第8章剪切機2

1、8.6 飛剪機剪切長度的調(diào)節(jié) 飛剪機用來橫向剪切運動著的軋件橫向剪切運動著的軋件。它可裝設(shè)在連續(xù)式軋機的軋制作業(yè)線上，亦可裝設(shè)在橫切機組、連續(xù)鍍鋅機組和連續(xù)鍍錫機組等連續(xù)作業(yè)精整機組上。隨著連續(xù)式軋機的發(fā)展，飛剪機得到了愈來愈廣泛地應(yīng)用。8.6.1 對飛剪機的基本要求 飛剪機的特點是能橫向剪切運動著的軋件，對它有三個基本要求：1)剪刃在剪刃在剪切軋件時要隨著運動著的軋件一起運剪切軋件時要隨著運動著的軋件一起運動，動，即剪刃應(yīng)該同時完成剪切與移動剪切與移動兩個動作，且剪刃在軋件運動方向的瞬時分速度v v應(yīng)與軋件運動速度v0相等或大2%3%，即v=(11.03)v0。 在剪切軋件時，剪刃在軋件運動

2、方向的瞬時速度v如果小于軋件的運動速度v0，則剪刃將阻礙軋件的運動，會使軋件彎曲，甚至產(chǎn)生軋件纏刀事故。反之，如在剪切時剪刃在軋件運動方向的瞬時速度v比軋件運動速度v0大很多，則在軋件中將產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，這會影響軋件的剪切質(zhì)量和增加飛剪機的沖擊負(fù)荷；2)根據(jù)產(chǎn)品品根據(jù)產(chǎn)品品種規(guī)格的不同和用戶的要求，在同一臺飛剪機種規(guī)格的不同和用戶的要求，在同一臺飛剪機上應(yīng)能剪切多種規(guī)格的定尺長度上應(yīng)能剪切多種規(guī)格的定尺長度，并使長度尺寸公差與剪切斷面質(zhì)量符合國家有關(guān)規(guī)定；3)能能滿足軋機或機組生產(chǎn)率的要求。滿足軋機或機組生產(chǎn)率的要求。 8.6.2飛剪機的類型 根據(jù)飛剪機的用途，飛剪機可分為切頭飛切頭飛剪機和

3、切定尺飛剪機剪機和切定尺飛剪機兩大類。如果按飛剪機剪切機構(gòu)的型式來分，目前應(yīng)用較廣泛的飛剪機有，滾筒式飛剪機、曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式飛剪機、滾筒式飛剪機、曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式飛剪機、曲柄偏心式飛剪機、擺式飛剪機和曲柄搖桿式曲柄偏心式飛剪機、擺式飛剪機和曲柄搖桿式飛剪機飛剪機等。近十幾年來，采用計算機可編程序控制等新技術(shù)的飛剪機得到了一定地發(fā)展。 1滾筒式飛剪機 滾筒式飛剪機是一種應(yīng)用很廣的飛剪機。它裝設(shè)在連軋機組或橫切機組上，用來剪切厚度小于12mm的鋼板或小型型鋼。這種飛剪機作為切頭飛剪機時，其剪切厚度可達(dá)45mm。滾筒式飛剪機的刀片作簡單的圓周運動，故可剪切運動速度高達(dá)15ms以上的軋件。 圖9-1(p

4、300頁頁)是滾筒式飛剪機結(jié)構(gòu)示意圖。萬片1裝在滾筒2上(圖9-1)。滾筒2旋轉(zhuǎn)時，刀片1作圓周運動。用于切頭切尾的滾筒式飛剪機，在滾筒上往往裝有兩把刀片，分別用來切頭和切尾。飛剪機采用啟動工作制。用于切定尺的滾筒式飛剪機，一般采用連續(xù)工作制。小型車間的滾筒式飛剪機，由于軋件寬度不大，往往將刀片裝在作圓周運動的杠桿上(圖9-2) (p301頁頁)。 圖9-2 (p301頁頁)所示的飛剪機，也稱為回轉(zhuǎn)式飛剪機。 滾筒式或回轉(zhuǎn)式飛剪機的刀片作圓周運動，上下刀片切入軋件時，在垂直方向不平行，剪后軋件頭部不平整，故以剪切直徑小于30mm的圓鋼或相應(yīng)的方坯，以及薄板帶為宜。 2. 曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式飛剪機

5、用飛剪機剪切厚度較大厚度較大的板帶或鋼坯時，為了保證剪后軋件剪切斷面的平整，往往采用刀片作平移運動的飛剪機。曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式(也稱曲柄連桿式)飛剪機就是此類飛剪機的一種。 圖9-3 (p301頁頁)是曲柄連桿式飛剪機結(jié)構(gòu)圖。刀架1作成杠桿形狀，其一端固定在曲柄軸2端部，另一端與擺桿3相連。當(dāng)曲柄軸2(即曲柄)轉(zhuǎn)動時，刀架1作平移運動，固定在刀架上的刀片能垂直或近似地垂直軋件。 由于這類飛剪機在剪切軋件時刀片垂直于軋件，剪切斷面較為平整。在剪切板帶時，可以采用斜刀刃，以便減少剪切力。這種飛剪機的缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剪切機構(gòu)動力特性不好，軋件的運動速度不能太快。用于小型型鋼廠的曲柄連桿式飛剪機，軋件速度

6、小于5m/s，剪切的軋件厚度為3070mm。 3. 曲柄偏心式飛剪機 這類飛剪機的刀片作平移運動，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖9-5 (p303頁頁)所示。雙臂曲柄軸9(bcd)鉸接在偏心軸12的鏜孔中，并有一定的偏心距e。雙臂曲柄軸還通過連桿6(ab)與導(dǎo)架10相鉸接。當(dāng)導(dǎo)架旋轉(zhuǎn)時，雙臂曲柄軸以相同的角速度隨之一起旋轉(zhuǎn)。刀片15固定在刀架8上，刀架的另一端與擺桿7鉸接，擺桿則鉸接在機架上。通過雙臂曲柄軸、刀架和擺桿可使刀片在剪切區(qū)作近似于平移的運動，以獲得平整的剪切斷面。 通過改變偏心軸與雙臂曲柄軸(也可以說是導(dǎo)架)的角速度比值，可改變刀片軌跡半徑，以調(diào)整軋件的定尺長度。這類飛剪機裝設(shè)在連續(xù)鋼坯軋機后面，

7、用來剪切方鋼坯。 4. 擺式飛剪機 圖9-6 (p303頁頁)是ihi(日本石川島播磨重工業(yè)公司)擺式飛剪機結(jié)構(gòu)簡圖，用來剪切厚度小于6.4mm的板帶。 5. 曲柄搖桿式飛剪機(施羅曼飛剪機) 這 種 飛 剪 機 也 稱 為 施 羅 曼(schloemann)飛剪機，用來剪切冷軋板帶。由于飛剪機工作時總能量波動較小，故可在大于5m/s的速度下工作。圖9-7 (p304頁頁)為曲柄搖桿式飛剪機結(jié)構(gòu)簡圖。 8.6.3 剪切長度調(diào)整 根據(jù)工藝要求，飛剪機要將軋件剪切成規(guī)定長度。因此，對于定尺飛剪機，要求飛剪機的剪切長度能夠調(diào)整。 通常用專門的送料輥1或最后一架軋機的軋輥將軋件送往飛剪機2進(jìn)行剪切(圖

8、9-8) (p305頁頁)。 如果軋件運動速度v0為常數(shù)，而飛剪機每隔t秒剪切一次軋件，則被剪下的軋件長度l為 l = v0 t = f(t) 9-1 即被剪下的軋件長度等于在相鄰兩次剪切間隔時間t內(nèi)軋件所走過的距離。當(dāng)v0為常數(shù)時，剪切長度l與相鄰的兩次剪切間隔時間t成函數(shù)關(guān)系。式9-1就是飛剪機調(diào)長的基本方程飛剪機調(diào)長的基本方程。 由式9-1可見，只要改變相鄰兩次剪切間隔時間t，便可得到不同的剪切長度。對于不同工作制度的飛剪機，改變相鄰兩次剪切間隔時間t的方法亦不同。 8.6.3.1 啟動工作制飛剪機的調(diào)長 這種工作制的飛剪機用來對軋件進(jìn)行切頭、切尾和剪切長度較長而速度較低的定尺軋件。飛剪

9、機的啟動和制動是自動進(jìn)行的。當(dāng)軋件頭部作用于裝設(shè)在飛剪機后的光電裝置(圖9-9b) (p306頁頁)時，飛剪機便自動啟動。軋件的定尺長度l按下式確定 l =l+ v0 t0 9-2式中 l 光電裝置與飛剪機間的距離； t0 飛剪機由啟動到剪切的時間。 在調(diào)節(jié)定尺長度時，通常不采用移動光電裝置位置的方法(即改變l值)，而是通過時間繼電器或可編程序控制器來改變時間t0 。為了使軋件被剪下部分末端不妨礙光電裝置在下次剪切時再次發(fā)生作用，必須使軋件被剪下部分與剩余部分之間有一定的間隙。一般是用增加剪后輥道速度的辦法來實現(xiàn)這一要求的。 當(dāng)軋件定尺長度較短時，可能出現(xiàn)l小于l+ v0 t0時，光電裝置就需

10、要設(shè)置在飛剪機的前面(圖9-9a)，軋件剪切長度l為 l = v0 t0 - l 9-3 顯然，只有在兩次剪切間隔時間內(nèi)能保證完成飛剪機的啟動和制動時，飛剪機才能正常進(jìn)行剪切。而重型和速度高的飛剪機往往在一圈內(nèi)來不及完成啟動和制動要求，即在剪切位置時刀片速度不能加速到軋件運動速度并在剪切后刀片不能在初始位置上停止。此時，就需要用較為復(fù)雜的運動線路(圖9-10b) (p306頁頁)，來代替通常采用的簡單的運動線路(圖910a) (p306頁頁)。圖9-10a (p306頁頁)表示飛剪機啟動后，刀片由初始位置1加速轉(zhuǎn)動到剪切位置2時達(dá)到了軋件運動速度。剪切后，飛剪機制動能使刀片停在初始位置1。圖9

11、-10b表示飛剪機啟動后，刀片由初始位置1加速轉(zhuǎn)動到剪切位置2時，達(dá)到軋件運動速度進(jìn)行剪切。剪切后，刀片在23段內(nèi)制動，并由位置3低速反轉(zhuǎn)至初始位置1停止，準(zhǔn)備再次剪切。 8.6.3.2 連續(xù)工作制飛剪機的調(diào)長 隨著生產(chǎn)的發(fā)展，軋件軋制速度在不斷提高。當(dāng)軋件運動速度較高時，啟動工作制飛剪機往往不能滿足要求，就要采用連續(xù)工作制飛剪機。 連續(xù)工作制的飛剪機，可以與送料輥采用同一臺電動機驅(qū)動，也可單獨驅(qū)動。圖9-11a(p307頁頁)，為飛剪機1與送料輥3是分別由各自的電動機10和7單獨驅(qū)動的。 今以k表示飛剪機每剪切一次刀片(或飛剪機主軸)所轉(zhuǎn)的圈數(shù)，則剪下的軋件定尺長度l為 l = v0 t k

12、或 l = 60 v0 k /n = f(1/n, k) 9-4 式中n 飛剪機主軸或刀片轉(zhuǎn)速， k 在相鄰兩次剪切間隔時間t內(nèi)，飛剪機主軸或刀片所轉(zhuǎn)的圈數(shù)，亦稱為空切系數(shù)或倍尺系數(shù)。 如以送料輥直徑d0和轉(zhuǎn)速n0來表示軋件運動速度v0，則式9-4為 l = d0 n0 k /n 9-5 由式9-4和式9-5可見，當(dāng)v0或n0一定時，連續(xù)工作制飛剪機剪切的定尺長度l取決于飛剪機主軸轉(zhuǎn)速n和相鄰兩次剪切間隔時間內(nèi)飛剪機主軸所轉(zhuǎn)的圈數(shù)k。換言之，軋件的剪切長度可采用兩種方法來調(diào)節(jié)：即改變飛剪機主軸轉(zhuǎn)速咒和改變每剪切一次飛剪機主軸所轉(zhuǎn)圈數(shù)k 。 1改變飛剪機主軸轉(zhuǎn)速n來調(diào)長 lj=60v0/nj=

13、d0n0 / nj n=(12)nj 或 n=(10.5)nj l/lj= k nj /n = (10.5)k 或 l/lj= k nj /n = (12)k 2改變空切系數(shù)k來調(diào)長 改變空切系數(shù)忌的機構(gòu)稱為空切機構(gòu)?？涨袡C構(gòu)的類型很多，但從方法上看，基本上可分為改變飛剪機上下兩個主軸角速度的比值和改變上下刀片運動軌跡兩大類型。 (1)改變飛剪機上下兩個主軸角速度的比值 此時，在上刀運動軌跡不變的情況下，可以改變上下兩刀片相遇的次數(shù)，以實現(xiàn)空切來調(diào)長。(2)改變刀片運動軌跡 采用此法改變空切系數(shù)k時，飛剪機上下刀片運動軌跡的變化，將使上下刀片在飛剪機主軸每轉(zhuǎn)一圈時不是都能相遇進(jìn)行剪切的，這就實現(xiàn)了空切的要求。對于某些定尺飛剪機，可以采用能改變擺桿(搖桿)支點位置的空切機構(gòu)使刀片運動軌跡發(fā)生變化。