2.2.4 Способи різання та класифікація різальних апаратів

 

 

 

За загальними закономірностями різання - це один зі способів подрібнення матеріалів. Разом з тим різання має і свої особливості. Зважаючи на це, деякі питання теорії різання доцільно розглянути окремо.

За особливостями взаємодії між робочим органом і перероблюваним матеріалом виділяють три способи різання (рис. 2.16): пуансоном, клином (різцем) та лезом.

 

 

 ris.2_7_(2).png

 

 Рис.2.16. Способи  різання:

а - пуансоном; б - клином (різцем); в – лезом

У результаті дії пуансона на матеріал передаються дотичні зусилля, що концентруються у напрямку окремих площин — площин зсуву. Руйнування відбувається шляхом зміщення одних часток матеріалу відносно інших. Клин, що проникає в перероблюваний матеріал, діє на нього своїми гранями. Руйнування при цьому здійснюється в результаті розривних зусиль, які виникають і поширюються у матеріалі попереду кромки клина. Лезо ж діє на матеріал саме своєю кромкою (вершина двогранного кута), що спричиняє виникнення в ма­теріалі стисних (від нормальних зусиль) та дотичних (у разі наявності і таких зусиль) напружень. Ці напруження і призводять до деформування та розділення матеріалу на частки.

На відміну від інших способів подрібнення (роздавлювання, перетирання, розбивання) різання — це процес, яким найкраще керувати. У цьому випадку точнішим терміном є не руйнування матеріалу, яке переважно відбувається за випадковими напрямками, а розділення його на частини.

Проте і серед способів різання найбільш обмеженим обсягом деформування перероблюваного матеріалу відзначається різання лезом. Пуансон же своєю лобовою поверхнею діє дещо подібно до роздавлювання, що значно збільшує долю деформованого матеріалу.

Таким чином, силові дії робочих органів через різальну кромку відзначаються максимальними концентрацією і локалізацією напружень у перероблюваному матеріалі, спричиняють у ньому деформацію в меншому об'ємі, але робочою поверхнею (лобовою, боковою, гранями). Оскільки будь-яка деформація матеріалу пов'язана з подоланням його внутрішнього опору і супроводжується відповідними енергозатратами, то різання лезом—це найменш енергомісткий спосіб подрібнення.

Робочі органи різального апарата (рис.2.17) - це ніж та протирізальний елемент (пластина). Передня (з боку перероблюваного матеріалу) грань робочого органа та його фаска утворюють кут заточування a , а вершина цього двогранного кута на ножі являє собою лезо або робочу кромку ножа. Від величини цього кута (гостроти робочих органів) у значній мірі залежать енергомісткість процесу і довговічність робочих органів.

g

 a

b

Vp

Vn

aп

Для усунення тертя шару перероблюваного матеріалу в процесі різання, що зростатиме в міру збільшення товщини шару та швидкості його подачі, передню грань від кромки ножа дещо відхиляють у протилежний бік від подачі сировини. Таким чином, між передньою гранню ножа та площиною зрізання матеріалу (площина, паралельна напрямку руху ножа і проходить через його лезо на рис. 2.17) утворюється кут встановлення g або передній кут. Величина його визначається співвідношенням швидкостей подачі перероблюваного матеріалу Vn та переміщення ножа Vр.

 

  

 ris.2_8.png

 

 

 

Рис.2.17. Схема до визначення кутів a, g та b:

1 – ніж; 2 – протирізальний елемент; 3 – перероблювальний матеріал

 

Кути заточування та встановлення ножа створюють кут різання b (див.рис. 2.17)

2.22.png,                                             (2.22)

Саме кут b становить робочу гостроту ножа як клина, що деформує і розділяє матеріал на частки. Отже, від величини цього кута і залежать опір матеріалу проникненню в нього вказаного клина і зусилля різання.