吳 軍，潘勛平

（寶鋼日鐵汽車板有限公司，上海 200941）

寶鋼日鐵汽車板有限公司（全文簡(jiǎn)稱寶鋼）某連退機(jī)組圓盤剪是由日本新日鐵設(shè)計(jì)并整機(jī)引進(jìn)的，沿用了一個(gè)機(jī)架2個(gè)刀頭的結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)F、R刀的切換從而保證連續(xù)剪切，消除了更換刀片的時(shí)間。該圓盤剪剪切精度最小為單邊5 mm，最大為單邊40 mm；剪切速度最高為680 m/min。刀片的重疊量由上刀架通過(guò)伺服馬達(dá)調(diào)節(jié)，刀片的間隙由下刀架通過(guò)伺服馬達(dá)和斜楔調(diào)節(jié)。

但該圓盤剪自從安裝調(diào)試以來(lái)，圓盤剪連續(xù)剪切后一段時(shí)間后，出現(xiàn)帶鋼無(wú)法正常剪邊的現(xiàn)象。

1 圓盤剪無(wú)法切邊原因分析

影響圓盤剪切邊不良的因素很多，主要集中在兩個(gè)方面。

1）機(jī)組通道線方面。隨著前后PASSLINE線輥?zhàn)幽p，或者水平度異常等問(wèn)題，導(dǎo)致機(jī)組通道線與圓盤剪剪切點(diǎn)不匹配，這種情況在軟鋼寬料時(shí)影響不大，但是厚超高強(qiáng)鋼或者機(jī)組升降速的時(shí)候，帶鋼傾斜，容易導(dǎo)致一側(cè)刀片切出，無(wú)法進(jìn)刀最終切邊不良。

2）圓盤剪本身問(wèn)題。圓盤剪刀片的跳動(dòng)、傾斜、或者間隙量的變化都會(huì)導(dǎo)致圓盤剪切邊不良，產(chǎn)生崩刀等問(wèn)題。

1.1 圓盤剪剪切線檢查

圓盤剪剪切線指的是帶鋼通板時(shí)的位置，該剪切線理論要求在圓盤剪剪切位置，剪切線位置偏高，則容易導(dǎo)致扣邊問(wèn)題，剪切線偏低，則切邊不良，因此需要對(duì)剪切線進(jìn)行檢查。

1.1.1 圓盤剪前后輥?zhàn)铀蕉葯z測(cè)

圓盤剪前后穩(wěn)定輥標(biāo)高直接影響剪切線位置，而水平度則直接影響操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)的一致，因此首先需要對(duì)前后穩(wěn)定輥水平度進(jìn)行檢查，確認(rèn)兩側(cè)是否一致。

通過(guò)對(duì)圓盤剪前后穩(wěn)定輥水平進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)和結(jié)果：圓盤剪前穩(wěn)定輥水平度為0.03 mm/m（DS側(cè)高），圓盤剪后穩(wěn)定輥水平度為0.02 mm/m（WS側(cè)高），因此認(rèn)為圓盤剪前后輥?zhàn)铀蕉葲](méi)有異常。

1.1.2 圓盤剪剪切位置確認(rèn)

圓盤剪前后穩(wěn)定輥的下標(biāo)高應(yīng)與圓盤剪剪切線在同一標(biāo)高。因此通過(guò)掛線的方式對(duì)圓盤剪剪切位置進(jìn)行確認(rèn)。具體檢查步驟：設(shè)定DS側(cè)和WS側(cè)上刀和下刀的重疊量為0；并在前后穩(wěn)定輥上掛線（如圖1中測(cè)量線1，測(cè)量線2所示）；檢查DS側(cè)和WS側(cè)上刀和下刀與拉線的相對(duì)位置，檢查掛線位置與圓盤剪刀片的剪切位置進(jìn)行確認(rèn)。

圖1 掛線檢測(cè)方法

檢查結(jié)果表明：圓盤剪刀片的剪切位置與passline線一致，剪切位置正常（如下頁(yè)圖2所示）。

圖2 圓盤剪剪切位置檢測(cè)結(jié)果

通過(guò)對(duì)圓盤剪前后穩(wěn)定輥水平度檢查，及圓盤剪PASSLINE線位置進(jìn)行復(fù)測(cè)，認(rèn)為不是通道線異常導(dǎo)致的切邊不良。

一直過(guò)了一分多鐘，周圍人還沒(méi)能反應(yīng)過(guò)來(lái)。左小龍又用力擰了一下油門，引擎的節(jié)氣門頓時(shí)全開(kāi)，排氣管的咆哮鋪天蓋地，人群仿佛都被聲浪劈了開(kāi)來(lái)。突然間，撲一聲巨響，然后是卡拉卡拉的雜音，然后煙霧從他的西風(fēng)摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)處騰騰升起，摩托車儀表臺(tái)上的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速跌到了零，摩托車顫抖了幾下后，四周一片死寂，只有唱機(jī)里在播放最后一句，送到派出所啊，送到派出所。

1.2 圓盤剪自身精度檢查

1.2.1 圓盤剪刀軸、刀片跳動(dòng)量冷態(tài)檢查

圓盤剪刀片端面、軸向圓跳動(dòng)是影響刀片剪切效果的最大的原因，一旦發(fā)生刀片跳動(dòng)，則會(huì)引起刀片崩刀、邊絲斷開(kāi)等一系列問(wèn)題。因此通過(guò)對(duì)刀軸、刀片進(jìn)行檢測(cè)，從而判定刀軸、刀片剪切狀態(tài)。

對(duì)圓盤剪刀片端面和徑向打表檢查，刀片端面跳動(dòng)和徑向跳動(dòng)均在范圍內(nèi)，因此可以認(rèn)為圓盤剪刀軸、刀片冷態(tài)沒(méi)有異常。

1.2.2 軸向、徑向竄動(dòng)變化檢查

前文對(duì)圓盤剪刀軸冷態(tài)進(jìn)行檢查，認(rèn)為沒(méi)有異常，但是受力狀態(tài)和非受力狀態(tài)圓盤剪刀軸可能存在變化，因此按照如圖3所示，對(duì)圓盤剪刀軸分別施加軸向、徑向1 t的拉力，從而檢測(cè)圓盤剪刀軸軸向和徑向竄動(dòng)。

圖3 施加在圓盤剪刀軸的拉力

分別施加1 t拉力后，總體數(shù)據(jù)在控制標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，因此認(rèn)為不是刀軸軸向或者徑向間隙變化導(dǎo)致圓盤剪切邊不良的原因。

1.2.3 圓盤剪上下刀軸熱膨脹量檢查

經(jīng)過(guò)360 min的測(cè)試后，WS側(cè)上下刀片的間隙由開(kāi)始的0.06 mm變成0.15 mm，DS側(cè)同樣由0.05 mm變成0.11 mm，說(shuō)明同側(cè)的上下刀軸，發(fā)生熱膨脹的時(shí)候，反應(yīng)在刀頭的變化量不一致，導(dǎo)致上下刀片的間隙量發(fā)生變化，最終導(dǎo)致切邊不良。

通過(guò)對(duì)圓盤剪通道線和圓盤剪自身精度進(jìn)行檢測(cè)分析，最終判斷為由于上下刀軸的熱膨脹量不同，隨著剪切的過(guò)程，刀片間隙量發(fā)生變化，最終導(dǎo)致圓盤剪切邊不良。

2 圓盤剪上下刀軸熱膨脹量不一致原因分析

上、下刀軸的結(jié)構(gòu)基本是一樣的，從理論上分析上、下刀軸的熱膨脹量應(yīng)該相同，但是為什么實(shí)際上卻相差那么大呢？這就要從上、下刀箱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析了。

下刀的驅(qū)動(dòng)側(cè)主要依靠斜楔機(jī)構(gòu)進(jìn)行定位，并且有彈簧將刀軸緊緊貼在斜楔上，因此下刀軸工作發(fā)熱產(chǎn)生的熱膨脹僅僅會(huì)向刀頭側(cè)傳遞；而上刀則是通過(guò)線性滑軌調(diào)整重疊量，兩側(cè)都有足夠的空間，因此上刀軸發(fā)熱后，產(chǎn)生的長(zhǎng)度方向的變化會(huì)向兩側(cè)傳遞，因此上下刀頭表現(xiàn)的熱變形往往不一致，最終反應(yīng)為上下刀片的間隙量發(fā)生變化。并且是間隙量變現(xiàn)為逐漸變大。

3 圓盤剪上刀軸改造措施

在工作過(guò)程中，刀軸發(fā)熱是不可避免的，因此不可能通過(guò)讓刀軸不熱膨脹的方式來(lái)解決次問(wèn)題。只有通過(guò)讓調(diào)整，保證上下刀軸在刀頭處變現(xiàn)的熱膨脹量一致，這樣才能保證刀片間隙量不會(huì)發(fā)生變化。根據(jù)圓盤剪結(jié)構(gòu)，下刀為固定刀，用于標(biāo)準(zhǔn)剪切寬度的精度，因此不能調(diào)整，同時(shí)相對(duì)于將向固定一側(cè)熱膨脹調(diào)整為向兩側(cè)不均勻的熱膨脹來(lái)說(shuō)，將向兩側(cè)不均勻的熱膨脹調(diào)整為向一側(cè)熱膨脹更簡(jiǎn)單。因此考慮對(duì)上刀軸箱進(jìn)行改造，從而保證熱膨脹的時(shí)候僅僅向刀頭側(cè)傳遞。

1）改造1。對(duì)上刀箱驅(qū)動(dòng)側(cè)的線形軌道的斜楔進(jìn)行改造，改造后的斜楔通過(guò)開(kāi)腰子孔，在調(diào)整好后用螺栓緊固，消除熱膨脹間隙。

2）改造2。對(duì)上刀軸箱刀頭側(cè)的線形滑軌的固定方式進(jìn)行優(yōu)化，由原來(lái)的螺栓緊密連接的方式，采用雙碟簧緊固，碟簧的壓縮量為1.20 mm→0.95 mm，壓緊力控制在42 kg。這樣既能保證線性軌道滑動(dòng)順暢，同時(shí)保證的刀頭側(cè)的熱膨脹空間。

4 結(jié)果驗(yàn)證

圓盤剪上刀軸改造后，圓盤剪投入使用進(jìn)行剪切試驗(yàn)，跟蹤數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 圓盤剪刀片間隙跟蹤表 mm

從表1數(shù)據(jù)可以看出，通過(guò)本次改進(jìn)，圓盤剪在多次投入測(cè)試的過(guò)程中，實(shí)際的間隙值與理論的間隙值是一致的，說(shuō)明上下刀軸熱膨脹在刀頭處表現(xiàn)出來(lái)的是一致的。并且通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)，未再發(fā)生圓盤剪切邊不良的異常，說(shuō)明圓盤剪切邊不良的原因明確為由于上下刀軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同，上刀軸的熱膨脹量會(huì)向刀頭和驅(qū)動(dòng)兩側(cè)傳遞，而下刀軸則僅僅會(huì)向刀頭側(cè)傳遞，導(dǎo)致上下刀軸刀頭處產(chǎn)生的熱膨脹量不一樣，刀片間隙量發(fā)生變化，最終導(dǎo)致異常的發(fā)生。同時(shí)通過(guò)對(duì)上刀軸箱的改進(jìn)，能夠?qū)⑸系遁S的膨脹量反應(yīng)到刀頭側(cè)，從而消除間隙量的變化。