圓盤(pán)剪工藝改進(jìn)

吳公平++王建文++馬銘

摘 要：圓盤(pán)式剪切機(jī)通常設(shè)置在精整作業(yè)線上用于將運(yùn)動(dòng)著的帶材縱向邊部剪切或者剪切成窄帶材。文章介紹了圓盤(pán)式剪切機(jī)的傳動(dòng)原理，影響圓盤(pán)剪剪切帶材邊部質(zhì)量的因素以及改進(jìn)方法。

關(guān)鍵詞：圓盤(pán)剪；間隙量；重疊量

中圖分類(lèi)號(hào)：TG333 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）27-0051-02

1 概述

圓盤(pán)剪全稱(chēng)是圓盤(pán)式剪切機(jī)，圓盤(pán)式剪切機(jī)由于刀片是旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)，因而可連續(xù)縱向剪切運(yùn)動(dòng)板材和帶材。按傳動(dòng)方式可分為拉剪和動(dòng)力剪。拉剪即剪刃轉(zhuǎn)動(dòng)沒(méi)有傳動(dòng)裝置，由其他動(dòng)力裝置將帶材拉過(guò)圓盤(pán)剪進(jìn)行剪切。動(dòng)力剪即有獨(dú)立的電機(jī)作為動(dòng)力輸出自主運(yùn)轉(zhuǎn)，有的動(dòng)力剪亦可作為拉剪使用，只需在傳動(dòng)系統(tǒng)中增加離合器即可。

圓盤(pán)剪一般被放置于機(jī)組的中部，為了使切邊時(shí)不產(chǎn)生毛刺，并保持最小的寬度公差。必須用防跑偏裝置加以控制，以使帶鋼能精準(zhǔn)對(duì)中和無(wú)沖擊地進(jìn)入圓盤(pán)剪。因此，在圓盤(pán)剪的入口側(cè)布置了一套夾送輥糾偏裝置。圓盤(pán)剪之后還需設(shè)置廢邊卷取機(jī)或者碎邊剪，將剪下來(lái)的帶材邊部卷取纏繞成卷或者剪切成200mm碎段滑入廢料收集小車(chē)中，然后進(jìn)行廢料回收再利用。

2 圓盤(pán)剪主要技術(shù)性能

3 圓盤(pán)剪的組成

圓盤(pán)剪由上下錯(cuò)位的、垂直的兩片圓形刀片組合而成，調(diào)整一定的間隙及重疊量對(duì)通過(guò)兩刀片之間的帶材進(jìn)行剪切。圓盤(pán)剪切機(jī)有下列幾個(gè)機(jī)構(gòu)組成：左右機(jī)架、上下刀軸、刀軸旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)系統(tǒng)，刀盤(pán)重合度調(diào)節(jié)和刀盤(pán)側(cè)向間隙量調(diào)節(jié)，機(jī)座調(diào)整機(jī)構(gòu)等組成。

3.1 機(jī)架

圓盤(pán)剪設(shè)計(jì)有兩個(gè)左右對(duì)稱(chēng)的機(jī)架，上下刀軸、刀片、重疊量調(diào)整裝置、間隙量調(diào)整裝置都裝在機(jī)架上。機(jī)架為焊接箱式結(jié)構(gòu)，其上安裝上下刀軸，刀軸為懸臂式。

3.2 上下刀軸

上下刀軸為圓盤(pán)剪的主要部件，圓錐滾子軸承、芯套（下刀軸）、偏心套（上刀軸）、圓盤(pán)剪刀片、隔套、液壓螺母等都安裝在刀軸上。上下刀軸的平行度要求要高，如果上下刀軸平行度不符合要求，會(huì)導(dǎo)致圓盤(pán)剪刀片間隙量和重疊量調(diào)整出問(wèn)題，直接的后果就是剪切時(shí)產(chǎn)生毛邊或剪切不斷，嚴(yán)重影響剪切質(zhì)量。

3.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由交流電機(jī)、減速機(jī)、離合器、同步齒輪等組成，動(dòng)力由交流電機(jī)經(jīng)減速機(jī)帶動(dòng)刀軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行剪切帶材。為保證刀片同步，同步齒輪用連桿相連，使齒輪傳動(dòng)的中心距不變，提高了齒輪傳動(dòng)精度。

3.4 側(cè)向間隙量調(diào)整

正常情況下，間隙量一般設(shè)置為帶材厚度的7%～10%，然而也會(huì)根據(jù)材料的硬度做出相應(yīng)變化。通過(guò)交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿，帶動(dòng)蝸輪，蝸輪與下刀盤(pán)上的芯套用螺紋聯(lián)接。通過(guò)結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)，保證蝸輪在芯套軸向上不能移動(dòng)，蝸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)芯套轉(zhuǎn)化為刀盤(pán)的軸向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)側(cè)向間隙的調(diào)節(jié)。

3.5 重合度調(diào)整

電機(jī)輸出的動(dòng)力傳到壓下機(jī)構(gòu)上，由蝸輪減速機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿，帶動(dòng)蝸輪，蝸輪與上刀軸上的偏心套用鍵聯(lián)接。偏心套的旋轉(zhuǎn)，將使上刀盤(pán)的垂直位置發(fā)生變化，從而調(diào)整上下刀盤(pán)的重合度。重疊量應(yīng)為剪切帶材板厚的1/3-1/2取值調(diào)整。

4 影響剪切質(zhì)量的因素

4.1 刀片和隔套

圓盤(pán)剪刀片是影響帶材剪切質(zhì)量最重要的因素，刀片材質(zhì)和熱處理對(duì)帶材邊部質(zhì)量的影響最大。刀片熱處理硬度低，韌性高，刃口易鈍化，使用壽命短；刀片硬度高，韌性低，刃口易爆裂。

隔套包括上隔套和下隔套，隔套在帶材剪切過(guò)程中對(duì)帶材起支撐作用并且保護(hù)帶材不被刀片壓傷，提高成品帶材表面質(zhì)量。

4.2 側(cè)向間隙

側(cè)向間隙量是影響帶材剪切質(zhì)量重要的因素之一。當(dāng)側(cè)向間隙過(guò)大時(shí)，剪切面出現(xiàn)不整齊，因?yàn)樵诩羟忻娓浇鼤?huì)產(chǎn)生塑性變形，該斷口不是被剪斷的，而是以揉搓形式產(chǎn)生的撕裂現(xiàn)象。這種剪斷口，在剪切較厚而軟的低碳鋼板時(shí)較容易見(jiàn)到；當(dāng)側(cè)向間隙過(guò)小時(shí)，上下刀刃處產(chǎn)生的裂紋相交，會(huì)造成帶材被二次剪切，出現(xiàn)毛刺被擠出的現(xiàn)象。

4.3 重合度

上下剪刃重合度的設(shè)定與帶材厚度和材質(zhì)有關(guān)。重疊量過(guò)小時(shí)，帶材剪切不斷，邊部易彎曲而產(chǎn)生扣頭現(xiàn)象或魚(yú)鱗紋等質(zhì)量缺陷；當(dāng)重合度過(guò)大時(shí)，剪切力會(huì)迅速增加，引起帶材“豎立”現(xiàn)象。

5 改進(jìn)措施

5.1 選擇合適的刀片

刀片的材質(zhì)應(yīng)具有硬度高、韌性好和強(qiáng)度大的性能。刀片表面硬度均勻性和尺寸精度對(duì)帶材邊部質(zhì)量影響很大，根據(jù)剪切不同材料選用合適刀片材質(zhì)，并進(jìn)行合適的熱處理，表面淬火硬度HRC≥58，表面粗糙度0.8～0.4μm，端面跳動(dòng)6μm。當(dāng)?shù)镀娜锌谟腥毕輹r(shí)就應(yīng)對(duì)刀片進(jìn)行修磨，新刀或修磨后的刀片為防止邊部損壞，剪刃應(yīng)垂直放置在專(zhuān)用的木架上，為防止剪刃生銹，表面應(yīng)涂油然后用防銹油紙覆蓋。

5.2 側(cè)向間隙量?jī)?yōu)化

側(cè)向間隙量是影響帶材剪切質(zhì)量重要的因素之一。如果側(cè)向間隙調(diào)整不當(dāng)，不僅會(huì)縮短圓盤(pán)剪的使用壽命，而且會(huì)影響帶材邊部剪切質(zhì)量。側(cè)向間隙量經(jīng)驗(yàn)公式Δ=h/9，側(cè)向間隙量與帶材厚度關(guān)系如圖2、圖3所示。但是圓盤(pán)剪刀片尺寸精度，隔套尺寸精度都會(huì)影響側(cè)向間隙調(diào)整，刀軸變形以及刀軸定位也會(huì)影響側(cè)向間隙，而且還需根據(jù)帶材材質(zhì)和硬度決定間隙量的調(diào)整。

5.3 重合度優(yōu)化

重合度的設(shè)定與帶材厚度有關(guān)，重疊量主要通過(guò)影響帶材的咬入角進(jìn)而影響剪切力。帶材厚度從0-1.4mm時(shí)，重疊量隨厚度增加了增大，帶材厚度大于1.4mm時(shí)，重疊量隨厚度增加而減小。如圖2、圖3所示。

6 結(jié)束語(yǔ)

圓盤(pán)剪剪切帶材時(shí)，如果側(cè)向間隙、重疊量等參數(shù)調(diào)整不合適，會(huì)對(duì)帶材邊部質(zhì)量產(chǎn)生影響。如果帶材邊部出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)邊部形狀特征和各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置以及刀片狀況進(jìn)行綜合分析，查找問(wèn)題原因，進(jìn)行工藝優(yōu)化，保證帶材邊部剪切質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]周?chē)?guó)盈.帶鋼精整設(shè)備[M].北京：冶金工業(yè)出版社.

[2]鄒家詳.軋鋼機(jī)械[M].北京：冶金工業(yè)出版社.

[3]武漢鋼鐵設(shè)計(jì)研究院.板帶車(chē)間機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)（下冊(cè)）[M].北京：冶金工業(yè)出版社.

[4]張軍妮.影響圓盤(pán)剪剪切精度的主要因素[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（21）：118-119.endprint