宋 磊，肖 帆

（北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110027）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的進(jìn)行，市場(chǎng)中厚板的需求量也在逐步增加，為滿足市場(chǎng)需要，國(guó)內(nèi)鋼廠也提高了剪板機(jī)設(shè)備的立項(xiàng)速度，此項(xiàng)目依托于國(guó)內(nèi)某鋼廠所采購(gòu)的剪板機(jī)設(shè)備，對(duì)其設(shè)計(jì)參數(shù)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程進(jìn)行分析與說(shuō)明。

目前鋼廠現(xiàn)有剪切設(shè)備為上世紀(jì)九十年代生產(chǎn)的機(jī)械式鋼板切割分段設(shè)備，但該切割分段設(shè)備能力小，嚴(yán)重影響軋線的生產(chǎn)節(jié)奏，因此急需將該設(shè)備替換為能力大的分段剪切機(jī)。

此次設(shè)計(jì)的液壓式剪板機(jī)設(shè)置在冷床出口與雙邊剪之間，采用上切式液壓斜刃剪，設(shè)備占用空間小，工作效率高，是目前中厚板生產(chǎn)線的成熟配置設(shè)備。

1 設(shè)計(jì)參數(shù)

液壓式剪板機(jī)的設(shè)計(jì)依據(jù)來(lái)與客戶提供的產(chǎn)品規(guī)格要求，其要求如下。

表1 產(chǎn)品規(guī)格

按照目前已知的鋼板厚度及客戶提供的材料強(qiáng)度極限350MPa，按照柯洛遼夫公式對(duì)液壓式剪板機(jī)的能力進(jìn)行設(shè)計(jì)：

式中：K1——剪應(yīng)力與拉應(yīng)力之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)；

K2——應(yīng)力應(yīng)變系數(shù)；

K3——剪刃變鈍系數(shù)；

h——鋼板厚度，mm；

σb——鋼板材料的強(qiáng)度極限，MPa；

?——液壓剪剪切角。

根據(jù)以上參數(shù)計(jì)算選取公稱剪切力定位450kN。

并以此確定設(shè)備剪切能力的適用范圍為：

板厚=35mm，σb≤350MPa；

板厚=30mm，σb≤500MPa；

板厚=25mm，σb≤750MPa。

根據(jù)已計(jì)算出的公稱剪切力及選定液壓系統(tǒng)壓力，按照公式：

式中：F——液壓式剪板機(jī)的公稱剪切力；

P——液壓系統(tǒng)的工作壓力。

此次設(shè)備共使用兩個(gè)液壓缸提供剪切力，兩臺(tái)液壓缸通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)機(jī)械同步，故選定液壓缸的缸徑為Φ500mm，桿徑為Φ320mm。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

切分剪本體主要組成部分：機(jī)架裝配、上刀架裝置、下刀架裝置、壓緊裝置、剪刃側(cè)隙調(diào)整、壓緊裝置等組成（圖1所示）。

圖1 切分剪本體

（1）機(jī)架裝配：整個(gè)機(jī)架由左、右機(jī)架(焊接件)、橫梁和導(dǎo)板臺(tái)組成。其上部支撐上刀架驅(qū)動(dòng)裝置、鋼板壓緊裝置、同步裝置、上刀架等。左、右機(jī)架與橫梁和下刀架用螺栓進(jìn)行把合，形成承受剪切力的剛性框架（圖2所示）。

圖2 機(jī)架裝配

（2）上刀架裝置：主要用來(lái)固定上刀片，在液壓缸驅(qū)動(dòng)下沿機(jī)架內(nèi)的滑道上下移動(dòng)，完成剪切動(dòng)作。上剪刃通過(guò)螺栓把合在上刀盒上，上刀盒通過(guò)鎖緊缸固定在上刀架上，彈簧夾緊，液壓松開(kāi)。上刀架與機(jī)架上橫梁之間設(shè)置有一個(gè)鉸接的雙平行四邊形機(jī)械同步機(jī)構(gòu)，兩個(gè)剪切缸分別安裝在剪機(jī)機(jī)架的兩側(cè)，其活塞桿頭部分別與上刀架的兩側(cè)球面連接，兩個(gè)剪切缸同時(shí)驅(qū)動(dòng)裝有上剪刃的上刀架在裝有青銅和鋼質(zhì)襯板的機(jī)架內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)而完成剪切（圖3所示）。

圖3 上刀架裝置

（3）下刀架裝置：主要用來(lái)固定下刀片，與左右機(jī)架把合為一體，承受和傳遞剪切力，并與上刀架一起完成剪切鋼板的過(guò)程。下刀刃上表面較輥道平面低10mm。下刀架內(nèi)部通水進(jìn)行冷卻。下剪刃通過(guò)螺栓把合在下刀盒上，下刀盒通過(guò)鎖緊缸固定在下刀架上，彈簧夾緊，液壓松開(kāi)。

（4）剪刃側(cè)隙調(diào)整：通過(guò)兩個(gè)斜楔系統(tǒng)調(diào)節(jié)，其中一個(gè)斜楔系統(tǒng)安裝在剪刃的上游，另一個(gè)則安裝在剪刃的下游，兩個(gè)斜楔系統(tǒng)分別由兩個(gè)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)四個(gè)千斤頂（蝸桿蝸輪套螺母絲桿）來(lái)上下移動(dòng)斜楔，使上刀臺(tái)產(chǎn)生水平方向的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)剪刃側(cè)隙的調(diào)整。斜楔位于滑動(dòng)襯板與機(jī)架之間，滑動(dòng)襯板通過(guò)螺栓和碟形彈簧與機(jī)架固定，此碟形彈簧的作用使滑動(dòng)襯板隨時(shí)緊貼上刀臺(tái)和斜楔，使上刀臺(tái)的水平移動(dòng)穩(wěn)定可靠，從而獲得穩(wěn)定的剪刃側(cè)隙。壓緊裝置：安裝在入口側(cè)橫梁上，其下部的壓頭在液壓缸驅(qū)動(dòng)下將鋼板壓緊在下刀架上，以保證剪切質(zhì)量（圖4所示）。

圖4 剪刃側(cè)隙調(diào)整

（5）壓緊裝置：為了防止剪切時(shí)鋼板竄動(dòng)，以提高剪切斷面質(zhì)量及幾何精度，在切分剪的機(jī)架前安裝有液壓壓板裝置。剪鋼板運(yùn)輸至待剪位置后，液壓缸將壓板壓緊在鋼板上，剪切機(jī)構(gòu)將鋼板切斷。

3 小結(jié)

因此次項(xiàng)目為現(xiàn)有設(shè)備替換升級(jí)，故液壓式剪板機(jī)與機(jī)械式剪板機(jī)相比已有結(jié)構(gòu)更為緊湊，可在同等空間下提供更大的剪切力等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其控制較為簡(jiǎn)單，切口質(zhì)量更為可控，目前液壓式剪板機(jī)已經(jīng)成為鋼板精整生產(chǎn)線分段處理的首選機(jī)型。