孫維陽

（北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽 110141）

切邊圓盤剪是帶鋼橫切機(jī)組中的一臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備，用來切去帶鋼不整齊的兩個(gè)邊部，使帶鋼達(dá)到所要求的寬度及邊部質(zhì)量。大多數(shù)的切邊圓盤剪剪刃的側(cè)隙和重疊量調(diào)整采用手動(dòng)或電動(dòng)調(diào)整，但調(diào)整的數(shù)值不具備顯示以及控制功能，使整個(gè)生產(chǎn)線不具備自動(dòng)化和智能化的條件。本切邊圓盤剪剪刃的側(cè)隙調(diào)整、重疊量調(diào)整和剪切寬度調(diào)整采用高精度旋轉(zhuǎn)編碼器和位移傳感器測量及控制完成，完全可以滿足切邊圓盤剪的自動(dòng)化和智能化控制要求。

1 圓盤剪設(shè)備組成

圓盤剪設(shè)備主要由以下幾部分組成：主電機(jī)、減速機(jī)、左剪切部分、右剪切部分、開口度調(diào)整裝置、廢邊溜槽等，切邊圓盤剪外形圖見圖1。

圖1 切邊圓盤剪外形圖

1.1 圓盤剪剪刃側(cè)隙自動(dòng)調(diào)整裝置

圓盤剪剪刃側(cè)隙自動(dòng)調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要是由立式擺線針輪減速機(jī)1，軸裝式蝸桿減速機(jī)2，齒輪軸3，齒輪4，梯形外螺紋套5，梯形內(nèi)螺紋螺母6以及高精度旋轉(zhuǎn)編碼器7組成。它的工作原理主要是由YEJ型電磁制動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)立式擺線針輪減速機(jī)及軸裝式蝸桿減速機(jī)，軸裝式蝸桿減速機(jī)裝于齒輪軸上，該齒輪軸與裝于偏心套上的齒輪相嚙合，該齒輪同時(shí)又帶有梯形外螺紋，與把合于機(jī)架上的帶有梯形內(nèi)螺紋的螺母相旋合，由于螺母不動(dòng)，所以只能使齒輪產(chǎn)生軸向移動(dòng)，從而帶動(dòng)上軸套及上刀盤軸作軸向移動(dòng)，而下刀盤軸的位置是不變的，這樣就使刀盤的側(cè)隙得到調(diào)整和測量。刀盤側(cè)隙調(diào)整數(shù)值控制可以通過給定的帶鋼材質(zhì)及板厚等數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)的側(cè)隙曲線或數(shù)值進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，并在操作臺(tái)上顯示出來。

圖2 剪刃側(cè)隙自動(dòng)調(diào)整裝置

1.2 圓盤剪剪刃重疊量自動(dòng)調(diào)整裝置

圓盤剪剪刃重疊量自動(dòng)調(diào)整裝置，包括高精度位移傳感器、頂桿機(jī)構(gòu)、壓套、頂壓彈簧、立式擺線針輪減速機(jī)、軸裝式蝸桿減速機(jī)、齒輪軸、齒圈、偏心套等部分組成，它的工作原理是由YEJ型電磁制動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)立式擺線針輪減速機(jī)及軸裝式蝸桿減速機(jī)，軸裝式蝸桿減速機(jī)裝于齒輪軸上，該齒輪軸與裝于偏心套上的齒輪相嚙合，從而調(diào)整上下偏心套的偏心量，這樣就改變了刀盤的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)重疊量的調(diào)整，而重疊量調(diào)整數(shù)值是通過位移傳感器來進(jìn)行精確測量的。剪刃重疊量數(shù)值控制可以通過給定的帶鋼材質(zhì)及板厚等數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)的側(cè)隙曲線或數(shù)值進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，并在操作臺(tái)上顯示出來。

1.3 圓盤剪開口度自動(dòng)調(diào)整裝置

開口度調(diào)整裝置裝于本設(shè)備的底座上，它由一臺(tái)YEJ型交流制動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)行星擺線針輪減速機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)開口度的調(diào)整。滾珠絲杠為無間隙滾珠絲杠，可以使左右剪切部分之刀盤間開口度在剪切時(shí)保持不變。滾珠絲杠共兩根，一根為左旋，另一根為右旋，分別通過一插座與左右滑座把合在一起，中間用聯(lián)軸器連接，這樣當(dāng)電機(jī)起動(dòng)后，左右剪切部分就可以同時(shí)做相向或相反運(yùn)動(dòng)，完成開口度的調(diào)整。開口度的調(diào)整通過編碼器進(jìn)行測量和控制。

1.4 減速機(jī)部分

本設(shè)備減速機(jī)包括一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的兩級(jí)減速的圓柱齒輪減速器及兩臺(tái)專用減速機(jī)，一臺(tái)用于傳動(dòng)左剪切部分之刀盤軸，另一臺(tái)用于傳動(dòng)右剪切部分之刀盤軸。它們共同由主電機(jī)通過傳動(dòng)軸及聯(lián)軸器來傳動(dòng)，主電機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)減速機(jī)之間裝有電力液壓推桿制動(dòng)器，便于設(shè)備停車。左右兩減速機(jī)之間的傳動(dòng)軸由中間聯(lián)接套連接，每根傳動(dòng)軸均通過減速機(jī)中裝小齒輪的空心軸，從而實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)轉(zhuǎn)，完成剪切動(dòng)作。標(biāo)準(zhǔn)減速器與主電機(jī)裝于同一個(gè)電機(jī)底座上，而左右兩減速機(jī)均裝于能在底座上左右滑動(dòng)的左右滑座上，當(dāng)鋼板的寬度變化時(shí)，它們能隨左右剪切部分同時(shí)調(diào)整，此動(dòng)作是通過傳動(dòng)軸與空心軸之間的滑鍵完成的。

1.5 剪切偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

左右剪切部分均通過十字鍵及螺栓把合在能在底座上滑動(dòng)的左右滑座上，通過開口度調(diào)整裝置的驅(qū)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)其左右移動(dòng)。左右滑座上的鍵槽與底座中心線偏轉(zhuǎn)0.5°，這樣就使左右剪切部分都保證與底座中心線偏轉(zhuǎn)0.5°，此種機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以達(dá)到較好的剪切切口質(zhì)量。

2 圓盤剪主要參數(shù)計(jì)算

圓盤剪主要參數(shù)包括刀盤尺寸、剪刃側(cè)向間隙、剪刃重疊量和剪切速度等參數(shù)。刀盤尺寸包括刀片直徑D及其厚度δ，圓盤刀片直徑D主要取決于鋼板厚度h，其最小允許值與刀片重疊量s和最大咬入角有如下關(guān)系：

刀片重疊量s一般根據(jù)被剪切鋼板厚度來選取，重疊量隨鋼板厚度的增加而減小，當(dāng)被剪切鋼板厚度大于5mm時(shí)，重疊量為負(fù)值。

最大咬入角一般取為10°～15°，經(jīng)過計(jì)算圓盤刀片直徑通常在以下范圍內(nèi)選取：D=（40～125）h，本次設(shè)計(jì)最大剪切厚度為6mm，取刀盤直徑D=320mm，圓盤刀片厚度δ=（0.06～0.15）D，取δ=40mm。剪刃側(cè)隙與板厚為線性關(guān)系，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般為板厚的7%～12%。

3 圓盤剪主要性能參數(shù)設(shè)計(jì)

（1）被剪切材料的性能。材質(zhì)：低碳鋼、管線鋼、熱軋?zhí)妓劁摗⑽⒑辖痄?。帶材厚度?.5mm～6.0mm；帶材寬度：900mm～1600mm；帶材強(qiáng)度極限：640MPa；帶材屈服極限：490MPa。

（2）穿帶速度：5m/min～25m/min。

（3）機(jī)組最大工作速度：90m/min。

（4）刀盤尺寸：Φ320～Φ290×40mm。

（5）主傳動(dòng)電機(jī)：1臺(tái)；交流變頻功率40kW；轉(zhuǎn)速：1450r/min。

（6）刀盤開口度：800mm～1600mm。

（7）剪切廢邊最大寬度：40mm。

（8）剪切寬度精度：±0.5mm。

4 結(jié)語

該切邊圓盤剪在帶鋼精整線上得到了多次應(yīng)用，運(yùn)行高效穩(wěn)定，寬度精度及切邊質(zhì)量良好。特別是圓盤剪剪刃側(cè)隙自動(dòng)調(diào)整裝置、剪刃重疊量自動(dòng)調(diào)整裝置和圓盤剪開口度自動(dòng)調(diào)整裝置等機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了切邊圓盤剪的在線自動(dòng)化調(diào)整功能，不但提高了生產(chǎn)效率和剪切質(zhì)量，而且提升了整套生產(chǎn)線的自動(dòng)化和智能化水平。