Čo je to strihací stroj? Typy, použitie a ako to funguje

A strihací stroj je mechanické rezacie zariadenie, ktoré využíva dve ostré čepele pohybujúce sa okolo seba na rezanie plechu, platní a iných materiálov v priamke. Na rozdiel od pílenia alebo vŕtania, strihanie vytvára čisté, štvorcové rezy bez vytvárania tepla alebo triesok, čo z neho robí základné vybavenie v kovovýrobách, výrobných zariadeniach a na staveniskách po celom svete.

Stroj funguje na jednoduchom princípe: jeden kotúč zostáva nehybný, zatiaľ čo druhý sa pohybuje vertikálne alebo horizontálne, aby prerezal materiál. Tento proces je podobný tomu, ako nožnice režú papier, ale s výrazne väčšou silou – priemyselné strihacie stroje dokážu generovať medzi 20 až 600 tonami rezného tlaku v závislosti od ich veľkosti a kapacity.

Ako fungujú strihacie stroje

Proces strihania zahŕňa štyri odlišné fázy, ktoré sa vyskytujú v priebehu niekoľkých sekúnd. Materiál je najprv umiestnený proti zadnému dorazu, čo zaisťuje presné rozmery rezu. Keď je aktivovaný, horný nôž rýchlo klesá, pričom pôsobí sústredenou silou pozdĺž línie rezu, zatiaľ čo spodný nôž zostáva fixovaný.

Keď lopatky zapadnú, vytvoria a šmyková zóna, kde dochádza k plastickej deformácii pred zlom materiálu. Medzera čepele – zvyčajne nastavená medzi 5 % a 10 % hrúbky materiálu – určuje kvalitu rezu. Príliš široká medzera vytvára drsné okraje; príliš úzke spôsobuje nadmerné opotrebovanie nožov.

Spôsoby prenosu energie

Moderné strihacie stroje používajú tri primárne systémy pohonu:

• Mechanický pohon: Používa systém zotrvačníka a spojky, ktorý ponúka rýchlosť až 60 zdvihov za minútu pre veľkoobjemovú výrobu
• Hydraulický pohon: Poskytuje variabilnú reguláciu rýchlosti a konzistentnú silu počas celého rezného zdvihu, ideálne pre hrubšie materiály
• Pneumatický pohon: Bežné v menších strojoch na materiály s ľahším priemerom, ktoré ponúkajú rýchle časy odozvy

Typy strižných strojov

Gilotínové nožnice

Gilotínové nožnice predstavujú najbežnejší typ s vertikálnou rezacou čepeľou, ktorá sa pohybuje priamo nadol. Tieto stroje manipulujú s materiálmi z tenké fólie až do 1 palca hrubých oceľových plechov . Kapacita rezania sa pohybuje od 4 stôp do šírky viac ako 40 stôp, pričom väčšie modely nájdete v oceliarskych servisných strediskách a zariadeniach na stavbu lodí.

Aligátorové nožnice

Aligátorové nožnice, pomenované pre ich vzhľad podobný čeľusti, využívajú kĺbové strihanie, kde sa obe čepele pohybujú. Tieto stroje vynikajú pri rezaní kovového šrotu, konštrukčnej ocele a nepravidelne tvarovaných materiálov. Šrotoviská bežne používajú na spracovanie aligátorové nožnice až 200 ton kovu denne , jednoduché prerezanie armatúry, rúr a uhlového železa.

Lavicové nožnice

Stolné nožnice sú kompaktné, ručne ovládané nástroje vhodné pre nenáročné práce. Namontované na pracovných stoloch zvyčajne režú materiály až do 16-gauge mäkkej ocele. Malé dielne a dodávatelia HVAC ich uprednostňujú pre ich prenosnosť a nulové prevádzkové náklady.

Rotačné nožnice

Rotačné nožnice používajú namiesto rovných hrán kruhové čepele, čo umožňuje zakrivené a nepravidelné rezy. Robí ich nepretržité rezanie O 40% rýchlejšie ako gilotínové nožnice pre určité aplikácie, najmä v automobilovom a leteckom priemysle, kde sa vyžadujú zložité tvary.

Priemyselné aplikácie a materiály

Strihacie stroje spracovávajú širokú škálu materiálov v mnohých priemyselných odvetviach. V automobilovej výrobe režú panely karosérie a konštrukčné komponenty z hliníka a vysokopevnostnej ocele. Spotrebičský priemysel sa pri výrobe spolieha na nožnice viac ako 15 miliónov panelov chladničiek a práčok ročne len v Severnej Amerike.

Materiálová kompatibilita

Rôzne materiály vyžadujú špecifické uhly čepele a vôle pre optimálne výsledky:

• Mäkká oceľ: Najčastejšie strihaný materiál vyžadujúci štandardnú vôľu čepele 6-8% hrúbky
• Nerezová oceľ: Vyžaduje ostrejšie čepele a 10-12% vôľu vďaka vlastnostiam vytvrdzovania
• hliník: Používa širšie vôle (12-15%) a nižšie uhly rezu, aby sa zabránilo priľnavosti materiálu
• Meď a mosadz: Vyžadujú časté výmeny čepelí kvôli ich abrazívnemu charakteru

Stavebné spoločnosti používajú prenosné strihacie zariadenia na rezanie strešných panelov, obkladov a kovových terás na mieste. Dodávatelia HVAC spracovávajú potrubia z galvanizovanej ocele kalibru 24 tisíce presných rezov na projekt bez vytvárania iskier alebo tepelne ovplyvnených zón.

Výhody oproti alternatívnym metódam rezania

Strihanie ponúka výrazné výhody v porovnaní s plazmovým rezaním, laserovým rezaním alebo pílením. Proces produkuje zóny ovplyvnené nulovým teplom , zachovanie materiálových vlastností pozdĺž reznej hrany. Vďaka tomu je strihanie ideálne pre aplikácie, kde by tepelné skreslenie ohrozilo presnosť dielu alebo kde je potrebné následné zváranie.

Prevádzkové náklady zostávajú výrazne nižšie ako pri metódach tepelného rezania. Hydraulické nožnice spotrebujú počas prevádzky približne 15 kilowattov, zatiaľ čo porovnateľná laserová rezačka vyžaduje 30 až 50 kilowattov. Za rok prevádzky to v preklade znamená Úspora energie 8 000 – 12 000 USD pre zariadenia pracujúce na dve zmeny denne.

Výhody rýchlosti sa prejavia pri veľkosériovej výrobe. Moderné CNC nožnice dokončia rezy za 2-3 sekundy vrátane polohovania materiálu. Laserové rezanie rovnakej časti môže trvať 8-12 sekúnd, čím sa zníži výkon o 60-70%. Pre výrobcov, ktorí vyrábajú tisíce rovnakých dielov, táto efektivita priamo ovplyvňuje ziskovosť.

Kľúčové komponenty a vlastnosti

Systém spätného rozchodu

Zadný doraz presne umiestňuje materiál pred rezaním. Moderné CNC zadné meradlá dosahujú opakovateľnosť v rozmedzí ±0,004 palca , nevyhnutné na udržanie úzkych tolerancií v rámci výrobných sérií. Viacosové zadné dorazy umožňujú šikmé rezy a zložité geometrie dielov bez manuálneho premiestňovania.

Konštrukcia čepele

Strižné čepele sa zvyčajne skladajú z nástrojovej ocele s tvrdosťou medzi 58-62 HRC. V prostrediach s vysokou produkciou sa používajú čepele s kalenými doštičkami alebo tvrdokovovými hranami, ktoré vydržia 5-10 krát dlhšie než štandardná nástrojová oceľ. Štvorstranné vymeniteľné čepele skracujú prestoje tým, že operátorom umožňujú otáčať sa na čerstvé rezné hrany bez odstránenia čepele.

Bezpečnostné systémy

Súčasné strihacie stroje obsahujú viaceré bezpečnostné prvky nariadené OSHA a medzinárodnými normami. Svetelné závesy detegujú vniknutie operátora a zastavia pohyb čepele v priebehu milisekúnd. Dvojručné ovládacie prvky zabraňujú náhodnej aktivácii, zatiaľ čo chrániče čepele chránia operátorov pred odletujúcimi úlomkami a bodmi zovretia.

Výber správneho strihacieho stroja

Výber vhodného strihacieho zariadenia závisí od viacerých faktorov. Hrúbka materiálu určuje požadovanú tonáž – odhady všeobecného pravidla 1 tona sily na palec šírky mäkkej ocele pri hrúbke štvrť palca. Obchod, ktorý pravidelne reže štvrťpalcovú oceľ so šírkou 10 stôp, potrebuje minimálne 120-tonové strihy.

Objem výroby ovplyvňuje, či mechanický alebo hydraulický pohon dáva ekonomický zmysel. Mechanické nožnice stoja na začiatku o 20-30% menej, ale pracujú pri pevných rýchlostiach. Hydraulické modely poskytujú variabilné ovládanie rýchlosti a jednoduchšiu údržbu, čo odôvodňuje vyššie ceny v zariadeniach s viaczmennými prevádzkami.

Požiadavky na presnosť určujú, či sú potrebné CNC ovládacie prvky. Manuálne zadné meradlá postačujú na hrubé rezanie a spracovanie odpadu, dosahujúc tolerancie okolo ±0,030 palca. Časti vyžadujúce prísnejšie špecifikácie vyžadujú CNC polohovanie, čo dodáva 15 000 – 50 000 USD náklady na stroj, ale eliminuje chyby merania a skracuje čas nastavenia o 75 %.

1. Vypočítajte maximálnu potrebnú hrúbku a šírku materiálu
2. Určite objem výroby a požadovaný čas cyklu
3. Posúďte požiadavky na toleranciu pre vaše aplikácie
4. Zvážte dostupnú podlahovú plochu a napájanie
5. Vyhodnoťte náklady na dlhodobú údržbu a výmenu čepele

Úvahy o údržbe a prevádzke

Správna údržba predlžuje životnosť strihu a zachováva kvalitu rezu. Hydraulická kvapalina by sa mala meniť každý deň 2 000 prevádzkových hodín alebo ročne, podľa toho, čo nastane skôr. Kontaminovaná kvapalina spôsobuje nepravidelný pohyb barana a poškodzuje tesnenia, čo vedie k nákladným opravám v priemere 3 000 – 8 000 USD.

Intervaly ostrenia čepele závisia od typu materiálu a objemu výroby. Pri rezaní mäkkej ocele čepele zvyčajne vyžadujú ostrenie po 40 000 až 60 000 rezoch. Nerezová oceľ to znižuje na 20 000-30 000 rezov v dôsledku zvýšeného opotrebovania. Profesionálne ostrenie stojí 200 – 400 USD za sadu čepelí, ale obnovuje výkon do takmer nového stavu.

Denné kontroly by mali overiť správnu vzdialenosť nožov, presnosť zadného dorazu a funkciu bezpečnostného systému. Týždenné mazanie lamiel, oterových dosiek a otočných bodov zabraňuje predčasnému opotrebovaniu. Zariadenia implementujúce plány preventívnej údržby hlásia O 60 % menej neplánovaných odstávok v porovnaní s tými, ktorí vykonávajú iba reaktívne opravy.