淺析雙邊剪運(yùn)動(dòng)功能特點(diǎn)和液壓設(shè)計(jì)思想

于淼 孫健 張克純 姚欽建

北方重工集團(tuán)有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110141

滾切式雙邊剪是通過分布在軋線兩側(cè)的剪刃滾動(dòng)對(duì)鋼板進(jìn)行切割的冶金設(shè)備。

雙邊剪的運(yùn)動(dòng)描述：進(jìn)出口夾送輥運(yùn)輸鋼板，壓板壓下，固定剪和移動(dòng)剪對(duì)鋼板進(jìn)行切割；移動(dòng)剪可以單獨(dú)移動(dòng)，用來(lái)剪切不同寬度鋼板；廢邊導(dǎo)板用來(lái)將剪切后的廢料運(yùn)至廢料小車；剪刃可以通過剪刃更換裝置進(jìn)行更換。

通過上述運(yùn)動(dòng)描述可以看出雙邊剪的移動(dòng)剪和固定剪的運(yùn)動(dòng)要求基本一致，唯一區(qū)別為移動(dòng)剪可以單獨(dú)移動(dòng)調(diào)整間距。根據(jù)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，本文將雙邊剪分為夾送輥裝置、傳動(dòng)裝置、壓板裝置、廢邊導(dǎo)向裝置、剪刃拉緊裝置、剪刃更換裝置。下面本文將分析上述幾部分的功能和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，淺析其液壓設(shè)計(jì)思想[1]。

1 功能分析和設(shè)計(jì)思想

1.1 夾送輥裝置

功能描述：固定剪和移動(dòng)剪各有兩組夾送輥，分別是入口夾送輥和出口夾送輥。通過入口夾送輥和出口夾送輥的聯(lián)合工作，實(shí)現(xiàn)鋼板的運(yùn)輸和導(dǎo)向功能。

設(shè)計(jì)思想：首先從夾送輥工作壓力上分析，夾送輥工作壓力不宜過大或過小，過大會(huì)壓緊鋼板影響運(yùn)輸，過小起不到導(dǎo)向傳輸作用，所以?shī)A送輥應(yīng)具有根據(jù)鋼板厚度調(diào)整工作壓力的功能。建議采用比例壓力閥，同過比例反饋系統(tǒng)配合電氣功能實(shí)現(xiàn)壓力的自動(dòng)控制；其次從夾送輥運(yùn)動(dòng)速度上分析，夾送輥的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)具有可調(diào)性，且固定剪和移動(dòng)剪盡量保持同步，所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)采用調(diào)速回路。為保證速度運(yùn)行平穩(wěn)，防止超越負(fù)載，最終選定出口節(jié)流調(diào)速回路；最后從安全角度上分析，液壓系統(tǒng)中應(yīng)具備鎖緊回路和壓力檢測(cè)裝置。鎖緊回路用來(lái)保證發(fā)生意外時(shí)夾送輥裝置可以鎖死，壓力檢測(cè)裝置可以在壓力驟變時(shí)保護(hù)系統(tǒng)。

1.2 傳動(dòng)裝置

功能描述：傳動(dòng)裝置是雙邊剪生產(chǎn)工作的重要部分，用以控制設(shè)備剪切和移動(dòng)，在設(shè)備中采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，液壓控制電機(jī)制動(dòng)器來(lái)完成啟停功能。

設(shè)計(jì)思想：電機(jī)制動(dòng)器是用來(lái)控制電機(jī)啟停功能的裝置，故在該裝置只有開啟和停止兩種工況。因?yàn)橹苿?dòng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理類似彈簧缸，其工作原理為液壓開啟、彈簧關(guān)閉，使用時(shí)應(yīng)長(zhǎng)期處于開啟狀態(tài)，所以回路應(yīng)具有調(diào)壓功能來(lái)調(diào)節(jié)制動(dòng)器開啟壓力和保壓功能用來(lái)穩(wěn)定工作壓力。從安全考慮，建議設(shè)計(jì)液壓回路時(shí)采用常閉式結(jié)構(gòu)，即設(shè)備通電時(shí)打開制動(dòng)器，斷電時(shí)制動(dòng)器鎖緊，這種結(jié)構(gòu)可以在系統(tǒng)故障斷電后立即停止電機(jī)工作，保證設(shè)備安全。

1.3 壓板裝置

功能描述：為了防止剪切時(shí)鋼板竄動(dòng)，以提高剪切斷面質(zhì)量及幾何精度，在兩側(cè)剪機(jī)的中間靠近剪刃部位安裝有液壓壓板裝置。剪切前，壓板位于上位，即等待位，當(dāng)被剪鋼板運(yùn)輸至待剪位置后，液壓缸將壓板壓緊在鋼板后，剪切機(jī)構(gòu)將鋼板切斷。

設(shè)計(jì)思想：固定剪和移動(dòng)剪各有一組壓板裝置，工作時(shí)需要同步運(yùn)動(dòng)保證鋼板平整壓緊，所以具有較高的同步要求，因此液壓設(shè)計(jì)時(shí)建議采用比例換向閥，通過比例反饋調(diào)節(jié)保證設(shè)備同步工作。同時(shí)出于安全考慮，回路應(yīng)具備保壓功能來(lái)保證壓板壓緊力適宜并配有鎖緊裝置保證斷電時(shí)能及時(shí)停止工作。

1.4 廢邊導(dǎo)向裝置

功能描述：廢邊導(dǎo)向裝置用于引導(dǎo)鋼板廢料通向分料收集箱中。

設(shè)計(jì)思想：廢邊導(dǎo)向裝置功能較簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)時(shí)只需考慮速度調(diào)節(jié)和安全保護(hù)即可，因此選擇速度控制回路和自鎖回路即可滿足工作需求。

1.5 剪刃拉緊裝置

功能描述：由鑄鋼件制成的上刀架通過油缸拉緊在背板上，保證上刀架無(wú)隙導(dǎo)向的同時(shí)保證剪刃間隙調(diào)整裝置的準(zhǔn)確可靠。

設(shè)計(jì)思想：根據(jù)功能描述可知，為保證間隙調(diào)整準(zhǔn)確可靠，刀架需時(shí)刻拉緊在背板上。因此，從工況上分析，機(jī)構(gòu)應(yīng)只有拉緊和放松兩種情況，所以回路建議采用帶卡簧的二位四通換向閥，該結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間拉緊，又可以防止斷電時(shí)剪刃放松造成危險(xiǎn)。從工作壓力上分析，整個(gè)機(jī)構(gòu)應(yīng)具有壓力可調(diào)功能，同時(shí)應(yīng)配有壓力保護(hù)功能來(lái)防止長(zhǎng)時(shí)間拉緊導(dǎo)致壓力急劇增高，起到穩(wěn)壓保護(hù)功能。拉緊裝置主要是拉緊剪刃，對(duì)速度沒有特別要求[2]。

1.6 剪刃更換裝置

功能描述：剪刃更換裝置通過利用升降、前后移動(dòng)、左右移動(dòng)液壓缸和液壓馬達(dá)配合使用，實(shí)現(xiàn)剪刃更換。

設(shè)計(jì)思想：剪刃更換裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)特殊要求。三種液壓缸和馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)要求基本一致。壓力上需要具有可調(diào)性設(shè)計(jì)時(shí)考慮減壓閥調(diào)壓；速度可控，建議采用出口節(jié)流調(diào)速，成本低，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)；安全上，為防止意外斷電等情況，回路應(yīng)配有鎖緊閥，實(shí)現(xiàn)斷電自鎖，同時(shí)亦可形成背壓，保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。其中，液壓馬達(dá)稍顯特殊，系統(tǒng)斷電時(shí)液壓馬達(dá)具有運(yùn)動(dòng)慣性，為了保證馬達(dá)動(dòng)作精準(zhǔn)，馬達(dá)選用應(yīng)選用帶有制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，如沒有類似結(jié)構(gòu)的型號(hào)，應(yīng)在液壓回路中加入制動(dòng)功能保證運(yùn)動(dòng)要求。

2 結(jié)語(yǔ)

液壓傳動(dòng)作為最常見的傳動(dòng)方式被應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，明確機(jī)械設(shè)備功能特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)要求是液壓設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)。唯有了解機(jī)械功能需求和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，逐一分析，理清設(shè)計(jì)思想，擬定設(shè)計(jì)方案，根據(jù)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算、驗(yàn)證，才能滿足工作需求，實(shí)現(xiàn)機(jī)械液壓有效結(jié)合[3]。