王弟波　周超群

(1.重慶賽迪冶金技術(shù)有限公司， 重慶400013；2.中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司， 重慶400013)

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?2 000 mm～?1 800 mm滾動(dòng)式熱鋸機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)

王弟波1周超群2

(1.重慶賽迪冶金技術(shù)有限公司， 重慶400013；2.中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司， 重慶400013)

介紹了?2 000mm～?1 800mm滾動(dòng)式熱鋸機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)，有效地解決了熱鋸機(jī)鋸切特種工模具鋼和大型軋件的難題。

滾動(dòng)式熱鋸機(jī)；工模具鋼；大型軋件

由于在高溫條件下，熱鋸機(jī)切割型材、管材、棒材時(shí)，其切割斷面很整齊，沒有剪切時(shí)的壓扁、變形等系列缺陷，所以廣泛用于加工各種型材、管材、棒材，尤其是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的型材和特種工模具鋼等。

現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)中，為了提高生產(chǎn)效率，型材一次性成形的長度也大大加長，有的甚至超過了100m，為了滿足下一道工序的加工或者運(yùn)輸要求，往往需要按國家規(guī)范把它分成數(shù)段的短型鋼。在型材要求不高的情況下可以用剪切等來完成，而對于特種工模具鋼材和橫截面積較大的鋼材而言，剪切就顯得力不從心，這就需要熱鋸機(jī)來完成。

針對大截面和特種工模具鋼材的加工，我公司設(shè)計(jì)研發(fā)了?2 000mm～?1 800mm滾動(dòng)式熱鋸機(jī)，滿足特殊型材、管材、棒材的加工需求。

1　滾動(dòng)式熱鋸機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

熱鋸機(jī)有擺動(dòng)式、杠桿式、滑座式、滾動(dòng)式等。該熱鋸機(jī)采用滾動(dòng)式，結(jié)構(gòu)緊湊，主要由鋸床本體、夾緊裝置、潤滑冷卻系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)組成，如圖1所示。

圖1　熱鋸機(jī)結(jié)構(gòu)圖Figure 1　Structure of hot sawing machine

?2 000mm～?1 800mm滾動(dòng)式熱鋸機(jī)鋸床本體如圖2所示。底座固定在土建上，其上面連接側(cè)導(dǎo)輪、壓輪、支撐輪及液壓缸，4個(gè)支撐輪有效地保證了床身在上面安全地滾動(dòng)。側(cè)導(dǎo)輪和壓輪各4個(gè)，在他們共同作用下，保證床身不會(huì)出現(xiàn)左右偏移、上下突跳等，使床身在液壓缸的作用下，平穩(wěn)地向前做直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)的鋸片完成鋸切型材的工作。

鋸片在鋸片軸裝配上面、通過電機(jī)和皮帶做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，電機(jī)選用繞線型YR電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)起、制動(dòng)的快速控制，大大縮短了更換鋸片的時(shí)間。更換鋸片裝置可以快速地更換鋸片，從整個(gè)鋸機(jī)斷電到更換鋸片完成，僅僅需要5min，安全可靠。由于鋸片軸高速旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速約為980rad/s)，所以采用稀油潤滑系統(tǒng)。為了有效地去除鋸屑和冷卻鋸片，該鋸機(jī)采用車間用水(0.6MPa～0.8MPa)和5MPa中高壓水雙重冷卻，以提高冷卻效果，延長鋸片使用壽命。冷卻時(shí)通過鋸片罩來完成，更換鋸片時(shí)，掀起一半鋸片罩即可。伴隨著鋸床床身運(yùn)動(dòng)的電纜、水管、潤滑管、液壓管等通過托鏈來保證，而潤滑站放在地上，有效地減輕了設(shè)備重量，使其結(jié)構(gòu)更加緊湊。夾緊裝置有兩個(gè)夾緊頭，可以有效地保證被鋸切的軋件夾緊在輥道上面，鋸切時(shí)，鋸片圓周速度始終保持在100m/s以上，有效地鋸切特種鋼材和形狀復(fù)雜的軋件而言已經(jīng)不再困難，解決了軋件加工中的難題。

1—鋸片　2—鋸片軸裝配　3—皮帶　4—底座　5—鋸床床身　6—側(cè)導(dǎo)輪　7—壓輪　8—支撐輪 　9—液壓缸　10—電機(jī)　11—更換鋸片裝置圖2　熱鋸機(jī)鋸床本體Figure 2　Sawing machine body

2　鋸片的確定

一個(gè)鋸機(jī)的大小往往用鋸片的最大直徑來命名。為了能多次使用鋸片，需要對鋸片進(jìn)行重磨，其重磨率≤10%。鋸機(jī)鋸片直徑范圍?2 000mm～?1 800mm，鋸切軋件的最大厚度為260mm～350mm，軋件的最大寬度為730mm～930mm。

式中，D是鋸片直徑。鋸片材質(zhì)為：高錳鋼，如65Mn；鎳鋼(含Ni1.5%～2%)。為減少裂紋等缺陷，鋸齒淬火處理。

3　鋸切力及鋸切功率

在鋸切時(shí)，鋸盤上的圓周力可以表示為：

T=pmsl/t

(1)

式中，p為鋸屑面積為1mm2的鋸切力，kg；m為每個(gè)鋸齒所鋸切的鋸屑厚度，mm；s為鋸切寬度，mm；l為鋸盤與被鋸切金屬的接觸弧長，mm；t為鋸盤上齒的間距，mm。

根據(jù)鋸盤圓周速度v(m/s)和水平進(jìn)給速度u(mm/s)確定圓周力，在1s內(nèi)沿鋸切金屬所經(jīng)過的齒數(shù)為1 000 v/t,每個(gè)齒所鋸切的斷面積為mlmm2。在1s內(nèi)鋸切的面積用下式表示：

(2)

(3)

式中， h為被切軋件斷面的高度。被切軋的斷面如圖3所示。

將式(2)、式(3)代入式(1)得：

(4)

那么，按《軋鋼設(shè)備》[1]轉(zhuǎn)動(dòng)鋸盤所需要的功率為：

(5)

根據(jù)鋸盤的強(qiáng)度確定鋸盤的圓周速度。對于熱鋸，鋸盤直徑為1 000mm時(shí)，其速度約為80mm/s～100mm/s；直徑為2 000mm時(shí),其速度約為100mm/s～120mm/s。以20#鋼為例，實(shí)際生產(chǎn)中熱鋸的生產(chǎn)率f見表1所示。

表1　直徑1 350 mm～1 800 mm的熱鋸生產(chǎn)率Table 1　Productivity of hot saws with diameters1 350 mm ～ 1 800 mm

圖3　被鋸切的斷面Figure 3　The section to be cut

圖4　鋸切時(shí)鋸盤上的作用力Figure 4　The forces on the saw disc during sawing

由圖4可以看出，鋸盤的進(jìn)給力為：

Q=Rcosα-Tsinα

對于熱鋸鋼材，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出：R=(8～15)T，因此，可以得出鋸盤的進(jìn)鋸力Q。

根據(jù)u=f/h確定鋸盤的進(jìn)鋸速度。由于斷面高度不是常數(shù)，所以進(jìn)給速度應(yīng)能在必要的范圍內(nèi)調(diào)整，實(shí)際生產(chǎn)中鋸盤的進(jìn)給速度通常在10mm/s～300mm/s范圍內(nèi)[2]。

4　結(jié)論

?2 000mm～?1 800mm熱鋸機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)，有效地解決了切割特種工模具鋼材和形狀復(fù)雜的大型軋件的難題。對特種工模具鋼的批量生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)，具有極其深遠(yuǎn)的意義。

[1]А.И.采利柯夫. 軋鋼設(shè)備[M]. 北京： 中國工業(yè)出版社， 1960.

[2]文慶明, 程志彥. 軋鋼機(jī)械設(shè)備[M]. 北京：人民郵電出版社， 2006.

編輯陳秀娟

Design and Development of ?2 000 mm～?1 800 mm Rolling Type Hot Sawing Machine

Wang Dibo, Zhou Chaoqun

Thedesignanddevelopmentof?2 000mm～?1 800mmrollingtypehotsawingmachineisintroducedandthedifficultproblemsofcuttingspecialtoolanddiesteelandlargerolledpiecebyhotsawingmachinehavebeensolvedefficiently.

rollingtypehotsawingmachine;toolanddiesteel;largerolledpiece

2016—04—12

王弟波，(1981—)，男，工程師，現(xiàn)從事冶金設(shè)備的設(shè)計(jì)與開發(fā)工作。

TG333.2+2

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