李英存，張立坤

（1. 邯鄲鋼鐵集團(tuán)連鑄連軋廠，河北 邯鄲 056000；2. 邯鄲鋼鐵集團(tuán)技工學(xué)校，河北 邯鄲 056000）

我們分兩部分來介紹擺式剪系統(tǒng)：系統(tǒng)組成和控制原理。

1 系統(tǒng)組成

整個(gè)擺式剪控制系統(tǒng)由很多部分組成，是機(jī)械、電氣、液壓的綜合體。擺式剪本體主要由下列設(shè)備構(gòu)成：擺式剪主電機(jī)（H01 MSL）、飛輪和抱閘/離合單元（U30）、減速箱（H01 BWL）、偏心軸、上下剪刃、擺框（H03）、壓下輥（hold down roller）、水平輥（levelling roller）、入口輥（entry roll）、傳送輥（transport roller）、出口輥（exit roller）。除此以外，還有為擺式剪提供動力的主液壓站、抱閘/離合液壓站以及提供潤滑的擺式剪稀油潤滑系統(tǒng)。下面我們來詳細(xì)介紹各組成部分的作用：

1.1 擺式剪主電機(jī)和飛輪

擺式剪主電機(jī)和飛輪為擺式剪的切割動作提供動力，正常情況下，電機(jī)帶動飛輪恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，切割時(shí)，靠飛輪積攢的慣性完成切割動作，減輕了切割動作對電機(jī)所造成的沖擊。由于電機(jī)功率很大，在電機(jī)主回路中安裝了軟啟動器用來啟動電機(jī)。

1.2 抱閘/離合單元

抱閘/離合單元位于飛輪和減速箱之間，用于使減速箱耦合到飛輪上或使二者脫離耦合并在抱閘作用下使減速箱減速直至停止。

1.3 抱閘/離合液壓站

抱閘/離合液壓站用于向抱閘/離合單元提供液壓動力，控制抱閘/離合單元的動作。當(dāng)有液壓壓力提供給抱閘/離合單元時(shí)，抱閘就會打開，同時(shí)離合器耦合，使減速箱耦合到飛輪上；當(dāng)沒有液壓壓力提供給抱閘/離合單元時(shí)，離合器打開，使減速箱和飛輪脫離耦合，而抱閘在彈簧的作用下關(guān)閉，抱住減速箱使之減速直至停止。液壓壓力的供給和切斷是通過控制兩個(gè)電磁閥而實(shí)現(xiàn)的。

1.4 減速箱、偏心軸和上下剪刃

由于上下剪刃安裝在偏心軸上，而偏心軸又和減速箱連接，所以當(dāng)抱閘/離合單元觸發(fā)后，由飛輪帶動減速箱從而帶動偏心軸旋轉(zhuǎn)，偏心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動上剪刃向下運(yùn)動，下剪刃向上運(yùn)動，從而完成切割動作（偏心軸轉(zhuǎn)動一周將完成一個(gè)切割動作）。由上述可見，我們僅僅通過控制向抱閘/離合單元提供液壓壓力的兩個(gè)電磁閥的動作便可控制擺式剪的切割動作。

我們將偏心軸動作一周的過程分為0～360 °，在偏心軸的中心軸線上安裝一個(gè)數(shù)字編碼器，用來檢測偏心軸的位置并發(fā)出相關(guān)動作指令，例如：偏心軸只有位于320～40 °之間時(shí)，才允許發(fā)出切割命令；偏心軸運(yùn)動到240～275 °之間時(shí)，發(fā)出抱閘/離合單元失壓命令（停止切割命令）以及停止擺框向前命令；偏心軸運(yùn)動到340～350 °之間時(shí)，發(fā)出擺框向后運(yùn)行命令。

1.5 擺框

由于在擺式剪執(zhí)行切割動作的過程中，鑄坯仍在以正常拉速向前行進(jìn)，因此如果在切割過程中擺式剪剪刃只是上下運(yùn)動，必然會使鑄坯撞在剪刃上，從而損壞設(shè)備，為了解決這個(gè)問題，剪刃在上下運(yùn)動的同時(shí)還必須有一個(gè)和鑄坯相同的向前的速度，而擺框就是用來解決這個(gè)問題的。

擺框能夠帶動剪刃作前后移動，擺框的前后移動是由兩個(gè)液壓缸來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)擺式剪執(zhí)行切割動作時(shí)，擺框帶動剪刃以拉鋼速度向前移動，當(dāng)切割動作完成后，擺框又帶動剪刃向后移到初始位，為下一次切割作好準(zhǔn)備。擺框只有在初始位時(shí)，擺式剪才允許啟動下一次切割動作，以免損壞設(shè)備。

1.6 壓下輥

壓下輥位于剪刃前面，能夠在液壓缸的驅(qū)動下上升和下降。壓下輥有一個(gè)位置控制系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)靠一個(gè)旋轉(zhuǎn)式數(shù)字編碼器來檢測壓下輥的位置。壓下輥的各個(gè)位置及其在切割過程中的作用如下：

（1）抬起位（最高位）：不執(zhí)行切割動作時(shí)，一直停在此位。

（2）鑄坯進(jìn)給位：用于新的澆次開始時(shí)，引導(dǎo)鑄坯頭進(jìn)入擺式剪。

（3）切割位（低于進(jìn)給位）：每次切割時(shí)，壓下輥首先移動到此位，用于在切割的過程中防止剪切處鋼坯的變形。

（4）最低位：用于新的澆次開始時(shí)，將翹起的鑄坯頭壓平，使其順利進(jìn)入剪刃。

1.7 水平輥

水平輥位于剪刃后面，有抬起位、等待位和壓下位3個(gè)位置，其主要作用是防止在切割過程中鋼坯的變形。

1.8 入口輥、傳送輥和出口輥

這幾個(gè)輥?zhàn)佣际请姍C(jī)驅(qū)動的，都是用來傳送鋼坯的。其中，入口輥和傳送輥的轉(zhuǎn)速和拉鋼速度相同，而出口輥的轉(zhuǎn)速和加熱爐第一部分輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速相同（比拉鋼速度快），用于在切割完成后將鋼坯快速送入加熱爐。

1.9 主液壓站

用于向擺框、壓下輥、水平輥的動作提供液壓動力。

1.10 擺式剪稀油潤滑系統(tǒng)

有獨(dú)立的油箱和電機(jī)，用于向減速箱提供潤滑。

2 控制原理

2.1 前提條件

只有在下列條件滿足的情況下，才能進(jìn)行擺式剪各部分的操作：①擺式剪主電機(jī)已啟動；②抱閘/離合液壓站已啟動；③擺式剪稀油潤滑站已啟動；④主液壓站已啟動。

2.2 控制方式

擺式剪各部分的動作分為手動控制和自動控制。

2.3 手動控制

在維修方式下在本地操作箱上可實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)備的單獨(dú)操作，各個(gè)設(shè)備之間沒有聯(lián)鎖。

2.4 自動控制原理

在擺式剪前面的拉矯機(jī)上安裝有增量式編碼器，用于各種鑄坯長度的計(jì)量。在澆鑄過程中，計(jì)算機(jī)不停地將HMI（Human－Machine Interface人－機(jī)接口）上預(yù)設(shè)的切割長度和走過擺式剪的實(shí)際的鑄坯長度進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)際長度＞預(yù)設(shè)長度－0.5 m時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出預(yù)切割命令；當(dāng)實(shí)際長度＞預(yù)設(shè)長度時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出切割命令。

當(dāng)接收到預(yù)切割命令時(shí)，下列設(shè)備執(zhí)行下列動作：

（1）壓下輥由抬起位降低到切割位。

（2）水平輥由抬起位降低到等待位。

當(dāng)接收到切割命令時(shí)，下列設(shè)備執(zhí)行下列動作：

（1）擺框開始以拉剛速度向前移動。

（2）為抱閘/離合單元供油的兩個(gè)電磁閥得電，使抱閘打開，同時(shí)離合器使飛輪和減速箱耦合，偏心軸開始旋轉(zhuǎn)，剪刃開始切割。

（3）偏心軸旋轉(zhuǎn)到240～275 °之間時(shí)，發(fā)出切割完成信號，該信號有兩個(gè)作用：①使為抱閘/離合單元供油的兩個(gè)電磁閥失電，從而使離合打開，抱閘關(guān)閉，偏心軸在抱閘的作用下開始減速直至停止。②使擺框停止向前移動。

（4）當(dāng)偏心軸繼續(xù)減速運(yùn)動到340～350 °之間時(shí)，發(fā)出切割末端信號，該信號有下列作用：①啟動擺框向后運(yùn)行。②使壓下輥由切割位上升到抬起位。③使水平輥由等待位降低到壓下位壓平鋼坯然后再返回到抬起位。

（5）擺框返回到初始位時(shí)靠限位開關(guān)停止。