中小型軋鋼生產(chǎn)線上的飛剪設(shè)備及其應(yīng)用探析

【摘要】飛剪設(shè)備是中小型軋鋼生產(chǎn)線上不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備之一，在軋鋼生產(chǎn)過程中具有十分重要的作用。本文概述了飛剪設(shè)備的命名、特點(diǎn)、構(gòu)造以及工作原理，介紹了中小型軋鋼生產(chǎn)線上的飛剪設(shè)備以及飛剪設(shè)備的應(yīng)用以及發(fā)展情況，希望能為飛剪設(shè)備的研究以及發(fā)展提供一定的指導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵字】飛剪設(shè)備；中小型軋鋼；生產(chǎn)線；應(yīng)用

1、引言

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國家對鋼鐵行業(yè)的重視程度越來越深，所以對于相關(guān)的軋鋼設(shè)備的要求也越來越高。飛剪設(shè)備作為軋鋼生長線上重要的生產(chǎn)輔助設(shè)備之一，對其進(jìn)行研究十分重要。基于此，本文對于中小型軋鋼生產(chǎn)線上的飛剪設(shè)備及其應(yīng)用的研究不僅具有一定的理論指導(dǎo)意義，也具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

2、飛剪設(shè)備概述

2.1飛剪設(shè)備命名。飛剪設(shè)備種類繁多，通常情況下按照以下幾種不同方式進(jìn)行飛剪設(shè)備的命名以及分類：

按照主傳動類型分為：直流電機(jī)驅(qū)動飛剪設(shè)備、交流電機(jī)驅(qū)動飛剪設(shè)備以及液壓馬達(dá)驅(qū)動飛剪設(shè)備三種形式。

按照結(jié)構(gòu)形式分為：切頭切尾式飛剪設(shè)備以及定尺飛剪設(shè)備兩種形式。

按照剪切結(jié)構(gòu)形式分為：滾筒式飛剪設(shè)備、擺式飛剪設(shè)備、曲柄式飛剪設(shè)備以及圓盤式飛剪設(shè)備三種形式。

按照飛剪設(shè)備的工作狀態(tài)分為：連續(xù)工作式飛剪設(shè)備、啟停式飛剪設(shè)備以及連續(xù)啟停混合式飛剪設(shè)備三種形式。

2.2飛剪設(shè)備特點(diǎn)。載荷特點(diǎn)：工作時瞬間具有較強(qiáng)的沖擊載荷，設(shè)備機(jī)械傳動精度比較高，設(shè)備組成齒輪以及刀片之間的間隙較小。工況特點(diǎn)：工作環(huán)境具有比較高的溫度、環(huán)境內(nèi)飛塵較大。電氣特點(diǎn)：儀表電氣電子響應(yīng)較快、性能較高。

2.3飛剪設(shè)備構(gòu)造及原理

通常情況下，飛剪設(shè)備由機(jī)械結(jié)構(gòu)以及電子電氣兩大部分組成。其中機(jī)械機(jī)構(gòu)部分一般由電機(jī)、飛輪、聯(lián)軸器、齒輪箱、安全罩、導(dǎo)衛(wèi)、氣動、底座、剪切機(jī)構(gòu)、潤滑以及冷卻系統(tǒng)組成；電子電氣部分一般由電源開關(guān)柜、控制柜、檢測元件以及傳動柜等四部分組成。

飛剪設(shè)備的工作原理是，首先由電機(jī)啟動飛剪設(shè)備，其次進(jìn)行制動剪切，最后飛剪設(shè)備返爬復(fù)位進(jìn)行后續(xù)工作。

3、中小型軋鋼生產(chǎn)線上的飛剪設(shè)備

近年來，軋鋼設(shè)備逐漸進(jìn)入現(xiàn)代化時代，很多高新技術(shù)也在軋鋼設(shè)備得到應(yīng)用。其中，中小型軋鋼生產(chǎn)線上的飛剪設(shè)備的研究也逐漸深入。目前，在我國國內(nèi)中小型軋鋼生產(chǎn)線上的飛剪設(shè)備一般常用的是起停式飛剪設(shè)備，其原理在結(jié)構(gòu)上可以分成兩大類：一種是離合器起停式飛剪設(shè)備，是我國在1980年引進(jìn)的技術(shù)并且進(jìn)行改進(jìn)研究，自行設(shè)計(jì)制造的一種飛剪設(shè)備；另一種是電機(jī)啟停式飛剪設(shè)備，是近年來我國剛引進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)，目前也有少數(shù)的專業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)院以及制造公司能夠進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)這類飛剪設(shè)備。

離合器起停式飛剪設(shè)備主要由電機(jī)、制動器、飛輪、飛剪本體（含減速機(jī)）、離合器、檢測控制系統(tǒng)（包括G、Z）等部分組成，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。

離合器起停式飛剪設(shè)備工作原理是通過起動離合器結(jié)構(gòu)4以及制動器5實(shí)現(xiàn)起停進(jìn)行控制飛剪設(shè)備的工作。離合器起停式飛剪設(shè)備采用直流電機(jī)1進(jìn)行調(diào)整速度，采用可控制變成控制器PLC進(jìn)行控制，使得工作更加安全可靠。

電機(jī)啟停式飛剪設(shè)備是在離合器起停式飛剪設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的一種飛剪設(shè)備，具有其優(yōu)點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并且能耗較低，成本較低，同時可以提高定尺的精度，使得定位較準(zhǔn)確，速度波動程度較小，是以后飛剪設(shè)備的一種必然發(fā)展趨勢。目前，新研制的SFJ-18型飛剪機(jī)得到較為廣泛的應(yīng)用，具有十分良好的性能，表1所示為其主要性能參數(shù)。

表1 SFJ- 18型飛剪機(jī)主要性能參數(shù)

剪切速度剪切力（Max）剪切溫度定尺范圍分段剪切精度

3-18m/s300kN>=750℃任意可調(diào)±20-50mm

功率轉(zhuǎn)速電壓供油量潤滑油壓力

355KW500r/minDC440V 100L/min0.2～0.4MPa

飛剪總速比拖動電機(jī)型號軋件斷面外形尺寸設(shè)備總重

i=2和5ZFQZ- 355-42Φ12mm-50mm6917*1800

*24203720kg

4、中小型軋鋼生產(chǎn)線上的飛剪設(shè)備的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，鋼鐵行業(yè)的技術(shù)也在快速發(fā)展，軋機(jī)軋制速度以及生產(chǎn)能力也在不斷的提高，這就要求必須提高飛剪設(shè)備的工作速度以及性能。近年來，根據(jù)不同的剪切端面以及剪切速度，出現(xiàn)了不同應(yīng)用的飛剪設(shè)備，下面簡單介紹中小型軋鋼生產(chǎn)線上的飛剪設(shè)備的應(yīng)用情況，以供研究參考。

4.1定尺飛剪確保剪切質(zhì)量。定尺飛剪設(shè)備在中小型軋鋼生產(chǎn)線上的應(yīng)用較為廣泛，定尺飛剪設(shè)備能夠保證比較高的剪切質(zhì)量。通常情況下，定尺飛剪設(shè)備具有以下幾個優(yōu)勢：定尺飛剪的定尺比較準(zhǔn)確、剪切切面整齊并且定尺的調(diào)節(jié)范圍能夠較寬，同時定尺飛剪具有較高的剪切速度。在保證定尺飛剪能夠滿足各方面的要求，其工作過程必須做到以下幾點(diǎn)：

（1）定尺飛剪剪刃的水平速度不能小于鋼鐵軋件平移速度；（2）定尺飛剪工作過程中，剪刃要保證平面平移運(yùn)，垂直于鋼鐵軋件的上表面；（3）定尺飛剪的兩個剪刃必須保證具有最佳剪刃間隙；（4）定尺飛剪的結(jié)構(gòu)部件的質(zhì)量和加速度要做到最小，最大程度的減小慣性力以及動載荷；（5）定尺飛剪的定尺長度必須要嚴(yán)格保證，確保飛剪工作符合要求。

4.2起停式曲柄飛剪機(jī)定尺剪斷軋件。起停式曲柄飛剪設(shè)備主要的工作時在正在運(yùn)行的鋼鐵軋件按照工藝以及工序要求進(jìn)行定尺間斷。通常情況下，起停式曲柄飛剪設(shè)備處于靜止?fàn)顟B(tài)，在進(jìn)行剪切工作時，使用扭矩較大轉(zhuǎn)動慣量小的直流電動機(jī)，完成飛剪設(shè)備的啟動、剪切以及制動等工作過程。

要達(dá)到軋鋼線生產(chǎn)要求，在進(jìn)行應(yīng)用起停式曲柄飛剪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要做到以下幾點(diǎn)：

（1）飛剪設(shè)備剪切軋件需要的剪切功是由傳動系統(tǒng)產(chǎn)生的能量提供，能量的大小取決于電機(jī)飛輪的尺寸以及進(jìn)行剪切過程中曲柄機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動速度的變化程度，其中飛輪的尺寸對于起動力矩以及啟動轉(zhuǎn)角的影響最為顯著。（2）飛剪設(shè)備在剪切過程中的水平分速度必須要和軋件的運(yùn)動速度相互一致，這就需要曲柄機(jī)構(gòu)中剪刃運(yùn)動規(guī)律要符合曲柄在剪切過程中的速度變化量要求，其中軋件的運(yùn)動速度直接決定了曲柄機(jī)構(gòu)開始進(jìn)行剪切時的轉(zhuǎn)動速度大小。（3）在飛剪設(shè)備剪切過程中，剪刃出現(xiàn)最大應(yīng)力工況時，必須要保證正在承受動載荷的曲柄機(jī)構(gòu)是安全可靠的，滿足其材料的強(qiáng)度以及剛度要求。（4）設(shè)計(jì)過程中兩剪刃的運(yùn)動必須具有一定軌跡的封閉曲線，并且確保剪刃剪切過程中的水平速度為勻速現(xiàn)行運(yùn)動。（5）飛剪設(shè)備設(shè)計(jì)過程中，要考慮設(shè)備滿足電機(jī)起動、剪切力能以及剪刃水平分度等要求。按照軋件的相關(guān)參數(shù)要求，進(jìn)行確定計(jì)算曲柄機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動速度變化，使用相關(guān)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)演算。

5、結(jié)語

由此可見，飛剪設(shè)備的研究對于中小型軋鋼生產(chǎn)線的生產(chǎn)具有十分重要的作用，飛剪設(shè)備的應(yīng)用以及發(fā)展需要新技術(shù)以及創(chuàng)新思想。本文雖然概述了飛剪設(shè)備的相關(guān)知識，限于篇幅問題，不足之處懇請各位同行不吝賜教，在以后的研究工作中，可以深入研究新型飛剪設(shè)備相關(guān)技術(shù)，從而提高軋鋼生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，為鋼鐵行業(yè)以及社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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