重型液壓剪工作輥道的應(yīng)用比較

王悅晗， 徐利璞， 蘇旭濤， 蘇 明， 魏志毅

（中國重型機(jī)械研究院股份公司， 陜西 西安 710032）

生產(chǎn)實(shí)踐·應(yīng)用技術(shù)

重型液壓剪工作輥道的應(yīng)用比較

王悅晗， 徐利璞， 蘇旭濤， 蘇 明， 魏志毅

（中國重型機(jī)械研究院股份公司， 陜西 西安 710032）

對上切式和下切式兩種重型剪切機(jī)組的工作輥道進(jìn)行研究，對比兩種剪切形式重剪的工作輥道，分析工作輥道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及運(yùn)送板坯時(shí)和剪切板坯時(shí)的工作情況，為選擇重型液壓剪切機(jī)組提供參考。

重型液壓剪切機(jī)組 入口工作輥道 出口工作輥道

在鋁的熱軋生產(chǎn)中，鋁鑄錠經(jīng)過粗軋機(jī)多個(gè)道次的軋制后，在頭尾處易產(chǎn)生“張嘴”和“翹曲”現(xiàn)象。較大的“張嘴”在咬入后軋制中進(jìn)一步加大，導(dǎo)致出現(xiàn)分層現(xiàn)象，造成產(chǎn)品成材率低；頭部“翹曲”過大，會(huì)影響后一道次鋼板咬入軋機(jī)，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生軋制異常，使軋制無法進(jìn)行下去。重型液壓剪切機(jī)組（以下簡稱重剪）主要是用來剪切鋁板坯的“張嘴”和“翹曲”。

重剪主要采用液壓浮動(dòng)的剪切方式，其中又分為上切式和下切式。前者是通過壓止裝置壓住板坯上表面，下剪刃向上運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)剪切。后者是下剪刃固定不動(dòng)，上剪刃向下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)剪切。兩種剪切方式對重剪工作輥道都產(chǎn)生一定壓力，但通過工作輥道的相應(yīng)動(dòng)作，就能減小剪切時(shí)對輥道的沖擊，保護(hù)輥道不被擠壓受損[1]。

以某鋁廠一期“1+1+3”熱軋機(jī)組中配備的下切式重剪機(jī)組和二期“1+4”熱軋機(jī)組中配置的上切式重剪機(jī)組為例，比較兩種重剪機(jī)組各工作輥道的結(jié)構(gòu)和工作情況，分析兩種重剪工作輥道的不同。

1 下切式重剪機(jī)組

下切式重剪機(jī)組由下切式重剪、入口工作輥道、出口工作輥道、廢料溜槽系統(tǒng)以及液壓電氣系統(tǒng)等組成，如圖1所示。

1.1 入口工作輥道

1）結(jié)構(gòu)。下切式重剪機(jī)組入口工作輥道由固定輥道、擺動(dòng)輥道及液壓電氣系統(tǒng)組成，其中擺動(dòng)輥道由5個(gè)輥?zhàn)涌偝伞?臺(tái)電機(jī)（所有電機(jī)圖中未示出）、擺動(dòng)輥道架、升降液壓缸等組成，擺動(dòng)輥道一端由升降液壓缸支撐，另一端由鉸接軸與固定輥道連接，固定輥道段有2個(gè)輥?zhàn)涌偝伞?臺(tái)電機(jī)、固定輥道架等組成，如圖2所示。

圖1 下切式重剪機(jī)組結(jié)構(gòu)圖

圖2 入口工作輥道結(jié)構(gòu)圖

2）工作情況。在運(yùn)送板坯從入口工作輥道進(jìn)入并通過重剪時(shí)，由于板坯在軋制過程中會(huì)產(chǎn)生“翹曲”，導(dǎo)致板坯頭部下垂，可能會(huì)碰到剪刃造成損傷，所以升降液壓缸將擺動(dòng)輥道一端頂起，如下頁圖3所示，防止板帶材下垂的部分碰到剪刃。

在運(yùn)送板坯從出口工作輥道進(jìn)入并通過重剪時(shí)，擺動(dòng)輥道不進(jìn)行升降，保持水平狀態(tài)。

圖3 入口工作輥道運(yùn)送狀態(tài)

在剪切板坯的“張嘴”時(shí)，下剪刃裝置固定不動(dòng)，剪切液壓缸產(chǎn)生的剪切力作用在上剪刃滑塊上，帶動(dòng)上剪刃向下運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)剪切。上剪刃滑塊向下運(yùn)動(dòng)剪切板坯時(shí)，剪切力P和上剪刃滑塊的重力G的合力F作用在板坯上，為避免板坯的G與F的合力作用在輥道上造成輥道損壞，為了防止這種情況出現(xiàn)，升降液壓缸在剪切前下降，將擺動(dòng)輥道一端降下，使板坯和輥道脫開，如圖4所示，防止輥道在剪切時(shí)擠壓受損。

圖4 入口工作輥道剪切狀態(tài)

1.2 出口工作輥道

1）結(jié)構(gòu)。下切式重剪機(jī)組出口工作輥道由固定輥道、移動(dòng)輥道及液壓電氣系統(tǒng)組成。其中移動(dòng)輥道由6個(gè)輥?zhàn)涌偝伞?臺(tái)電機(jī)、移動(dòng)輥道架、升降液壓缸、橫移液壓缸等組成。該段輥道一端由升降液壓缸和擺動(dòng)升降裝置支撐，兩側(cè)由滑板限位，另一端通過橫移液壓缸與固定輥道鉸接連接，固定輥道段有2個(gè)輥?zhàn)涌偝伞?臺(tái)電機(jī)、固定輥道架等組成，如圖5所示。

圖5 出口工作輥道結(jié)構(gòu)圖

2）工作情況。在運(yùn)送板坯從入口工作輥道進(jìn)入并通過重剪時(shí)，移動(dòng)輥道保持水平，并且不進(jìn)行橫移。在運(yùn)送板坯從出口工作輥道進(jìn)入并通過重剪時(shí)，防止板帶材頭部下垂碰到剪刃，升降液壓缸活塞桿伸出，驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)升降裝置順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)升降裝置將移動(dòng)輥道頂起，此時(shí)不進(jìn)行橫移，如圖6所示。

圖6 出口工作輥道運(yùn)輸狀態(tài)

在剪切板坯“張嘴”時(shí)，首先進(jìn)行橫移，橫移液壓缸活塞桿縮回，橫移后打開廢料溜槽上方的間隙，使切下的廢料可以滑進(jìn)廢料運(yùn)輸系統(tǒng)。完成橫移后，再進(jìn)行升降，升降液壓缸活塞桿縮回，帶動(dòng)擺動(dòng)升降裝置逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)升降裝置降下移動(dòng)輥道，如圖7所示，防止板坯的G與F的合力作用在輥道上造成輥道損壞，所以升降液壓缸在剪切前下降，將擺動(dòng)輥道一端降下，使板坯和輥道脫開，防止輥道在剪切時(shí)擠壓受損[2-4]。

圖7 出口工作輥道剪切狀態(tài)

2 上切式重剪機(jī)組

上切式重剪機(jī)組由上切式重剪、入口工作輥道、出口工作輥道以及廢料溜槽系統(tǒng)及液壓電氣系統(tǒng)等組成，如圖8所示。

圖8 上切式重剪機(jī)組

2.1 入口工作輥道

1）結(jié)構(gòu)。上切式重剪機(jī)組的入口工作輥道是固定輥道，由3個(gè)輥?zhàn)涌偝伞?臺(tái)電機(jī)、固定輥道架等組成，如圖9所示。

圖9 入口固定輥道結(jié)構(gòu)圖

2）工作情況。在運(yùn)送板坯通過重剪時(shí)，下剪刃滑塊在剪切液壓缸的帶動(dòng)下，下降一定高度，避免板帶材下垂的部分碰到下剪刃。在剪切時(shí)，下剪刃滑塊在剪切液壓缸的驅(qū)動(dòng)下向上運(yùn)動(dòng)剪切板坯，由于剪切力方向向上，所以不會(huì)擠壓輥道。

2.2 出口工作輥道

1）結(jié)構(gòu)。上切式重剪機(jī)組出口工作輥道由固定輥道、橫移輥道及液壓電氣系統(tǒng)組成。其中橫移輥道由5個(gè)輥?zhàn)涌偝伞?臺(tái)電機(jī)、橫移輥道架、橫移液壓缸等組成，該段輥道一端與橫移液壓缸鉸接并由橫移液壓缸驅(qū)動(dòng)，另一端由2個(gè)滾輪支撐并在固定輥道架上滑動(dòng)，固定輥道段有2個(gè)輥?zhàn)涌偝伞?臺(tái)電機(jī)、固定輥道架等組成，如圖10所示。

圖10 出口工作輥道結(jié)構(gòu)圖

2）工作情況。在運(yùn)送板坯通過重剪時(shí)，該段輥道保持水平，不進(jìn)行橫移。在進(jìn)行剪切時(shí)，此時(shí)進(jìn)行橫移，橫移液壓缸活塞桿縮回，帶動(dòng)移動(dòng)輥道向固定輥道處橫移，橫移后打開廢料溜槽上方的間隙，使切下的廢料可以滑進(jìn)廢料運(yùn)輸系統(tǒng)。

3 兩種剪切機(jī)組工作輥道的比較

從表1可以看出由于重剪剪切形式的不同，上切式重剪機(jī)組入口工作輥道與下切式重剪機(jī)組入口工作輥道相比有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）輥道長度、輥?zhàn)涌偝蓴?shù)量、電機(jī)數(shù)量減少，機(jī)械設(shè)備成本降低。

2）由于無擺動(dòng)輥道，輥道結(jié)構(gòu)簡化，并且省去升降液壓缸及配管、電控系統(tǒng)。

表1 入口工作輥道參數(shù)比較

從表2可以看出由于重剪剪切形式的不同，上切式重剪機(jī)組出口工作輥道與下切式重剪機(jī)組出口工作輥道相比有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）輥道長度、輥?zhàn)涌偝蓴?shù)量，機(jī)械設(shè)備成本降低。

2）由于移動(dòng)輥道只需要橫移無需升降，所以無需升降裝置和升降液壓缸及配管，簡化輥道結(jié)構(gòu)，從控制角度來說，輥道動(dòng)作減少，控制簡便。

表2 出口工作輥道參數(shù)比較

4 結(jié)語

通過上面的對比可以看出，上切式重剪機(jī)組工作輥道結(jié)構(gòu)相對簡單，使得安裝、維護(hù)簡便，有效降低成本，但其對應(yīng)的重剪機(jī)構(gòu)較下切式重剪復(fù)雜。上切式重剪機(jī)組工作輥道在運(yùn)送和剪切板坯時(shí)的動(dòng)作相對減少，使得操作簡便，減輕操作工負(fù)擔(dān)。工作輥道形式可作為選擇重型液壓剪切機(jī)組的一個(gè)參考。

[1] 王祝堂.世界鋁板帶箔軋制工業(yè)[M].長沙：中南大學(xué)出版社，2010：14.

[2] 趙世慶，王華春，郭金龍.鋁合金熱軋與熱連軋技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010：80.

[3] 張新明.鋁熱連軋?jiān)砑凹夹g(shù)[M].長沙：中南大學(xué)出版社，2010：23.

[4] 王劍波，康明.大型鋁板熱軋機(jī)組中液壓剪的設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].一重技術(shù)，2013（4）：10-13.

（編輯：苗運(yùn)平）

Application Comparison of Roller Tables of Heavy Hydraulic Shear

Wang Yuehan，Xu Lipu，Su Xutao，Su Ming，Wei Zhiyi
（China National Heavy Machinery Research Institute Co.,Ltd.,Xi'an Shannxi 710032）

The roller tables of the hydraulic up-cut and down-cut shear are studied.The roller tables of two kinds of heavy hydraulic shear are compared.The structure characteristics of roller tables and the working situation when transporting and cutting the slabs are analyzed,providing reference for the selection of heavy hydraulic shear.

heavy hydraulic shear,entry roller table,exit roller table

TJ818

A

1672-1152（2017）01-0053-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.01.22

2016-11-27

王悅晗（1989—），男，2015年畢業(yè)于天津理工大學(xué)，碩士研究生，助理工程師，工作單位：中國重型機(jī)械研究院股份公司，從事板帶軋制研究。