будет на так эффективно, как в первом случае; но за неимением лучшего вполне подойдёт.

 

Другой дефект качества изделия при использовании слишком тонких ножей состоит в том, что отклонение ножа вызывает прогиб в нарезанной полосе. При малой ширине , обчно менее 2.000 дюймов, вызванное отклонением ножа изменение зазора с любой стороны может заставить материал выгибаться после выходи из слиттера.

 

Уменьшение отклонения

Доступные средства снижения отклонения ножа довольно просты. Один метод в том, чтобы удвоить толщину ножа. То есть, использовать два ножа одинакового внешнего диаметра, задними сторонами друг к другу. Например, если используются 0.500-дюймовые ножи, сложите два вместе и получится 1.00-дюймовый нож. Some of the better shimless software programs allow you to enter additional knife sizes as needed, which makes this an easy fix.

 

Как правило, два ножа по 0.500-дюйма не являются эквивалентом одного 1-дюймового ножа. Поскольку существует возможность проскальзывания между поверхностями двух ножей, суммарную толщину следует уменьшать на 25% для сдвоенного ножа. То есть, два  0.500-дюймовых ножа будут соответствовать одному  0.750-дюймовому ножу, а два ножа по 0.250-дюйма надо считать как один 0.375-дюймовый нож.

 

Гораздо менее желательный, хотя и столь же эффективный метод состоит в стачивании рабочего ножа для уменьшения внешнего диаметра. Это наименее желательный метод, учитывая стоимость стачивания ножа и резины, не говоря о сокращенном сроке жизни ножа.

figure3 

Figure 3

Очевидным выходом из описанной выше ситуации будет покупать более толстый нож, но насколько толще он должен быть? При нарезании узких полос (менее 2.000 дюймов ширины), надо учитывать дополнительные соображения, поскольку при такой малой ширине очень легко получить вогнутость полосы. Figure 3 показывает, насколько толстым должен быть нож по отношению к заданной высоте над поверхностью проставочных колец при узкой ширине нарезаемой полосы. Этим важным параметром часто пренебрегают.

 

У вас также могут возникнуть дополнительные осложнения, если вы покупаете ножы на замену сточенным старым, но вам не довелось видеть в работе эти ножи, когда они еще были новыми. Если вам повезло и на заводе еще работает кто-то из тех, кто присутствовал при установке оборудования или хотя бы застал время, когда эти ножи были только что установлены, он вам скорее всего сообщит, что в то время проблемы выгибания полосы случались значительно чаще. Это естественно, поскольку при стачивании ножей и уменьшении внешнего диаметра исчезают и такие дефекты.

 

В производимых сегодня линиях ножи обычно возвышаются над проставочными кольцами примерно на 1.500 дюйма. В линиях, выпущенных 10 лет назад, эта величина была от 1.750 до 2.000 дюймов. Слишком высокий нож, как правило, вызывал прогиб полосы.

 

Таким образом, отклонение ножа зависит не только от толщины полотна, но и от высоты ножа над проставочными кольцами (которые составляют основную опору ножа). Всегда можно прибегнуть к принципу “5Н”, но иногда это будет слишком при нарезании узких полос. А иногда даже нож толщиной в 7-1/2 раза толще материала всё же не может противостоять действующим на него силам.

 

Альтернативный подход состоит в том, чтобы использовать для нарезки узких полос сточенные\использованные ножи, которые дают меньший эффект прогиба полосы. А новые ножи следует использовать на более широкой резке, где вероятность прогиба значительно меньше.

 

Заключение

При продольной резке на одном резе, как правило, действуют разделяющие силы в тысячи фунтов. Величина этих сил определяется диаметром ножа, толщиной и твердостью разрезаемого материала, а также величиной вертикального прохождения ножа через материал. Все эти факторы влияют на отклонение ножа, отклонение шпинделя, горизонтальное смещение ножа, а, в конце концов, и на качество получаемой полосы.

Хотя полностью нейтрализовать эти воздействия не удастся, ваша цель должна состоять в том, чтобы свести к минимуму другие нагрузки на ножи и материал в процессе продольной резки.

 

 

Автор Jim Wilcox 

May 30, 2001

 

Вверх
MMS International