張小宇

（南京鋼鐵聯(lián)合有限公司，江蘇 南京 210035）

帶鋼廠中精軋連軋機(jī)組入口曲柄搖桿式飛剪投用于2009年9 月，該飛剪一開始投用即發(fā)現(xiàn)軋件切頭后明顯存在趴頭現(xiàn)象，2010 年7 月對(duì)飛剪四連桿機(jī)構(gòu)作進(jìn)行了部分改進(jìn)，趴頭現(xiàn)象明顯得到改觀，但使用4 個(gè)多月后趴頭現(xiàn)象又較為嚴(yán)重；其后至今又經(jīng)歷了多次維修。軋件趴頭對(duì)連軋機(jī)組咬鋼影響非常大，嚴(yán)重的趴頭經(jīng)常導(dǎo)致軋件無法咬入軋機(jī)，飛剪嚴(yán)重剪切不良即經(jīng)常出現(xiàn)不能將頭部切掉現(xiàn)象，保證飛剪處于良好狀態(tài)對(duì)生產(chǎn)穩(wěn)定起到了相當(dāng)關(guān)鍵的作用。

1 飛剪曲柄搖桿機(jī)構(gòu)及其技術(shù)參數(shù)

1.1 飛剪曲柄搖桿機(jī)構(gòu)及其技術(shù)參數(shù)

飛剪曲柄搖桿機(jī)構(gòu)及其技術(shù)參數(shù)見圖1，飛剪刀頭偏心距為80mm，刀片側(cè)間隙為0.3mm，重合度為6mm。

2 飛剪使用狀況、剪切趴頭與維修

2.1 飛剪使用狀況、剪切趴頭

飛剪于2009 年9 月開始投用，一開始即存在一定的軋件切頭后剪切趴頭，使用3 個(gè)月后，剪切趴頭狀況極為明顯、嚴(yán)重（圖2）。

圖1 飛剪曲柄搖桿機(jī)構(gòu)簡圖

圖2 軋件剪切頭部后示意圖

飛剪剪切切斷中心線明顯偏向軋件上部，例如，某個(gè)厚度為35mm 軋件剪切下的軋件頭部（圖3）。

圖3 剪切下的軋件頭部截面示意圖

通過觀察軋件切頭后趴頭嚴(yán)重時(shí)飛剪剪切過程，發(fā)現(xiàn)飛剪剪切時(shí)上下刀刃明顯存在讓刀狀況，也即飛剪剪切時(shí)刀片側(cè)間隙遠(yuǎn)大于靜態(tài)側(cè)間隙，約7 ～8mm。通過加大刀片重合度到10mm、刀片靜態(tài)側(cè)間隙減小到0.05mm，飛剪剪切趴頭仍無太大改觀。

2.2 飛剪剪切趴頭原因分析

飛剪剪切趴頭原因理論分析：飛剪上下刀片側(cè)間隙在飛剪剪切時(shí)基本保持恒定或非常小的變化是飛剪最主要的技術(shù)參數(shù)，如果飛剪剪切時(shí)不能保證側(cè)隙基本恒定而明顯變大，則上下刀片切入軋件時(shí)必然深度不一致——上下刀片接觸到軋件開始剪切時(shí)，由于上刀片在后側(cè)壓住軋件和軋件本身較大的長度產(chǎn)生的剛度，上下刀片側(cè)隙變大對(duì)處于前側(cè)的下刀片切入不產(chǎn)生影響，下刀片開始切入軋件進(jìn)行剪切；而處于后側(cè)的上刀片接觸到軋件壓住軋件頭部后，上下刀片側(cè)隙開始變大，由于剪切的軋件頭部很短，在上下刀片側(cè)間隙變大過程中，上刀片無法有效切入軋件，上刀片僅壓住軋件頭部并使軋件頭部產(chǎn)生向下彎曲，當(dāng)?shù)镀瑐?cè)間隙達(dá)到最大時(shí)，上下刀片將不會(huì)再繼續(xù)讓刀，而此時(shí)處于前側(cè)的下刀片已切入軋件一定深度，隨即上下刀片開始同時(shí)切入。軋件頭部被切斷時(shí)，切斷中心線在軋件中層面上。軋件前端在飛剪剪切時(shí)由上下刀片碰到軋件時(shí)開始時(shí)的位置到剪切完成時(shí)向下移動(dòng)了一定的距離的位置，使得軋件經(jīng)飛剪剪切后必產(chǎn)生部分向下彎曲，即出現(xiàn)剪切趴頭現(xiàn)象。上下刀片讓刀程度的大小即刀片側(cè)隙變化量直接決定軋件趴頭程度。

按照此理論分析，如果飛剪上下刀片在剪切時(shí)雖然存在讓刀狀況，但只要是上下刀片同時(shí)切入就不存在趴頭現(xiàn)象，如果軋件咬入飛剪后方的軋機(jī)或剪切下的頭部很長時(shí)剪切，上刀片就應(yīng)將和下刀片同時(shí)切入軋件，剪切后的軋件就應(yīng)該不會(huì)產(chǎn)生趴頭現(xiàn)象。為此，我們?cè)囍隽艘幌略囼?yàn)：當(dāng)生產(chǎn)跑鋼停車時(shí)，軋件在飛剪前有一定的長度、在飛剪后處于軋機(jī)中進(jìn)行剪切，剪切后的軋件確實(shí)沒有任何剪切趴頭現(xiàn)象，切斷中心線完全處于軋件中心層，這也說明分析剪切趴頭原因是正確的。

2.3 影響飛剪剪切過程中刀片側(cè)間隙變化的因素分析

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中影響刀片側(cè)間隙變化的主要是上下刀桿軸承、動(dòng)銷軸軸承和搖桿掛軸軸承。分別作圖分析上刀桿軸承磨損0.5mm（圖4）、動(dòng)銷軸軸承磨損0.5mm 和1mm 時(shí)上刀片讓刀狀況（見圖5），可知上刀桿軸承磨損0.5mm 時(shí)上刀片讓刀量為0.52mm,上動(dòng)銷軸軸承磨損0.5mm 和1mm 時(shí)上刀片讓刀量分別為0.6mm 和1.14mm。同樣可知，當(dāng)搖桿掛軸軸承磨損0.5mm 時(shí)，將影響讓刀量為0.6mm。

圖4 上刀桿軸承磨損時(shí)上刀片讓刀圖

圖5 動(dòng)銷軸軸承磨損時(shí)上刀片讓刀圖

飛剪齒輪箱上下輸出軸刀頭軸承磨損也會(huì)影響刀片讓刀，另外，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中偏心軸和搖桿掛軸等構(gòu)件剛度也會(huì)對(duì)刀片讓刀起到一定程度的影響。

飛剪原設(shè)計(jì)中曲柄搖桿機(jī)構(gòu)全部采用定期手動(dòng)油脂潤滑，搖桿掛軸和動(dòng)銷軸處均采用ZQA l9-4 銅瓦，由于銅瓦間隙較大，所以飛剪投用后即有一定的剪切趴頭；使用3個(gè)月后，因銅瓦的磨損使得配合間隙越來越大，也就造成剪切趴頭越來越嚴(yán)重。后利用檢修將飛剪拆除運(yùn)回制造廠對(duì)搖桿掛軸和動(dòng)銷軸處作了將銅瓦改進(jìn)為軸承22213CC/W33，搖桿掛軸安裝軸承處由φ80 改為φ65，動(dòng)銷軸由φ80 改為φ65，維修后的飛剪剪切趴頭狀況明顯好于飛剪剛開始投用時(shí)狀態(tài)。經(jīng)過一段時(shí)間使用后又出現(xiàn)了一定的剪切趴頭狀況，為了解決趴頭現(xiàn)象，本次檢修解體前先測量上下刀片靜態(tài)側(cè)間隙為0 時(shí)最大讓刀量達(dá)8mm，并對(duì)上下刀桿、上下?lián)u桿和搖桿掛軸、上下動(dòng)銷軸和上下輸出軸易磨損進(jìn)行測量和分析，發(fā)現(xiàn)影響讓刀的主要原因是下輸出軸刀頭側(cè)軸承和下刀桿刀頭軸承磨損很大造成的，下輸出軸刀頭側(cè)軸承主要是潤滑系統(tǒng)油液金屬顆粒較多且潤滑系統(tǒng)過濾器維護(hù)嚴(yán)重不足所致，另外，此處箱體密封損壞也導(dǎo)致除鱗噴濺的細(xì)小氧化鐵皮進(jìn)入軸承處加劇了其磨損；下刀桿刀頭軸承磨主要是由于油脂潤滑效果差、通蓋密封損壞除鱗噴濺的細(xì)小氧化鐵皮進(jìn)入所致。此次維修更換了下刀桿刀頭軸承及密封件、下輸出軸刀頭側(cè)軸承及密封件、上下?lián)u桿處所有軸承及密封件、上下?lián)u桿掛軸，堆焊并上鏜床修復(fù)了上下?lián)u桿。此次維修結(jié)束后，剪切趴頭極其輕微甚至無趴頭現(xiàn)象，此時(shí)刀片側(cè)間隙為0.15mm，剪切時(shí)最大讓刀量為4mm。

3 結(jié)語

曲柄搖桿飛剪剪切趴頭的根本原因在于飛剪剪切過程中刀片出現(xiàn)讓刀所致，而引起刀片讓刀的主要因素四連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)副磨損，另外，轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)的變形和桿件的剛度也會(huì)導(dǎo)致讓刀現(xiàn)象的產(chǎn)生。減小轉(zhuǎn)動(dòng)副的磨損既要使用滾動(dòng)軸承，又要保證滾動(dòng)軸承的潤滑和密封。