焊接机的分类及剪切力的计算

夫公式计算，由于系数值选择不同，可得到不同的计
算结果，这就影响到计算的精确性。目前，国内设计
单位采用诺沙里公式较多，有时为了某种需要,做一
些粗略核算，可采用柯洛辽夫公式。
3结语 通过对剪切对焊接机剪切力的计算，可有效避
免设计的盲目性，为剪切对焊接机的结构及性能参
数的设计提供理论依据。
参考文献
[1] 邹家祥•轧钢机械[M].北京:冶金工^出版社,2006.
列几种公式：
2.1柯洛辽夫公式
P=Kt K3 tS
(1)
式中:&为刀刃侧向间隙的影响系数，一般&=1.3~
1.5为刀刃使用以后磨钝的影响系数，一般&二பைடு நூலகம்
1.1~1.3;丁为被剪切带钢的剪切抗力,一般可按试验
决定，有时在设计计算时往往可近似地取e(0.7~
0.75)叭,叭为被剪带钢的强度极限,MPa;S为带钢
上剪切 下剪切
上剪切 下剪切
自动楓自动焊接
埋卿 闪删
自动焊接
CQ气体砂焊
aw
闪删
g气体舲焊 手动
埋癖 焊接
闪光焊
1.2剪切的种类 剪切对焊机的剪切装置通常有下剪切和上剪切
之分。下剪切的结构特点是上剪刃固定，下剪刃向上
收稿日期:2020-11-04 作者简介:张华杰(1980—)，男,山西太原人，工程师，毕业于
式中:叭为被剪带钢的强度极限,MPa;S5为相对伸 长率;z为切入深度;a为剪刃的斜度;y为系数,尸
十,c为剪刃侧向间隙，通常情况下Mw5mm,c =
0.07 h；A>5 mm,c =0.5 mm；% 为系数,%=牛,n 为剪切
平面至压板距离,初步计算时,取*10;&为刀刃使 用以后磨钝的影响系数,一般取
实际计算时,常采用(5)的简化公式。此时，假定 e=1.2585fz=l ,y=0.07(若 hW5 mm),将上述数值代入 公式⑸式中，则简化公式为：
間如丄―(1+细丄+一)K3 (6)
tana
e 叭+16。£
以上两个公式比较，柯洛辽夫公式比较简便,但
公式中许多系数均为范围值，因此，采用同一柯洛辽
中北大学，专业是机械设计制遥及其自动化，主要从事轧钢设 备的研发工作。
剪切;上剪切的结构特点是下剪刃固定,上剪刃向下剪 切。剪切装置一般采用斜剪刃,即 Y剪刃相对于另
f剪刃成某一角度，剪刃斜度一般取1・5。~6.0。为宜。 现有焊管机组，常采用上剪切的结构形式。上剪
切的结构形式如图1所示。
1—上横梁;2~~液压缸;3上剪刃；4~下剪刃； 5—横梁;向装置;7—压板装置
Abstract： Shear butt welding machine is one of the main equipments in welded pipe production line. In order to en­ sure continuous production of welded pipe production line, shearing is very important to the performance of welding machine. This paper mainly introduces the calculation of shear force of welding machine, which provides theoretical basis for the design of the equipment Key words： welded pipe unit; strip steel; shear butt welding machine; shear force
总第190期 2021年第2期
生产实践•应用技术
山西冶金
SHANXI METALLURGY
Total 190 No.2,2021
DOI:10.16525^l4-1167/tf.2021.02.57
焊接机的分类及剪切力的计算
张华杰
(太重煤机有限公司，山西太原030032)
摘 要:剪切对焊接机是焊管生产线的主要设备之一。为了确保焊管生产线连续不斷的生产，剪切对焊接机的 性能十分重要。本文着重介绍了剪切对焊接机剪切力的计算，为该设备的设计提供了理论依据。
关键词:焊管机组带钢剪切对焊机剪切力
中图分类号:TG333.93
文献标识码:A
文章编号:1672-1152(2021 )02-0140-02
剪切对焊接机是焊管生产线的主要设备之一。 它位于矫平机和活套之间，其作用是将相邻两卷带 钢之间，即前一卷带钢的尾部与下一卷带钢的端部 焊接起来,为了保证焊缝的焊接质量，在对焊之前, 前一卷带钢的尾部与下一卷带钢的端部应进行必要 的剪切，以获得符合焊接规格的切口，然后进行焊 接,再经活套充料、储料，供给主机，以保证焊管生产 线能够连续不断的生产。
限MPa;§5为相对伸长率。 由式(4)可知:若剪切相对切入率£和被剪切带
钢的强度极限叭增加，则剪切力卩增加;剪切力P
按被剪切带钢厚度平方关系数值增加，剪切力P与 剪刃的斜度a成反比，增加«,可使剪切力P降低，
22诺沙里公式
民0.礙(1+^4+)-^-K3 (5) O.685 1 . IO05 tana 0■話
1剪切对焊接机分类及剪切装置的种类 1.1剪切对舷机的分类
剪切对焊接的分类繁多，既可根据工作方式和
控制方式分类，也可按照剪切方式分类，还可按照焊
接方式分类，见表lo
表［剪切对焊接方式的分类
控制方式 全自动
剪切旅
上剪切 下剪切
工作方式
焊接方式
自动豳一 自动焊接
C6气体砂焊
埋 闪光焊
半自动 手动
上剪切 下剪切
[2] 濮良贵.机械设计北京:高等教育出版社,2006.
⑶ 翁宇庆.轧钢新技术3000问[M].北京：中国科学技术出版社，
2005.
(编辑:苗运平)
Classification and Calculation of Shear Force of Welded Pipe Units
Zhang Huajie (Taizhoi^ Coal Machinery Co., Ltd., Taiyuan Shanxi 030032)
2021年第2期
张华杰:焊接机的分类及剪切力的计算
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但会增加剪刃的行程。显然，公式(4)仅适用于tana> 务的情况。砧分别为带钢的厚度和宽度。
则上式可写成:
P=(0.7~0.75)KQi5
(2)
剪切过程如图2所示。剪切面积不是在带钢整
个横断面上进行的，斜刀刃剪切面积,要比平行剪切
面积小，因此斜刀刃的剪切力P也就比平行剪切小。 实际剪切面积不是三角形仙C,而是梯形仙£込。这 是由于当刀刃切入带钢深度为 z=h-DE后，带钢便 开始金属滑移，完成剪切过程。因此,顶部小三角形 DEC早已被金属滑移而扯断，不再需要剪切。
图1上剪切的结构图
剪切系统由上横梁、油缸、上剪刃、下剪刃等组 成。上剪刃安装在上横梁上，由导向装置实现导向，
导向装置有齿轮、齿条组合式或耐磨板式，下剪刃安
装在床身底座上。使用液压缸驱动上横梁，实现带钢 头部、带钢尾部的剪切，在剪切时,压板装置压紧带
钢，使带钢在剪切时鯉固定，保切的顺利完成。
2剪切力的计算 剪切力计算的公式较多，目前设计中常采用下
相对切入率为：
式中:&与被剪切带钢材料的塑性有关，一般£ =
(1.2〜1.6)&,&为伸长率，通常可按*1.25心计算。 剪切面积4BDE为(见图2)
S』+(&-z)] z =(2-小辭
(3)
2 tana 2tana
将式⑶代心⑵，可得：
P=(O.7~O.75)KiK3竖竺h虧n
(4)
2tana
式中:«为剪刃的斜度疋为相对切入率,£=(1.2~ 1.6)8s;h为带钢厚度为被剪带钢的强度极