Co je to stříhací stroj? Typy, použití a jak to funguje

A stříhací stroj je mechanické řezací zařízení, které využívá dvě ostré čepele pohybující se kolem sebe pro řezání plechů, desek a dalších materiálů v přímce. Na rozdíl od řezání nebo vrtání vytváří stříhání čisté, čtvercové řezy bez generování tepla nebo třísek, což z něj činí základní vybavení v kovovýrobách, výrobních závodech a na stavbách po celém světě.

Stroj funguje na jednoduchém principu: jeden nůž zůstává nehybný, zatímco druhý se pohybuje vertikálně nebo horizontálně, aby řezal materiál. Tento proces je podobný tomu, jak nůžky stříhají papír, ale s podstatně větší silou – průmyslové nůžky mohou vytvářet mezi 20 až 600 tunami řezného tlaku v závislosti na jejich velikosti a kapacitě.

Jak fungují nůžky

Proces stříhání zahrnuje čtyři různé fáze, které probíhají během několika sekund. Materiál je nejprve umístěn proti zadnímu dorazu, což zajišťuje přesné rozměry řezu. Při aktivaci horní čepel rychle klesá a vyvíjí koncentrovanou sílu podél linie řezu, zatímco spodní čepel zůstává nehybná.

Jak lopatky zabírají, vytvářejí a smyková zóna, kde dochází k plastické deformaci před zlomy materiálu. Mezera kotouče – obvykle nastavená mezi 5 % a 10 % tloušťky materiálu – určuje kvalitu řezu. Příliš široká mezera vytváří hrubé hrany; příliš úzké způsobuje nadměrné opotřebení nožů.

Způsoby přenosu energie

Moderní nůžky používají tři primární systémy pohonu:

• Mechanický pohon: Využívá setrvačníkový a spojkový systém, který nabízí rychlost až 60 zdvihů za minutu pro velkoobjemovou výrobu
• Hydraulický pohon: Poskytuje variabilní ovládání rychlosti a konzistentní sílu v celém řezném zdvihu, ideální pro silnější materiály
• Pneumatický pohon: Běžné u menších strojů pro lehčí materiály, nabízející rychlou odezvu

Typy střižných strojů

Gilotinové nůžky

Gilotinové nůžky představují nejběžnější typ s vertikálním ostřím, který se pohybuje přímo dolů. Tyto stroje zpracovávají materiály z tenké fólie do tloušťky ocelových plátů 1 palec . Kapacita řezání se pohybuje od 4 stop do šířky přes 40 stop, přičemž větší modely lze nalézt v ocelářských servisních střediscích a zařízeních na stavbu lodí.

Aligátorské nůžky

Aligátorové nůžky, pojmenované podle vzhledu připomínajícího čelist, používají kloubové stříhání, kdy se obě čepele pohybují. Tyto stroje vynikají při řezání kovového odpadu, konstrukční oceli a nepravidelně tvarovaných materiálů. Vrakoviště běžně používají ke zpracování aligátorové nůžky až 200 tun kovu denně , snadné řezání výztuže, trubek a úhelníku.

Stolní nůžky

Stolní nůžky jsou kompaktní, ručně ovládané nástroje vhodné pro lehkou práci. Namontované na pracovních stolech obvykle řežou materiály až do 16-gauge měkké oceli. Malé dílny a dodavatelé HVAC je upřednostňují pro jejich přenosnost a nulové provozní náklady.

Rotační nůžky

Rotační nůžky používají kruhové čepele místo rovných hran, což umožňuje zakřivené a nepravidelné řezy. Dělá je nepřetržité řezání O 40 % rychlejší než gilotinové nůžky pro určité aplikace, zejména v automobilovém a leteckém průmyslu, kde jsou vyžadovány složité tvary.

Průmyslové aplikace a materiály

Stříhací stroje zpracovávají širokou škálu materiálů v mnoha průmyslových odvětvích. V automobilovém průmyslu řežou panely karoserie a konstrukční díly z hliníku a vysokopevnostní oceli. Průmysl spotřebičů se při výrobě spoléhá na nůžky více než 15 milionů panelů ledniček a praček ročně jen v Severní Americe.

Materiálová kompatibilita

Různé materiály vyžadují specifické úhly čepele a vůle pro optimální výsledky:

• Měkká ocel: Nejčastěji stříhaný materiál, vyžadující standardní vůli čepele 6-8% tloušťky
• Nerezová ocel: Vyžaduje ostřejší čepele a 10-12% vůli díky vlastnostem mechanického kalení
• hliník: Používá širší vůle (12-15%) a nižší úhly řezu, aby se zabránilo přilnavosti materiálu
• Měď a mosaz: Vyžadují časté výměny kotoučů kvůli jejich abrazivní povaze

Stavební firmy používají přenosné stříhací zařízení k řezání střešních panelů, obkladů a kovových palubek na místě. Dodavatelé HVAC zpracovávají potrubí z galvanizované oceli o tloušťce 24 tisíce přesných řezů na projekt bez generování jisker nebo tepelně ovlivněných zón.

Výhody oproti alternativním metodám řezání

Stříhání nabízí výrazné výhody ve srovnání s plazmovým řezáním, laserovým řezáním nebo řezáním. Proces produkuje zóny s nulovým teplem , zachování materiálových vlastností podél řezné hrany. Díky tomu je stříhání ideální pro aplikace, kde by tepelné zkreslení ohrozilo přesnost součásti nebo kde je vyžadováno následné svařování.

Provozní náklady zůstávají výrazně nižší než u metod tepelného řezání. Hydraulické nůžky spotřebují během provozu přibližně 15 kilowattů, zatímco srovnatelná laserová řezačka vyžaduje 30-50 kilowattů. Za rok provozu to v překladu znamená Úspora energie 8 000 – 12 000 USD pro zařízení pracující na dvě směny denně.

Výhody rychlosti se projevují ve velkosériové výrobě. Moderní CNC nůžky dokončují řezy za 2-3 sekundy, včetně polohování materiálu. Řezání stejného dílu laserem může trvat 8–12 sekund, což snižuje výkon o 60–70 %. Pro výrobce vyrábějící tisíce identických dílů tato účinnost přímo ovlivňuje ziskovost.

Klíčové součásti a vlastnosti

Systém zpětného rozchodu

Zadní doraz před řezáním přesně umístí materiál. Moderní CNC zadní měřidla dosahují opakovatelnost v rozmezí ±0,004 palce , zásadní pro udržení přísných tolerancí napříč výrobními sériemi. Víceosé zadní dorazy umožňují úhlové řezy a složité geometrie součástí bez ručního přemisťování.

Konstrukce čepele

Střižné čepele se obvykle skládají z nástrojové oceli s tvrdostí mezi 58-62 HRC. Prostředí s vysokou výrobou používají čepele s kalenými břitovými destičkami nebo tvrdokovovými břity, které vydrží 5-10x déle než standardní nástrojová ocel. Čtyřstranné vyměnitelné břity zkracují prostoje tím, že umožňují operátorům otáčet se na nové řezné hrany bez demontáže kotouče.

Bezpečnostní systémy

Současné nůžky obsahují několik bezpečnostních prvků nařízených OSHA a mezinárodními normami. Světelné závory detekují vniknutí operátora a zastaví pohyb radlice během milisekund. Dvouruční ovládací prvky zabraňují náhodné aktivaci, zatímco kryty čepelí chrání obsluhu před odlétajícími úlomky a body sevření.

Výběr správného střihacího stroje

Výběr vhodného střihacího zařízení závisí na několika faktorech. Tloušťka materiálu určuje požadovanou tonáž – odhady obecného pravidla 1 tuna síly na palec šířky měkké oceli při tloušťce čtvrt palce. Obchod, který pravidelně řeže čtvrtpalcovou ocel o šířce 10 stop, potřebuje střih minimálně 120 tun.

Objem výroby ovlivňuje, zda mechanický nebo hydraulický pohon dává ekonomický smysl. Mechanické nůžky zpočátku stojí o 20-30 % méně, ale pracují při pevných otáčkách. Hydraulické modely poskytují variabilní ovládání rychlosti a snadnější údržbu, což ospravedlňuje vyšší ceny v zařízeních s vícesměnami.

Požadavky na přesnost určují, zda jsou nutné CNC řízení. Pro hrubé řezání a zpracování šrotu postačují ruční zadní dorazy, které dosahují tolerancí kolem ±0,030 palce. Díly vyžadující přísnější specifikace vyžadují CNC polohování, což dodává 15 000 – 50 000 USD na náklady stroje, ale eliminuje chyby měření a zkracuje dobu nastavení o 75 %.

1. Vypočítejte maximální potřebnou tloušťku a šířku materiálu
2. Určete objem výroby a požadovanou dobu cyklu
3. Posuďte požadavky na toleranci pro vaše aplikace
4. Zvažte dostupnou podlahovou plochu a napájení
5. Vyhodnoťte náklady na dlouhodobou údržbu a výměnu kotouče

Údržba a provozní aspekty

Správná údržba prodlužuje životnost střihu a udržuje kvalitu řezu. Hydraulická kapalina by se měla měnit každý 2000 provozních hodin nebo ročně, podle toho, co nastane dříve. Kontaminovaná kapalina způsobuje nepravidelný pohyb berana a poškozuje těsnění, což vede k nákladným opravám v průměru 3 000 – 8 000 USD.

Intervaly ostření čepele závisí na typu materiálu a objemu výroby. Při řezání měkké oceli čepele obvykle vyžadují naostření po 40 000 až 60 000 řezech. Nerezová ocel toto snižuje na 20 000-30 000 řezů v důsledku zvýšeného opotřebení. Profesionální ostření stojí 200–400 USD za sadu čepelí, ale obnovuje výkon do téměř nového stavu.

Denní kontroly by měly ověřit správnou vzdálenost nožů, přesnost zadního dorazu a funkci bezpečnostního systému. Týdenní mazání lišt, otěrových desek a otočných bodů zabraňuje předčasnému opotřebení. Zařízení provádějící plán preventivní údržby hlásí O 60 % méně neplánovaných odstávek ve srovnání s těmi, kteří provádějí pouze reaktivní opravy.