軋鋼機械第九章

第九章飛剪機第一節(jié)概述一、飛剪的用途和對飛剪的根本要求飛剪用來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，用來切頭、切尾；也可裝設(shè)在橫切機組、連續(xù)鍍鋅和連續(xù)鍍錫機組等連續(xù)作業(yè)精整機組上，用來剪切定尺長度。在中小型軋鋼車間和連續(xù)式板帶車間都廣為應(yīng)用。飛剪能夠剪切運動著的軋件，對它有三個根本要求；1)剪刃在剪切軋件時，要隨著運動著的軋件一起運動，即剪刃應(yīng)該同時完成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應(yīng)與軋件運動速度相等或稍大，即=(1～1．03)。如果小于，那么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，如果大得過多，那么在軋件中將產(chǎn)生較大的拉力，這會影響軋件的剪切質(zhì)量和增加飛剪的沖擊負(fù)荷。2)對于切頭飛剪，能按要求切去軋件不規(guī)那么的頭部、尾部；對于定尺飛剪。在同一臺飛剪上，要能根據(jù)產(chǎn)品品種規(guī)格的不同和用戶的要求，剪切多種定尺長度，且長度尺寸公差和剪切斷面質(zhì)量符合國家有關(guān)規(guī)u、cos拶定。3)能滿足軋機或機組生產(chǎn)率的要求。根據(jù)對飛剪的根本要求和工作特點，飛剪一般由傳動機構(gòu)、剪切機構(gòu)、調(diào)節(jié)剪切長度機構(gòu)和剪刃側(cè)問隙調(diào)整機構(gòu)等組成。有的飛剪還設(shè)置了夾送、矯直及切頭收集等輔助裝置。夾送輥速度須與剪刃速度很好配合，以實現(xiàn)同步剪切(圖9—1)。假設(shè)以表示剪刃的圓周速度，表示軋件的運動速度，為咬入角，那么按同步剪切條件cos≥，得≥(9一1)其中式中——被剪軋件厚度；——剪刃的重迭量；——飛剪滾筒直徑(由剪刃的尖端算起)。二、飛剪的類型及其剪切工作原理軋鋼車間的飛剪按用途可分為切頭飛剪和定尺飛剪兩類。按工作原理和結(jié)構(gòu)型式來分，應(yīng)用較廣泛的有圓盤式飛剪、滾筒式飛剪、曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式飛剪和擺式飛剪等。1．圓盤式飛剪圓盤式飛剪常用在小型和線材車間，它可以剪切運動速度達(dá)10m／s以上的軋件。一般安裝在精軋機組前對軋件進(jìn)行切頭，以保證精軋機組的軋制過程順利進(jìn)行；或者安裝在冷床前，對長軋件進(jìn)行粗剪，使進(jìn)入冷床的軋件不致太長。圖9—2是線材車間的圓盤式切頭飛剪結(jié)構(gòu)簡圖。該車問采用五槽軋制，故此飛剪裝有五對圓盤刀片。為了便于刀片安裝，圓盤刀片7由兩個半環(huán)組成，用螺栓8固定在刀盤6上。為了便于軋件咬入，在刀片圓周上滾有花紋。上下刀盤的重迭量為1～3mm，刀盤問側(cè)間隙為0．2～0．4mm，可用螺母9進(jìn)行調(diào)整。刀盤是由電動機1經(jīng)減速箱2和齒輪座3傳動的。此飛剪采用連續(xù)工咋制運轉(zhuǎn)。圓盤式飛剪所以能橫向剪切運動著的軋件，主要是由于刀盤軸線與軋件運動方向傾斜一定角度(圖9—3，以50°為宜)，使刀盤圓周速度在軋件運動方向上的分速度與軋。件運動速度相等或稍大。軋件進(jìn)入圓盤刀片是通過誘導(dǎo)板3自動實現(xiàn)的。當(dāng)運動著的軋件頭部穿過上下刀盤重迭局部的外側(cè)碰到誘導(dǎo)板后，就沿著誘導(dǎo)板一邊前進(jìn)…邊進(jìn)入圓盤刀片重迭局部進(jìn)行切頭。經(jīng)切頭后的軋件，在刀盤的帶動下滑入出口喇叭口5，送往精軋機。誘導(dǎo)板安裝在固定導(dǎo)板1上，控制著切頭長度。圓盤式飛剪的結(jié)構(gòu)極為簡單，工作可靠，安裝和使用也較方便。其缺點是軋件的剪切斷面是傾斜的，但對于切頭或在冷床前粗剪軋件影響不大。2．滾筒式飛剪滾筒式飛剪是一種應(yīng)用很廣的飛剪，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。用作切頭飛剪時，采用起開工作制，其剪切厚度可達(dá)45mm。滾筒式飛剪的刀片作簡單的圓周運動(如圖9一1)，故可剪切運動速度高達(dá)15m／s以上的軋件。用作定尺飛剪時，一般采用連續(xù)工作制。滾筒式飛剪由于在剪切區(qū)刀片不是作平行移動，在剪切厚軋件時軋件斷面不平整。這類飛剪以剪切薄板材和小型型鋼為宜。小型車間的滾筒式飛剪，由于軋件寬度不大，往強將刀片裝在作圓周運動的杠桿上(圖9—4)。雙滾筒式飛剪也可裝設(shè)在帶材圓盤式剪機后面，作碎邊剪用，此時雙滾筒上裝有多對刀片，將廢邊切成碎段。還可裝設(shè)在連軋機的粗軋機組后面，作事故剪用，將軋廢的坯料連續(xù)切成短截。3．曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式飛剪用飛剪剪切厚度較大的板材或鋼坯時，為了保證軋件剪切斷面的平整，往往采用刀片作平移運動的飛剪，曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式飛剪就是此類飛剪中的一種。圖9—5是曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式飛剪的結(jié)構(gòu)示意圖。飛剪的剪切機構(gòu)是由刀架、偏心套筒和擺桿組成的四連桿機構(gòu)。刀架1作成杠桿形狀，其一端固定在偏心套筒上，另一端那么與擺桿2相連。當(dāng)偏心套筒(曲柄)轉(zhuǎn)動時，刀架在剪切區(qū)域內(nèi)作近似平移運動，固定在刀架1上的刀片能垂直或近似垂直于軋件，所以剪切斷面比擬平整。在剪切鋼板時，可以采用斜刀片，以便減小剪切力。當(dāng)作為切頭飛剪時，擺桿是鉸接在固定架體上。而作為定尺飛剪時，擺桿2的擺動支點那么鉸接在可升降的立柱3上，立柱可由曲柄主軸同步齒輪(圖中未畫出)經(jīng)小曲柄軸、連桿、曲折桿4帶動升降。此飛剪采用改變刀片運動軌跡，使上下刀片不是每轉(zhuǎn)都相遇的方法實現(xiàn)空切。4．?dāng)[式飛剪圖9—6是IHI(日本石川島播磨重工業(yè)公司)擺式飛剪的結(jié)構(gòu)簡圖。用作剪切厚度小于6．4mm帶鋼的定尺飛剪，刀片在剪切區(qū)域作近似于平移的運動，剪切斷面質(zhì)量較好。上刀架l在“點2”與主曲柄軸8相鉸接，下刀架2通過套式連桿4與空套在主曲柄軸8上的內(nèi)偏心套5、外偏心套6相連。下刀架可在上刀架的滑槽中滑動。上下刀架與主曲柄軸連接處的偏心距為，偏心位置相差180°當(dāng)主曲柄軸8轉(zhuǎn)動時，上下刀架作相對運動，完成剪切動作。在主曲柄軸8上，還有一個偏心。此偏心通過連桿12與搖桿10的軸頭11相連，而搖桿9那么通過連桿3在“點l”與上刀架相連。因此，當(dāng)主曲柄軸8轉(zhuǎn)動時，通過連桿12、搖桿l0、9和連桿3使上下刀架作往復(fù)擺動，使剪切時刀片水平分速度與軋件速度相等。如果內(nèi)、外偏心套5和6與主曲柄軸同速轉(zhuǎn)動，那么主軸每轉(zhuǎn)一周剪切一次；如果不是同速轉(zhuǎn)動，而是通過變速裝置分別以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，可以實現(xiàn)空切。第二節(jié)剪切長度調(diào)整根據(jù)工藝要求，飛剪要將軋件剪切成規(guī)定長度，因此，對于定尺飛剪，要求剪切長度能夠調(diào)整。將軋件送往飛剪進(jìn)行剪切，通常是用專門的送料輥(圖9—7)或最后一架軋機的軋輥進(jìn)行的。如果軋件運動速度為常數(shù)，而飛剪每隔秒剪切一次，那么被剪下的軋件長度為(9—2)即被剪下的軋件長度等于在相鄰兩次剪切間隔時間內(nèi)軋件昕走過的距離。當(dāng)為常數(shù)時，剪切長度與間隔時間成函數(shù)關(guān)系。式(9一2)就是飛剪凋長的根本方程。由此可見，只要改變相鄰兩次剪切間隔時間，便可得到不同的剪切長度。對于不同工作制度的飛剪，改變兩次剪切間隔時間的方法也不同。一、起開工作制飛剪的調(diào)長起開工作制飛剪用于剪切軋件的頭部、尾部和剪切長度較長而速度較低的軋件。飛剪的起動和制動是自動進(jìn)行的。當(dāng)軋件頭部作用于裝設(shè)在飛剪后的光電管或機械開關(guān)(圖9—8)時，飛剪便自動起動。軋件的定尺長度按下式確定(9—3)式中一一光電管與飛剪問的距離；——飛剪由起動到剪切的時問。在調(diào)節(jié)定尺長度時，通常不采用移動光電管位置的方法(即改變值)，而是通過時間繼電器來改變時間。為了使軋件被切下局部末端不阻礙光電管在下次剪切時再次發(fā)生作用，必須使軋件被剪下局部與剩余局部之間有一定的間隙，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)小于，此時，光電管就需要放在飛剪的前面(圖9—86)，此時軋件剪切長度為(9—4)顯然，只有在兩次剪切問隔時間內(nèi)能保證完成飛剪的起動和制動時，飛剪才能采用起開工作制。起開工作制的飛剪刀片運動路線有兩種情況，圖9—9表示刀片作簡單路線運動，刀片由初始位置1起動，加速轉(zhuǎn)動到剪切位置2時到達(dá)了軋件運動速度，進(jìn)行剪切，切斷后飛剪制動，能使刀片停在仞始位置1。而速度高和轉(zhuǎn)動慣量大的飛剪，通常在一轉(zhuǎn)內(nèi)來不及完成起動和制動要求，聰口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停止。此時就需要采用較為復(fù)雜的運動路線(圖9—9)：刀片由初始位置l起動，加速轉(zhuǎn)動到剪切位置2時，到達(dá)軋件運動速度進(jìn)行剪切。切斷后，刀片在2～3段內(nèi)制動，并由位置3低，速反轉(zhuǎn)至初始位置l停止，準(zhǔn)備下次剪切。二、連續(xù)工作制飛剪調(diào)長在軋件運動速度較高的情況下，用于剪切定尺長度的飛剪一般都采用連續(xù)工作制。假設(shè)以表示每剪切一次刀片(或飛剪主軸)所轉(zhuǎn)的圈數(shù)，那么此時剪下的軋件定尺長度按根本方程可表示為(9—5)式中—一飛剪主軸轉(zhuǎn)一圈的時間；——飛剪主軸或刀片轉(zhuǎn)速；——在相鄰兩次剪次間隔時間內(nèi)，飛剪主軸或刀片所轉(zhuǎn)的圈數(shù)，稱為空切系數(shù)或倍尺系數(shù)。如以送料輥直徑和轉(zhuǎn)速來表示軋件運動速度，那么式(9—5)改為(9—6)由以上二式可見，當(dāng)或一定時，連續(xù)工作制飛剪剪切的定尺長度取決于刀片的轉(zhuǎn)速和空切系數(shù)。因而軋件剪切長度的調(diào)節(jié)，可采用兩種方法，即改變刀片的轉(zhuǎn)速和改變空切系數(shù)。1．改變飛剪主軸轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)剪切長度當(dāng)?shù)镀乃椒炙俣扰c軋件運動速度相等且空切系數(shù)=1時，飛剪剪下的軋件長度稱為根本長度，而與之對應(yīng)的飛剪主軸轉(zhuǎn)速稱為根本轉(zhuǎn)速咒，。根據(jù)前兩式可寫出根本長度的公式為=(9—7)或=(9—8)對于由單獨電動機驅(qū)動的飛剪調(diào)長時，改變飛剪主軸轉(zhuǎn)速可通過改變飛剪電動機轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。一般電動機的調(diào)速范圍為1～2倍，那么飛剪主軸轉(zhuǎn)速可在以下范圍內(nèi)變化=(I～2)(9—9)或=(1～0．5(9～10)由式(9—5)和式(9—7)可知，軋件剪切長度的調(diào)節(jié)范圍為／=(9—11)考慮飛剪主軸轉(zhuǎn)速的調(diào)速范圍后，貝4／=(1～0．5)(9—12)或／=(1～2)(9—13)式(9—12)和式(9—13)所示的剪切長度調(diào)節(jié)范圍，可分別用圖9—10中的斜直線0A與0C間和0A與0B間所示的粗線段來表示。由式(9—13)可見，當(dāng)=1時，=(1～2)，由此可知，不改變時，降低主軸轉(zhuǎn)速可增大切長，但調(diào)節(jié)范圍較小，而改變時，那么可成倍增大切長。當(dāng)飛剪與送料輥用同一臺電動機驅(qū)動時，飛剪主軸轉(zhuǎn)速的改變就不能通過改變電動機轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。如將式(9—6)中的送料輥轉(zhuǎn)速和飛剪主軸轉(zhuǎn)速，以電動機轉(zhuǎn)速及其相應(yīng)的傳動比來表示，那么得式中——電動機至送料輥的傳動比；一一電動機至飛剪主軸的傳動比。由式(9—14)可知，此時要調(diào)節(jié)切長，可改變兩傳動比與的比值。顯然，如因調(diào)長需要而改變送料輥傳動比時，電動機轉(zhuǎn)速也要作相應(yīng)的調(diào)整，以保證軋件運動速度不改變。2．改變空切系數(shù)來調(diào)節(jié)切長改變空切系數(shù)的機構(gòu)稱為空切機構(gòu)?？涨袡C構(gòu)的類型很多，但從實現(xiàn)空切的方法上看，根本上可分為兩類：1)改變飛剪上下兩個主軸角速度的比值，以改變上下兩刀片相遇的次數(shù)實現(xiàn)空切來調(diào)長。例如，在圖9—6所示的IHI擺式飛剪中，在上刀片運動軌跡不變的情況下，用改變下刀內(nèi)、外偏心套轉(zhuǎn)速的方法，以改變下刀的運動軌跡，如圖9—11所示。其中，圖9一11為無空切時刀片軌跡，上下刀片每圈都相遇，空切系數(shù)=l；圖為=2時的刀片軌跡圖，由于下刀片軌跡的改變，飛剪主軸轉(zhuǎn)兩圈后，上下刀片才在剪切位置相遇；圖是=4時的刀片軌跡圖，飛剪主軸轉(zhuǎn)四圈，上下刀片相遇一次。而符滾筒式飛剪上，可用改變上下兩滾簡直徑的比值來實現(xiàn)空切。如分別為l、1／2、1／3、1／4……時，那么小滾筒每轉(zhuǎn)一圈剪切一次、每轉(zhuǎn)兩圈剪切一次，……，由此可得相應(yīng)的值為1、2、3、4……。但是由于這些比值使上下滾簡直徑相差太大，在使用上很不方便。實際上作成以下比值=l／l、1／2、2／3、3／4、4／5、……同樣可以得到相應(yīng)的值：l、2、3、4、5、……。應(yīng)該指出，在改變上下滾筒直徑的同時，其相互嚙合的上下兩同步齒輪也作相應(yīng)改變。此外，通過改變滾筒上刀片的數(shù)目也可改變空切系數(shù)。例如在碎邊剪機上，在滾筒上就裝了多對刀片，如為兩對刀片，那么每半轉(zhuǎn)剪切一次，=1／2。2)不改變兩主軸速比，只改變刀片運動軌跡，使上下兩刀片不是每轉(zhuǎn)都相遇以實現(xiàn)空切。例如在鹽柄回轉(zhuǎn)杠桿式飛剪上，當(dāng)空切機構(gòu)投入工作后，刀片的軌跡如圖9一12所示。其中，圖以為無空切時刀片軌跡，圖6為K=2時的刀片軌跡圖。在設(shè)計飛剪時，為了得到較大范圍的切長調(diào)節(jié)，在定尺飛剪上一般都能同時改變飛剪主軸轉(zhuǎn)速和空切系數(shù)，其切長調(diào)節(jié)范圍如前所述，已表示在式(9一12)、(9一13)和圖9—10中。三、勻速機構(gòu)當(dāng)采用改變飛剪主軸轉(zhuǎn)速來調(diào)長時，那么會出現(xiàn)刀片與軋件速度不同步，為了保證能在剪切瞬時刀片水平分速度與軋件運動速度一致，在飛剪中必須設(shè)置勻速機構(gòu)(或稱同步機構(gòu))。飛剪的勻速機構(gòu)根本上可分為兩類：1)飛剪主軸作不等速運動的勻速機構(gòu)，如雙曲柄勻速機構(gòu)、橢圓齒輪勻速機構(gòu)；2)飛剪主軸作等速運動的勻速機構(gòu)，如徑向勻速機構(gòu)。1．雙曲柄勻速機構(gòu)圖9一13表示帶雙曲柄勻速機構(gòu)的飛剪簡圖。電動機l通過減速機2使主動搖桿3始終以等速旋轉(zhuǎn)，通過雙曲柄軸4帶動從動搖桿5，從而驅(qū)動飛剪主軸6旋轉(zhuǎn)。雙曲柄軸4的兩端兩個曲柄A和B(曲柄外套有滑塊)分別在搖桿3和搖桿5的滑槽中滑動。雙曲柄軸的位置可調(diào)，可按需要調(diào)節(jié)偏心距。當(dāng)=0時，主動搖桿以等速旋轉(zhuǎn)，從動搖桿和飛剪主軸也以相同的角速度等速旋轉(zhuǎn)。設(shè)此時刀片的轉(zhuǎn)速為根本轉(zhuǎn)速(圖9—14之直線1)，剪下的軋件長度為根本長度。如要增加剪切長度，那么應(yīng)降低主動搖仟轉(zhuǎn)速，如圖9—14之直線2，實際上，刀片的平均轉(zhuǎn)速在=(1～0．5)范圍內(nèi)變化．與此相應(yīng)的剪切長度凋節(jié)范圍(當(dāng)=1時)為=(1～2)

在降低飛剪主軸轉(zhuǎn)速的同時，為了保證在剪切時刀片的瞬時速度與軋件速度相一致，就需要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整雙曲柄軸偏心距值。改變值后(>0)，在主動搖桿以等速旋轉(zhuǎn)時，從動搖桿(刀片主軸)那么以變角速度旋轉(zhuǎn)(圖9—14中的曲線2′)使之在最大角速度到達(dá)同步速度時進(jìn)行剪切，如圖中=360°時的位置。具有這類勻速機構(gòu)的飛剪，通常不剪切小于根本長度的定尺，因為剪切長度小于根本長度時，刀片的平均速度要高于根本轉(zhuǎn)速，這就使剪切在刀片的最小瞬時速度下進(jìn)行(見圖9—14的虛線)。這樣，在剪切時刀片減速，不能利用飛剪飛輪力矩的能量。設(shè)主動搖桿的勻角速度為：，雙曲柄軸的曲柄A從主動搖桿處獲得圓周速度曲柄B以速度(=)推動從動搖桿，使之獲得角速復(fù),按雙曲柄機構(gòu)原理(圖9—13b)圖中之幾何關(guān)系，可推導(dǎo)出從動搖桿5(即刀片主軸)的角速度為(9—15)式中——滑塊B的瞬時線速度；,——滑塊A和滑塊B在滑槽中的旋轉(zhuǎn)半徑，=A，=B；——主動搖桿轉(zhuǎn)角；——從動搖桿轉(zhuǎn)角；——滑塊B在搖桿5滑槽中的旋轉(zhuǎn)半徑01B(即R2)與曲柄臂OB(設(shè)曲柄臂長為)之間的夾角。式(9—15)即為飛剪主軸瞬時角速度的變化規(guī)律(如圖9—14中的曲線)。當(dāng)=0，=0，=0時，=，=(9—16)按式(9—11)在=1時，以角速度代替，以代替，且當(dāng)=時，可同步剪切，那么得將式(9—16)之比值關(guān)系代入上式，那么得因此，當(dāng)需要軋件剪切長度為時，可按下式適當(dāng)調(diào)節(jié)偏心距2．橢圓齒輪勻速機構(gòu)圖9—15為一對橢圓齒輪，根據(jù)橢圓齒輪嚙合原理，當(dāng)主動橢圓齒輪以等速旋轉(zhuǎn)時，其共軛橢圓齒輪從動軸的轉(zhuǎn)速在360°一周內(nèi)呈周期變化。如圖9一15所示，橢圓齒輪的節(jié)圓曲線方程為而橢圓齒輪的偏心率為式中——主動橢圓齒輪節(jié)圓曲線半徑；——主動橢圓齒輪的轉(zhuǎn)角；——橢圓的長半軸；——橢圓的短半軸；——橢圓對稱中心線焦點的距離。因+=2，那么被動橢圓齒輪節(jié)圓曲線半徑為當(dāng)主動橢圓齒輪以等角速度旋轉(zhuǎn)時，那么被動橢圓齒輪的變角速度可用下式表示當(dāng)=0時，為最小，即為當(dāng)=180°時，為最大，即為如果～之間的值能滿足軋件定尺長度剪切所要求的最大和最小剪切速度時，此共軛橢圓齒輪即可作為飛剪的勻速機構(gòu)。為了保證嚙合運動平滑，比值／通常不超過4(某廠的滾筒式哈爾登定尺飛剪此比值取為2．8)。如軋件需剪切的定尺長度時，先確定從動齒輪(即刀片主軸)平均角速度(等于，即圖9—16中的直線1)，由于被動橢圓齒輪的角速度呈周期變化(圖9—16中曲線2)，其值與主動橢圓齒輪轉(zhuǎn)角有關(guān)。根據(jù)勻速要求，應(yīng)使剪切時飛剪主軸的瞬時角速度等于根本角速度，即滿足下式要求

橢圓齒輪嚙合位置的轉(zhuǎn)角要加以調(diào)整，使在剪切軋件時兩橢圓齒輪在轉(zhuǎn)角處嚙合(圖9—16)。因此，需在飛剪主軸與橢圓齒輪勻速機構(gòu)之間裝設(shè)離合器。調(diào)整時，先將飛剪上下刀片停在剪切位置，然后使離合器脫開，將主動橢圓齒輪轉(zhuǎn)到的轉(zhuǎn)角后，再將離合器合上即可。上述的雙曲柄和橢圓齒輪勻速機構(gòu)，由于飛剪主軸速度不均勻，在飛剪中會產(chǎn)生較大的動力矩，需增加飛剪電動機功率和飛輪力矩。目前有以徑向勻速機構(gòu)取代雙曲柄勻速機構(gòu)的趨向。3．徑向勻速機構(gòu)在軋件運動速度不變情況下，要改變定尺長度，必須改變飛剪主軸轉(zhuǎn)速。徑向勻速機構(gòu)是在飛剪主軸作等速運動時，能使刀片的軌跡半徑(即曲柄半徑)相應(yīng)地在和范圍內(nèi)變化(圖9—17)，來保證剪切時刀片水平分速度與軋件運動速度一致。假設(shè)近似地以刀片圓周速度鈔作為刀片的水平分速度，那么剪切時刀片與軋件運動速度的同步關(guān)系可表示為由此得(9—26)式中——刀片軌跡半徑；——飛剪主軸轉(zhuǎn)速。當(dāng)空切系數(shù)=1時，剪切軋件的定尺長度為=(9—27)設(shè)=1、=時軋件的定尺長度為根本長度，此時，飛剪主軸轉(zhuǎn)速為根本轉(zhuǎn)速，那么由上兩式可得為了減小定尺長度，就要增大飛剪主軸轉(zhuǎn)速禮，同時要相應(yīng)地減小刀片軌跡半徑。飛剪主軸轉(zhuǎn)速的變化范圍為=(j～2)，與之相應(yīng)的刀片軌跡半徑就應(yīng)在R=(1～0．5)范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)節(jié)。由式(9～27)和式(9—29)可得剪切軋件的定尺長度調(diào)節(jié)范圍為=(1～0．5)或／=(1～0．5)(9—30)式(9—30)所表示的定尺長度調(diào)節(jié)范圍，用圖9一10表示那么在直線0A與0C之間。采用徑向勻速機構(gòu)克服了雙曲柄勻速機構(gòu)的缺點，飛剪的動力特性較好。但是，徑向勻速機構(gòu)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。第三節(jié)飛剪機結(jié)構(gòu)飛剪一般應(yīng)包括剪切、調(diào)長、勻速、剪刃間隙調(diào)整和傳動系統(tǒng)等機構(gòu)。其中剪切機構(gòu)、剪切長度調(diào)整機構(gòu)(空切機構(gòu)和變速機構(gòu))、勻速機構(gòu)是決定飛剪特點的三個主要機構(gòu)。常見的飛剪結(jié)構(gòu)類型較多，下面分別介紹幾種不同類型飛剪的工作原理與結(jié)構(gòu)特點。一、雙滾筒切頭飛剪圖9—18所示雙滾筒切頭飛剪裝設(shè)在1700熱連軋機精軋機組前面，用來剪切軋件的頭部和尾部，由于只用來切頭、切尾，故沒有設(shè)置切長調(diào)整機構(gòu)和勻速機構(gòu)。飛剪的剪切機構(gòu)由各裝著兩把刀片的兩個相對轉(zhuǎn)動的滾筒組成。每個滾筒上的兩把刀片15刃口皆為弧形，其圓弧半徑為19329．4mm。每把刀片用8個螺栓和壓板固定于滾筒的槽口中，一個滾筒上的兩把刀片位置相差180°。切頭刀片可使軋件端部呈外凸圓弧形，以減少軋件咬入時的沖擊負(fù)荷。切尾刀片使軋件尾部也呈外凸圓弧形，以減少軋后軋件的魚尾長度。刀片A、B分別用來剪切頭尾，其運動路線如圖9一19所示。不剪切時，刀片停在水平位置。當(dāng)軋件需要切頭時，飛剪起動使刀片A旋轉(zhuǎn)90°進(jìn)行剪切，滾筒轉(zhuǎn)動180°制動停止。需要切尾時，由于此時軋件運動速度比切頭時要大，因而切尾時刀片B的角位移要大于90°。飛剪起動后先使?jié)L筒反轉(zhuǎn)一定角度，再正轉(zhuǎn)進(jìn)行切尾，切尾后刀片旋轉(zhuǎn)到水平位置制動停止。上下兩滾筒采用四列圓柱滾動軸承。由圖9—18可知，裝在滾筒軸傳動端的同步齒輪5為斜齒輪，故在操作側(cè)裝有雙向止推軸承，承受軸向力。為了便于快速更換刀片，軸承座14采用整體式。當(dāng)要更換刀片時，先松開壓緊楔塊8，然后由更換滾筒裝置(類型更換軋輥裝置)將軸承座與滾筒一起從飛剪機架窗口中拉出并橫移，再將另一套已裝配好并已調(diào)整好刀片側(cè)隙的滾筒和軸承座推入機架，用壓緊楔塊8將軸承座壓緊。這一結(jié)構(gòu)型式的另一優(yōu)點是機架不承受剪切力。機架采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。刀片側(cè)間隙調(diào)整裝置示于圖9—20，這是下滾筒操作側(cè)端部放大圖。止推軸承內(nèi)座圈通過端蓋6與軸套固定在滾筒軸承壓蓋2的端部，止推軸承外座圈那么安裝在帶螺桿的軸承套3內(nèi)，并通過端蓋11和螺栓固定。帶螺桿的軸承套3安裝在帶外螺紋的中間套筒1內(nèi)。中間套筒1的外螺紋與外套筒4的內(nèi)螺紋相嚙合。而外套筒4那么套裝在軸承套3的螺桿上，并用螺母將其固定。為了消除外套筒4與中間套筒1之間的螺紋間隙，在外套筒4端面裝有四個鎖緊螺釘8。上下滾筒的同步齒輪由于采用斜齒輪傳動，當(dāng)一個斜齒輪作軸向移動時，必然推動與其相嚙合的另一個斜齒輪作相應(yīng)的角位移，使一個滾筒相對另一個滾筒轉(zhuǎn)動一個角度，從而改變上下滾筒刀片之問的側(cè)間隙。顯然，在調(diào)整刀片側(cè)問隙時，要先松開鎖緊螺釘8，再轉(zhuǎn)動外套筒4。由于中間套筒1固定在軸承座上，外套筒4就相對中間套筒1作軸向移動，并通過軸承套3、端蓋11和滾筒軸承壓蓋2帶動滾筒及徑向滾動軸承內(nèi)座圈一起作軸向移動，實現(xiàn)刀片側(cè)間隙調(diào)整。刀片側(cè)間隙調(diào)整后，還要使刀片圓弧對齊。這是通過松開刀片固定螺栓后，沿軸向移動刀片來實現(xiàn)的。由于在滾筒上裝有兩把刀片，而當(dāng)一對刀片用上述方法調(diào)整好側(cè)間隙后，就不允許滾筒再有軸向移動，故另一對刀片側(cè)間隙的調(diào)整只能用增減墊片的方法來調(diào)整。刀片側(cè)間隙的調(diào)整和測量是在機架外進(jìn)行的。齒輪傳動假設(shè)在無側(cè)間隙情況下工作，可減少和消除沖擊負(fù)荷。此飛剪上下滾筒的同步齒輪是通過加長齒寬和提高齒輪加工精度來消除齒隙影響的。在某些飛剪上，為了改善上下滾筒同步齒輪的工作性能，被動軸上齒輪往往采用主副齒輪結(jié)構(gòu)。如圖9—21所示，從動軸上齒輪作成主副齒輪，主齒輪1與軸用鍵固定，而副齒輪2那么與主齒輪1的輪轂滑動配合。主副齒輪通過壓裝在主齒輪輪轂上的銷釘5及壓裝在副齒輪上的銷釘6與彈簧4相聯(lián)，主副齒輪l和2同時與裝在主動軸上的齒輪3嚙合。在彈簧4的作用下，使主齒輪和副齒輪的齒面，分別壓在主動軸齒輪3的工作面與非工作面上，這就保證了上下滾筒的同步齒輪在無側(cè)隙下工作。二、雙臂桿飛剪1．飛剪結(jié)構(gòu)與剪切過程圖9—22所示為一臺小型軋鋼車間用雙臂桿飛剪，用來把30mm以下的成品棒材于進(jìn)入冷床前進(jìn)行分段剪切。飛剪主要由主電機(帶測速發(fā)電機與通風(fēng)機)、齒輪箱、雙臂桿剪切機構(gòu)、氣路系統(tǒng)等部件組成，它們安裝在共同的底座上。高速軸上帶有飛輪，與主電機4(55kW、750r／min、Z2102直流電機)相連接，作連續(xù)運轉(zhuǎn)。高速軸上小齒輪與固定在空心軸13右端的大齒輪相嚙合，空心軸左端裝有氣動離合器?？招妮S通過滾針軸承空套在下轉(zhuǎn)軸12上。上轉(zhuǎn)軸10的左端裝有氣動制動器8(制動器外殼用定位銷緊固在飛剪齒輪箱上)及接近開關(guān)7，上下轉(zhuǎn)軸間用=l的兩齒輪嚙合，兩轉(zhuǎn)軸右端裝有帶有剪切刀片的雙臂桿，作轉(zhuǎn)動剪切。刀片回轉(zhuǎn)半徑390mm，剪切速度為4～12m／s。飛剪起動后，主電機經(jīng)減速齒輪帶動離合器外殼處于連續(xù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)。剪切時由飛剪前面的熱金屬檢測器發(fā)出剪切信號給電磁閥，然后按以下程序完成一個剪切周期：電磁閥(接通)一氣動制動器8(翻開)一氣動離合器14(合上)一齒輪、轉(zhuǎn)軸、一雙臂桿轉(zhuǎn)動、實現(xiàn)剪切；切斷后，上轉(zhuǎn)軸左端的接近開關(guān)發(fā)出信號指令電磁閥換向；電磁閥(換向)一離合器(翻開)一制動器(合上)，一雙臂桿迅速而準(zhǔn)確的制動在原始位置上。飛剪的剪切速度必須保證大于軋件速度，由調(diào)整主電機的轉(zhuǎn)數(shù)來實現(xiàn)。剪刀片的原始位置按軋制速度的變化隨時調(diào)整，操作方法是調(diào)整接觸開關(guān)的感應(yīng)片位置。飛剪在運行過程中全部實行自動操作與控制，每條軋件除了切頭由熱金屬檢測器指令進(jìn)行外，其余分段剪切均由延時繼電器自動延時進(jìn)行。2．氣動離合器氣動離合器與氣動制動器的結(jié)構(gòu)根本相同，它們都由外殼內(nèi)的內(nèi)、外摩擦片，隔熱板和氣囊等局部組成(圖9—23)。氣囊3為一空心扁圓斷面的膠皮圓環(huán)，一端與氣路聯(lián)接，另一面緊貼隔熱板9。外摩擦片11圓周上帶外齒，與外殼4的內(nèi)齒嚙合，內(nèi)摩擦片10帶內(nèi)齒，與空心軸上以鍵固定的齒套8相嚙合。當(dāng)氣囊充氣(壓縮空氣)時，壓緊內(nèi)、外摩擦片，通過摩擦力傳遞轉(zhuǎn)動力矩。為了排氣迅速及消除噪音，在氣囊和氣路連接處裝有快速排氣閥2和消聲器1。此外，在回轉(zhuǎn)通風(fēng)接頭7上，還可通冷卻風(fēng)，用以改善摩擦片的散熱條件。三、施羅曼(曲柄搖桿式)飛剪慣性力大的固有特性，限制了擺式飛剪剪切速度的提高。為了克服這一缺點，施羅曼公司對擺式飛剪從結(jié)構(gòu)上作了改良，把上刀架與主動曲柄相連，并增設(shè)了平衡慣性力的配重。這種改良后的飛剪稱為曲柄搖桿擺式飛剪或施羅曼飛剪，是一種結(jié)構(gòu)緊湊的新型帶鋼定尺飛剪。裝設(shè)在連續(xù)式冷軋帶鋼車間橫切機組中的飛剪系統(tǒng)，除飛剪本體外還包括輸入設(shè)備。帶鋼由側(cè)導(dǎo)向輥對中，并引導(dǎo)進(jìn)入矯直機，矯直后的帶鋼經(jīng)定尺夾送輥與皮帶導(dǎo)板臺送入飛剪剪切。各設(shè)備之間的速度調(diào)整都是自動進(jìn)行的。定尺夾送輥與飛剪均裝有脈沖發(fā)送器。這兩個脈沖信號同時輸入自動控制系統(tǒng)進(jìn)行比擬，根據(jù)信號比擬結(jié)果，可通過液壓馬達(dá)微調(diào)夾送輥速度，以獲得高精度的剪切定尺長度。此飛剪實現(xiàn)了全部自動化操作，根據(jù)剪切定尺長度要求(數(shù)字輸入)，由計算機計算并調(diào)整飛剪各有關(guān)參數(shù)(飛剪與定尺夾送輥間速比、曲柄半徑、空切次數(shù)等)。這些調(diào)整工作是在飛剪停止運轉(zhuǎn)、剪刃處于剪切位置時進(jìn)行的。各項參數(shù)調(diào)整好以后，便有信號顯示，通知飛剪可以起動進(jìn)行剪切。除自動化系統(tǒng)外，還設(shè)有手動操作系統(tǒng)。1．剪切機構(gòu)此飛剪的剪切機構(gòu)簡圖表示在圖9—24上，上刀架1與下刀架2通過樞軸4連接起來，樞軸4有調(diào)整剪刃側(cè)間隙的偏心()。下刀架(即搖桿)以為中心擺動。下刀架的擺動中心處裝有空切用液壓偏心套5及空切用機械偏心軸6。曲柄3的半徑是可調(diào)的，為最小半徑，為最大半徑。通過改變曲柄轉(zhuǎn)速與半徑大小的方法得到不同剪切定尺長度(即采用徑向勻速的方法)。曲柄3以為中心旋

轉(zhuǎn)，通過樞軸4帶動下刀架2以為中心擺動，當(dāng)不空切時，剪切機構(gòu)為曲柄搖桿四桿機構(gòu)(圖9—24)，此時上下剪刃按簡單的軌跡運行剪切軋件。剪刃側(cè)間隙可通過調(diào)整裝置7，轉(zhuǎn)動聯(lián)接上下刀架的偏心樞軸4來調(diào)整。2．勻速機構(gòu)圖9—25為曲柄搖桿擺式飛剪機組成局部示意圖，其曲柄半徑可以通過調(diào)整裝置改變其大小。調(diào)整裝置由液壓馬達(dá)及蝸輪減速機傳動。飛剪的徑向勻速調(diào)整裝置如圖9—26所示，曲柄半徑R的大小決定于偏心EK與EL的相位角。當(dāng)EL轉(zhuǎn)動75°時，那么曲柄半徑自減小為。

在圖9—26a中，當(dāng)上剪刃處于下極限位置時，定位油缸1的活塞下降使輥子推人定位凸輪2的凹槽內(nèi)，使曲柄軸3定位。接通液壓管路a，推動柱塞圓盤4向右靠；接通液壓管路c，推動帶孔圓盤5向右靠，徑向齒輪離合器6脫開，此時帶孔圓盤5已與柱塞圓盤4由聯(lián)接銷軸7連接成整體。液壓馬達(dá)通過蝸輪減速機及小齒輪8帶動內(nèi)齒圈9，從而使柱塞圓盤與帶孔圓盤以o8為圓心旋轉(zhuǎn)一定角度(即轉(zhuǎn)動偏心EL，改變EK與EL間的相位角)，直到符合定尺長度所要求的曲柄半徑為止。半徑調(diào)位以后，接通液壓管路b、d使聯(lián)接銷軸7脫開，徑向齒輪離合器6合上，定位油缸1的活塞上升，輥子退出凸輪2的凹槽，飛剪處于可工作狀態(tài)。只調(diào)勻速機構(gòu)(相應(yīng)改變主軸轉(zhuǎn)速)，得到的定尺長度調(diào)節(jié)范圍較小，按式(9—30)為：L=(0．5～1)Lj即L=0．5～lm3．空切機構(gòu)當(dāng)剪切定尺長度超過根本定尺長度后，就需要用空切機構(gòu)來到達(dá)剪切倍尺長度的要求?？涨袡C構(gòu)由空切機械偏心和空切液壓偏心兩套機構(gòu)組成。當(dāng)空切機構(gòu)都投入工作，剪切機構(gòu)就成為六桿機構(gòu)(圖9—24c)。

如圖9—25所示，空切機械偏心軸由飛剪電動機通過傳動齒輪與空切變速齒輪箱15傳動。當(dāng)離合器推向左面時，曲柄與空切偏心軸的轉(zhuǎn)速比為2:l，此時曲柄轉(zhuǎn)兩圈剪切一次，郎剪切長度為兩倍根本長度；當(dāng)離合器推向右面時，曲柄軸與空切偏心軸的轉(zhuǎn)速比為4:1，此時曲柄轉(zhuǎn)四圈剪切一次，即剪切長度為四倍根本長度。由于機械偏心O3是繞O2，旋轉(zhuǎn)的，當(dāng)O3轉(zhuǎn)到最低點時，下刀架下降是不能剪切的。當(dāng)剪切長度超過四倍定尺長度時，液壓偏心投入工作。由旋轉(zhuǎn)液壓缸19使偏心套22以O(shè)3為中心往復(fù)轉(zhuǎn)動150°，旋轉(zhuǎn)液壓缸的運動根據(jù)剪切長度所需要的空切次數(shù)，由電氣聯(lián)鎖控制(圖中18為仿型器，即旋轉(zhuǎn)凸輪開關(guān))。由于下刀架固定在偏心套上，當(dāng)偏心套的中心O4繞O3旋轉(zhuǎn)而下降時，下刀架也隨之下降，因而土-下剪刃不會相遇，即不能剪切。由此可見，無淪機械偏心還是液壓偏心，只要其中任何一個未處于最高位置，飛剪就只能空切。液壓偏心也投入工作，可實現(xiàn)8倍切或16倍切，故此飛剪實際剪切定尺范圍為0．5～16m。四、哈爾登滾筒式定尺飛剪圖9—27、9～28所示為哈爾登滾筒式定尺飛剪，裝設(shè)在1700冷連軋廠電鍍錫機組中，用來將厚度為0．12～0．55mm、寬1050mm的鍍錫帶鋼剪切成定尺長度為400～1200mm的板材。剪切精度可達(dá)±0．8mm。1．結(jié)構(gòu)組成(圖9—27)滾筒式定尺飛剪主要由剪機本體和送料矯直機9兩大局部組成，其中包括主傳動變速箱2和矯直機傳動箱以及無級變速器12，都裝在一個整體底座上。附屬局部包括自動干油站8和稀油潤滑系統(tǒng)14以及潤滑油冷卻器15等。直流主電動機1經(jīng)主傳動變速箱2通過其輸出端的離合器5與上下滾筒分配齒輪6相接，分別帶動上下滾筒。送料矯直機由十三

個矯直輥和兩對送料輥組成，皆由矯直機齒輪分配箱傳動。2．切長調(diào)整哈爾鼙飛剪沒有空切機構(gòu)，而且飛剪本體和送料矯直機共用一臺直流電動機驅(qū)動，剪切長度L只能通過調(diào)節(jié)滾筒轉(zhuǎn)速和軋件夾送速度采實現(xiàn)。由公式(9一14)(式中應(yīng)為1)可知，改變電機至滾筒軸的傳動比與電機至送料輥的傳動比的比值，就可改變剪切長度。飛剪有三個手柄J-1、A、J，以長拉桿操縱主傳動變速箱內(nèi)的齒輪離合器，改變變速齒輪的位置。三個手柄可分別位于1、2、3、4；A或B；X或Y不同的位置，不同的組合得到不同的長度。如改變變速檔J-1(1、2、3、4)，可使電機

至滾筒軸的速比得到四個不同的值；通過改變變速檔A(A、B)和J(X、Y)，可使電機至送料輥的速比in得到四個不同的值，因此／0有16個比值，即可剪切16種定尺長度(相當(dāng)于粗調(diào))。為了實現(xiàn)無級調(diào)整剪切定尺長度(相當(dāng)于細(xì)調(diào))，在電機至送料輥的傳動系統(tǒng)中，設(shè)置了差動輪系和鏈?zhǔn)綗o級變速器(P、I、V)12。由差動輪系的原理可知(9—31)式中——輸出軸角速度；——輸入軸角速度；——轉(zhuǎn)架的角速度，當(dāng)其方向與方向相反時取正號，反之取負(fù)號。只要變化差動輪系轉(zhuǎn)架的轉(zhuǎn)速，就可改變送料輥轉(zhuǎn)速，即改變了0。帶動轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)動的無級變速器可在一定范圍內(nèi)無級變化轉(zhuǎn)架的轉(zhuǎn)速，因此可以無級改變0，微調(diào)每一個0，即可將每一個定尺長度擴展為一個尺寸段。手柄位置實際上采用了11種組合，即得到11個尺寸段。這樣，在剪切定尺長度L=400～1200mm范圍內(nèi)，可以任意調(diào)整剪切長度。手柄位置的不同組合，其相應(yīng)的剪切長度范圍如表9—l所示。

3．勻速機構(gòu)用上述方法改變剪切長度后，必定出現(xiàn)軋件夾送速度與剪刃剪切瞬時水平分速度不一致，因此，哈爾登飛剪采用r橢圓齒輪作為勻速機構(gòu)，以保證同步剪切軋件。調(diào)整過程如下(見圖9—2