徐向大

（中石化第十建設(shè)有限公司，山東 青島 266555）

石油化工行業(yè)機(jī)電安裝工程中，有大量的金屬型材，需要根據(jù)設(shè)計圖紙，在施工現(xiàn)場加工成各種金屬支架，這就需要各種金屬型材切割機(jī)對各種金屬型材進(jìn)行加工切割。多年來一直延續(xù)傳統(tǒng)的切割機(jī)具和方式，常用的金屬型材切割機(jī)有：砂輪切割機(jī)、無齒鋸、電焊切割、氧乙炔火焰切割機(jī)、等離子切割機(jī)等，本文針對傳統(tǒng)的切割機(jī)具，提出一種新型的金屬切割機(jī)械，改變了傳統(tǒng)的金屬切割方式。

1 傳統(tǒng)的金屬切割方法的簡要描述

1.1 傳統(tǒng)的常用金屬切割方法及工作原理

化工機(jī)電安裝施工現(xiàn)場常用的金屬切割方法有：砂輪切割研磨法、電焊弧切割法、氧乙炔火焰切割法、等離子切割法等。

傳統(tǒng)的金屬切割機(jī)械原理基本分為兩類：一類屬于機(jī)械熱切割，利用金屬摩擦力產(chǎn)生的熱量對金屬進(jìn)行熱切割，比如砂輪機(jī)切割機(jī)、無齒鋸切割機(jī)等；一類屬于熔化熱切割，使金屬局部產(chǎn)生高熱融化而實現(xiàn)對金屬進(jìn)行切割，比如利用電弧熱切割；利用氧乙炔火焰產(chǎn)生的高熱；利用高溫等離子電弧熱。

1.2 傳統(tǒng)的金屬切割方法的特點

傳統(tǒng)的金屬切割方法主要有以下特點：（1）切割效率低下。依靠砂輪的高速旋轉(zhuǎn)及與金屬摩擦形成的高溫，完成切割作業(yè)，機(jī)械功率低，切割作業(yè)用時長。利用電弧熱產(chǎn)生的熱量，實現(xiàn)切割作業(yè)，使切割面產(chǎn)生氧化層，因此需要對切割面進(jìn)行打磨作業(yè)，打磨作業(yè)浪費額外的人工和材料。（2）環(huán)境保護(hù)性差。產(chǎn)生噪聲污染，砂輪切割作業(yè)會產(chǎn)生大量噪音，對作業(yè)人員及周圍環(huán)境造成噪音污染；產(chǎn)生金屬廢渣，造成固體污染物；因為生成大量的金屬廢渣；砂輪切割作業(yè)，由于高溫摩擦，產(chǎn)生大量高溫飛濺的鐵屑，造成光污染；電弧切割，高溫電弧除了造成光污染，對人體眼睛造成傷害外，也產(chǎn)生大量金屬氧化物廢渣。（3）操作機(jī)械危險性大。由于誤操作，容易造成砂輪切割機(jī)的砂輪片破裂，對人體產(chǎn)生傷害，電弧及等離子切割，高溫電弧容易對人體造成燙傷及對人的眼睛造成光傷害。電動手持機(jī)具容易造成觸電事故。

2 多功能沖剪機(jī)簡要介紹

（1）為了克服現(xiàn)有砂輪、電弧切割、氣割機(jī)等施工機(jī)械功效低下、存在安全隱患等方面的不足，多功能沖剪機(jī)，提供了一種安全、高效的施工機(jī)具和施工方法。主要實現(xiàn)以下功能：快速切割10#以下的金屬槽鋼、角鋼∠50#以下、扁鋼等等鍍鋅及非鍍鋅金屬型材；電機(jī)驅(qū)動，產(chǎn)生的噪聲小或者基本沒有噪聲；金屬型材支架加工切割精度高，切割面光滑，整齊美觀；可以借助加工模具，批量加工儀表電氣支架；加工支架產(chǎn)生的鐵屑少，減少環(huán)境污染。

圖1 多功能沖剪機(jī)

多功能沖剪機(jī)如圖1。

（2）多功能沖剪機(jī)的功能。多功能沖剪機(jī)主要功能，可以對角鋼、槽鋼、鋼板、圓鋼、方鋼等進(jìn)行剪斷、切角、沖圓孔、沖長孔等加工，切口平整光滑無毛刺。

（3）多功能沖剪機(jī)的工作原理。多功能沖剪機(jī)主要應(yīng)用液壓原理或齒輪傳動杠桿原理，利用電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的瞬間沖擊力，帶動切刀，實現(xiàn)對金屬型材的冷切割，改變了傳統(tǒng)的機(jī)械熱切割方法及高溫熔化熱切割方法。

（4）多功能沖剪機(jī)主要技術(shù)參數(shù)。最大剪切力為36kN,刀具行程27mm，行程次數(shù)30 次/min，電機(jī)功率2.2kW 2P，整機(jī)質(zhì)量560kg，長×寬×高為950mm×500mm×1170mm，多功能沖剪機(jī)功能能圖見圖2。

圖2 多功能沖剪機(jī)功能圖

3 多功能沖剪機(jī)主要解決的問題

與現(xiàn)有傳統(tǒng)的砂輪機(jī)等加工機(jī)械相比，多功能沖剪機(jī)的優(yōu)點如下。

（1）切割加工時間快，提高功效，節(jié)省人力。切割10#槽鋼由原來的2min 變?yōu)楝F(xiàn)在的30s，大大提高了施工功效。

（2）降低噪音污染。由于本機(jī)械采用冷切割，瞬間產(chǎn)生高切割力，基本沒有噪聲污染。

（3）減少了切割廢料，減少了環(huán)境污染。

（4）節(jié)省了加工切削使用的砂輪片，大大節(jié)省了施工材料，節(jié)約了成本。

（5）提高了切削加工的精度，切削面整齊劃一，省去了二次打磨的工序，節(jié)省了打磨機(jī)械和材料及人工的二次支出。新型轉(zhuǎn)運車的構(gòu)造圖見圖2。

4 多功能沖剪機(jī)工程應(yīng)用

多功能沖剪機(jī)已成功應(yīng)用于浙江石化工程項目部、泰州乙烯工程項目部、中安煤制烯烴工程項目部并取得了很好的工程效益。多功能沖剪機(jī)降低了現(xiàn)場作業(yè)中的安全風(fēng)險，由于采用電機(jī)驅(qū)動實現(xiàn)冷切割，加工支架材料精度高，省去了二次打磨的步驟，簡化了操作工藝流程，降低了多次操作機(jī)械的危險，提高了機(jī)械操作的安全性，降低了勞動作業(yè)風(fēng)險。

本沖剪機(jī)，由于采用冷剪切，減少了噪聲污染及環(huán)境固體物污染。加工成型的支架如圖3。

5 多功能沖剪機(jī)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)及社會效益

圖3 槽鋼切割斷面圖

（1）節(jié)省了電氣儀表支架的加工時間，提高了功效。按照10#槽鋼為例，每個支架的加工切割時間由原來的2min 縮減為現(xiàn)在的30s，提高了功效的75%。

（2）節(jié)省了砂輪片，按照每個項目20000 個儀表電氣支架計算，每個項目需要采購1000 片φ100 的砂輪片計算，可以節(jié)省砂輪片的采購費用。

（3）由于切削面精度高，省去了二次打磨的時間人工機(jī)械的消耗，節(jié)約了成本，提高了功效。

（4）按照每年承建50 個項目，每個項目按20000 個電氣儀表支架計算，每個支架加工節(jié)約人工0.005 人，可節(jié)省人工5000 人，360 元/單位人工。每年施工過程中節(jié)省的費用計算：5000×360 元/單位人工=1800000 元。節(jié)省砂輪片每個項目節(jié)省1000 片，每個砂輪片5 元，共節(jié)省材料費用50×1000×5=25 萬元。每年共節(jié)省項目人工材料費用為205萬元。

6 結(jié)語

本文通過對一種多功能金屬沖剪機(jī)的簡要介紹及與傳統(tǒng)的砂輪切割方法、電弧焊切割方法、等離子切割方法的對比分析，主要目的在于尋找一種安全、高效、綠色環(huán)保的便攜式的金屬切割機(jī)具，適應(yīng)現(xiàn)代化的機(jī)電安裝方式，以便提高功效，節(jié)省成本，體現(xiàn)以人為本的項目管理理念。