電動轉(zhuǎn)鼓式飛剪剪刃側(cè)隙變化原因分析與解決措施

陳文濤，李遠明

（1.新疆輕工職業(yè)技術(shù)學院機械技術(shù)分院，新疆 烏魯木齊 830021；2.寶武集團新疆八一鋼鐵股份有限公司軋鋼廠，新疆 烏魯木齊 830022）

飛剪是一種能快速切斷鐵板、鋼管、紙卷的加工設(shè)備，一般安裝在軋制作業(yè)線上用來橫向剪切軋件的頭、尾或?qū)⑵浼羟谐啥ǔ唛L度，在軋件運動過程中，由剪刃相對運動而將軋件切斷。

電動轉(zhuǎn)鼓式飛剪主要由飛剪本體、傳動裝置、剪刃間隙調(diào)節(jié)裝置、機上配管等組成。飛剪本體主要由機架和帶剪刃的上下刀軸等組成。機架為鋼結(jié)構(gòu)加工件，刀軸通過圓柱滾子軸承安裝在機架內(nèi)，上下刀軸兩端設(shè)有兩對斜齒輪相互嚙合，刀軸的操作側(cè)裝有止推軸承用于軸向固定刀軸。

剪刃間隙調(diào)節(jié)裝置安裝在飛剪上刀軸的操作側(cè)，剪刃間隙可以通過電動和手動兩種方式進行調(diào)節(jié)。電動或人工轉(zhuǎn)動一套蝸輪蝸桿裝置，傳動上刀軸螺旋機構(gòu)，使上刀軸軸向移動，通過上下刀軸兩端嚙合的斜齒輪使上下刀軸相對轉(zhuǎn)動來調(diào)整剪刃側(cè)間隙，間隙調(diào)整通過編碼器進行測量。

該飛剪位于夾送輥后，用于不停機剪切帶鋼，實現(xiàn)動態(tài)分卷。飛剪設(shè)備運行中兩個剪刃應(yīng)具有最佳的剪刃間隙；如果剪刃間隙無法保持，將會造成帶鋼剪切不斷或崩剪刃現(xiàn)象，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。

1 故障現(xiàn)象分析

某鋼鐵公司冷軋分廠采用電動轉(zhuǎn)鼓式飛剪，該飛剪設(shè)備安裝運行3 個月后，開始出現(xiàn)剪不斷現(xiàn)象，通過調(diào)整傳動側(cè)上齒輪向中心移動至極限位，操作側(cè)上齒輪位置部分調(diào)整，消除了齒輪副反向旋轉(zhuǎn)間隙缺陷，設(shè)備運行恢復(fù)正常。6 個月后，設(shè)備再次出現(xiàn)無法切斷帶鋼想象。現(xiàn)場調(diào)整傳動側(cè)上齒輪位置向外側(cè)移動至極限位試圖消除齒輪副旋轉(zhuǎn)間隙缺陷，雖然消除了齒側(cè)間隙，但剪刃初始位置間隙非常大，約為3mm。為消除初始剪刃間隙量，將上轉(zhuǎn)鼓向操作側(cè)移動了大約13mm，結(jié)果造成轉(zhuǎn)鼓偏心太大而無法轉(zhuǎn)動，傳動側(cè)下傳動齒輪與鎖緊螺母間有9.5mm 間隙。維修人員多次現(xiàn)場檢修消缺，仍未能從根本上消除此缺陷。技術(shù)人員分析故障原因應(yīng)該是下轉(zhuǎn)鼓傳動側(cè)齒輪松動導(dǎo)致剪刃間隙變化量大，決定對下轉(zhuǎn)鼓解體處理。

2 拆解檢查分析

經(jīng)過對拆解的飛剪進行初步檢查，其主要現(xiàn)狀為：下轉(zhuǎn)鼓傳動側(cè)齒輪鎖緊螺母與傳動齒輪有9.5mm 的間隙量（圖1）。初步判斷此間隙為楔形鍵軸向竄動突出傳動齒輪產(chǎn)生的。楔形鍵松動會導(dǎo)致傳動齒輪徑向轉(zhuǎn)動，引起剪刃間隙的變化，從而導(dǎo)致了傳動齒齒側(cè)間隙無法消除。

根據(jù)上述觀察到的故障現(xiàn)象，現(xiàn)場拆除了下轉(zhuǎn)鼓傳動側(cè)齒輪鎖緊螺母，發(fā)現(xiàn)兩副楔形鍵均已松動，隨后又拆除了操作側(cè)剪刃間隙調(diào)節(jié)機構(gòu)和下轉(zhuǎn)鼓操作側(cè)齒輪鎖緊螺母，發(fā)現(xiàn)兩副楔形鍵也出現(xiàn)了松動現(xiàn)象（圖2）。

現(xiàn)場打緊楔形鍵，發(fā)現(xiàn)有三副楔形鍵打進齒輪內(nèi)部（距端面約32mm、23mm 和15mm），與鎖緊螺母形成較大間隙，一副楔形鍵露出齒輪端面約15mm（傳動側(cè)）。

圖1

圖2

圖3

經(jīng)過技術(shù)人員分析，造成此次剪刃間隙變化的主要原因為在裝配中僅對楔形鍵研磨緊固，未做防松處理，楔形鍵大頭端面與齒輪端面不平齊，導(dǎo)致在剪切過程中楔形鍵軸向移動，喪失齒輪鎖緊功能，導(dǎo)致齒輪徑向轉(zhuǎn)動，造成了剪刃間隙變化。

3 故障排除措施

經(jīng)分析，采取以下措施解決剪刃間隙變化問題：首先將上轉(zhuǎn)鼓偏心量13mm 回調(diào)到上下轉(zhuǎn)鼓端面平齊，然后將上轉(zhuǎn)鼓兩側(cè)齒輪回調(diào)到中心位置后調(diào)整下轉(zhuǎn)鼓兩側(cè)齒輪位置至齒側(cè)間隙消除為止，最后將楔形鍵敲緊。

現(xiàn)場因不具備楔形鍵加工研磨條件，故對楔形鍵采取臨時處理辦法：先將超長的1 個楔形鍵大頭切除14.3mm，再將剩下的0.7mm 超長量打入齒輪內(nèi)，保證楔形鍵緊密配合及大頭端部與齒輪端部平齊。加工3 個擋塊，厚度分別為32mm、23mm 和15mm，擋塊上鉆沉頭孔，使用內(nèi)六角螺栓將擋塊固定在楔形鍵大頭端面上，保證安裝上的擋塊端面與齒輪端面平齊，盡可能消除楔形鍵軸向移動的間隙量（圖3）。

4 結(jié)論與建議

經(jīng)過調(diào)整，飛剪上下轉(zhuǎn)鼓端部對齊后剪刃間隙量為0.12mm，傳動側(cè)和操作側(cè)剪刃間隙量差值為0.04mm（操作側(cè)大），靜態(tài)剪切0.28mm 帶鋼可以剪斷，上線安裝剪切36 小時剪切效果良好。故障消除。

此次調(diào)整雖然可以切斷帶鋼，但是處理措施和最終調(diào)試中仍發(fā)現(xiàn)一些設(shè)備隱患和精度問題，如下轉(zhuǎn)鼓傳動軸楔形鍵按照標準應(yīng)該重新加工后研磨配裝，緊密裝配后保證楔形鍵端部與齒輪端面保持平齊，而不是現(xiàn)在使用擋塊消除間隙量防軸向移動的方式，未能從根本上消除缺陷；剪刃中部間隙量比兩端部間隙量大0.04mm，部分薄規(guī)格剪切效果較差，需對剪刃安裝槽進行精研磨。針對上述問題，今后將繼續(xù)跟蹤觀察。