丁殿愷

(中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司 北京 100176)

1 前言

帶鋼表面處理生產(chǎn)線向著高速、連續(xù)、高精度方向發(fā)展。通過綜合考慮，將生產(chǎn)線的速度控制在相對(duì)高的水平；通過活套、焊機(jī)的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)“無頭軋制”，連續(xù)生產(chǎn)；通過檢測(cè)原件、高精度的剪切設(shè)備實(shí)現(xiàn)高精度生產(chǎn)。焊機(jī)將上卷帶尾和下卷帶頭焊接在一起。通常在焊機(jī)后設(shè)置月牙剪和切邊圓盤剪，月牙剪切掉焊縫便于圓盤剪進(jìn)行切邊。某廠鍍錫鍍鉻生產(chǎn)線對(duì)切邊后的帶鋼寬度精度要求很高，如按常規(guī)將圓盤剪置于入口段，帶鋼經(jīng)過工藝段后，寬度會(huì)有略微變化，不能滿足要求。將圓盤剪置于出口段，影響精度的因素減少，保證了精度要求。由于帶鋼在爐子中的時(shí)間有著嚴(yán)格的要求，當(dāng)帶鋼寬度變化時(shí)，要求在帶鋼正常運(yùn)行中完成切邊。月牙開槽剪就是在這樣背景下產(chǎn)生的。它是一種新型設(shè)備，具有月牙剪和切邊剪(對(duì)切邊質(zhì)量要求不高時(shí))兩種設(shè)備的功能。

2 月牙開槽剪的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

該設(shè)備主要由左右剪體、開口度調(diào)整裝置和去毛刺裝置等組成。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。

2.1 剪體

兩個(gè)剪切機(jī)構(gòu)對(duì)稱布置在機(jī)組中心線兩側(cè)，上下剪刃固定在回轉(zhuǎn)壁上,回轉(zhuǎn)臂以立柱為圓心通過液壓缸驅(qū)動(dòng)進(jìn)行擺動(dòng)，液壓缸由兩個(gè)缸組合成一個(gè)二級(jí)缸，當(dāng)需切焊縫成月牙形時(shí)，帶鋼靜止，液壓缸兩個(gè)行程連續(xù)完成；當(dāng)需對(duì)帶鋼邊部開槽時(shí)，帶鋼靜止，液壓缸完成第一個(gè)行程后停止并保壓固定，此時(shí)剪切成半個(gè)月牙(即剪刃位置從1到2)，剪刃端面與帶鋼運(yùn)行方向平行，帶鋼開始運(yùn)行，在運(yùn)行帶鋼的驅(qū)動(dòng)下剪刃對(duì)帶鋼邊部進(jìn)行切邊，當(dāng)切邊長(zhǎng)度滿足要求后，液壓缸開始第二個(gè)行程，切成后半個(gè)月牙并擺出帶鋼(即剪刃位置從2到3)，完成開槽。

圖1 剪體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

開槽(切邊)的長(zhǎng)度取決于圓盤剪開口度調(diào)整裝置在帶鋼運(yùn)行中完成帶鋼寬度變化所需的調(diào)整時(shí)間。這樣，在帶鋼寬度變化時(shí)，無需停車，圓盤剪和帶鋼正常運(yùn)行中完成切邊工作。剪刃間隙和重合度是影響剪切質(zhì)量的關(guān)鍵因素。維持這兩個(gè)參數(shù)的穩(wěn)定是設(shè)備正常工作的前提。首先，選擇合適的材料并進(jìn)行恰當(dāng)?shù)臒崽幚?，提高剪刃的硬度，增加剪刃的耐磨性；其次，采用?jiǎn)單的調(diào)整方法，快捷的換刃方式，盡可能地縮短換剪刃的時(shí)間。剪刃的調(diào)整見圖2。

圖2 剪刃調(diào)整示意圖

剪刃及軸固定在刀座上，刀座再通過螺栓固定在回轉(zhuǎn)臂上。通過刀座與回轉(zhuǎn)臂間的墊片調(diào)整剪刃的側(cè)隙。壓板通過螺栓與回轉(zhuǎn)臂合為一體，通過壓板上的拉緊螺栓和頂絲帶動(dòng)刀座上下移動(dòng)，從而完成剪刃重合度的調(diào)整。

2.2 開口度調(diào)整裝置

開口度調(diào)整裝置是為了適應(yīng)帶鋼寬度變化而設(shè)置的。主要由驅(qū)動(dòng)裝置、底座和滾珠絲杠等組成。電機(jī)通過蝸輪蝸桿減速機(jī)驅(qū)動(dòng)左右旋絲杠旋轉(zhuǎn)，左右旋絲杠上有與其相配的螺母且分別與剪體連接，左右旋螺母帶動(dòng)左右剪體沿著帶鋼寬度方向同時(shí)移動(dòng)，直到滿足帶鋼寬帶變化引起的剪體位置要求。

圖3 開口度調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

2.3 去毛刺裝置

剪后設(shè)有去毛刺裝置，消除或減小帶鋼毛刺，否則會(huì)劃傷后面的膠輥，影響正常生產(chǎn)，造成經(jīng)濟(jì)損失。裝置與剪體相對(duì)固定置于剪體底座上。上下輥分別由氣缸驅(qū)動(dòng)沿輥?zhàn)訌较蛞苿?dòng)調(diào)整輥縫，滿足板厚需求。

3 相關(guān)計(jì)算

3.1剪切過程及計(jì)算

圖4 剪切過程示意圖

=7.7638°

l=8.1mm

l1=6mm

式中R-刀盤半徑，mm，取30mm；

△-刀盤重疊量，mm，取0.25mm；

δ-帶鋼板厚，mm，取0.3mm；

l-剪切區(qū)弦長(zhǎng)，mm；

α-咬入角,°；

h-咬入深度,mm,取(δ+△)/2；

θ-剪切終了的角度°；

r-剪回轉(zhuǎn)臂半徑，mm，取500mm。

3.2 刀盤與廢邊干涉計(jì)算

剪切月牙時(shí)，剪切點(diǎn)處刀片傾角和剪切過程中剪切區(qū)各點(diǎn)刀片與帶鋼切口徑向位移。

剪切點(diǎn)刀片傾角β

由剪切點(diǎn)a到c點(diǎn)，刀片離開帶鋼切口的距離S

S=r-(1-cosβ)=0.016mm

S2=r(1-cosβ1)=0.009mm

由剪切點(diǎn)a到b點(diǎn)，刀片離開帶鋼切口的距離S1

S1=S-S2=0.007mm

由此可見，此設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸在剪切時(shí)刀盤與廢邊不會(huì)產(chǎn)生干涉，而且，月牙曲率越小越不易產(chǎn)生干涉。

圖5 剪切月牙時(shí)剪刃與廢料位置關(guān)系示意圖

4 結(jié)束語

月牙開槽剪是帶鋼表面處理生產(chǎn)線上的一種新型設(shè)備，同時(shí)具有月牙剪和切邊剪的功能。投產(chǎn)近兩年來，運(yùn)行安全可靠，維護(hù)簡(jiǎn)單易行。為類似生產(chǎn)線提供借鑒、具有參考價(jià)值。