鋁冷軋機(jī)組碎邊機(jī)原理結(jié)構(gòu)及使用問題解決的分析

趙向東

（新疆眾和股份有限公司 烏魯木齊 830013）

1 前言

冷軋機(jī)組用于鋁及鋁合金卷坯的帶材的不可逆軋制，使用來料厚度為6mm左右熱軋卷，通過數(shù)道次的不可逆軋制，軋制為厚度為0.32mm 左右的鋁帶材，作為后續(xù)鋁箔軋機(jī)生產(chǎn)鋁箔的原料。

在鋁板帶生產(chǎn)過程中，當(dāng)板帶軋制到一定厚度后，需要對鋁帶進(jìn)行切邊，使鋁帶兩側(cè)邊部斷面平直、光潔，無裂紋、撕裂、夾層、毛刺、亮點(diǎn)等缺陷，以滿足后續(xù)工序加工的要求。切邊后的斷面應(yīng)光亮平整，邊緣不得有較大毛刺，更不允許有穿透厚度的裂口，否則會導(dǎo)致后續(xù)軋制過程中鋁帶材從缺陷處撕裂并導(dǎo)致斷帶等軋制異常。

鋁冷軋機(jī)組切邊的主要設(shè)備是圓盤切邊剪和碎邊機(jī)等，安裝在軋機(jī)的出口一側(cè)，左右圓盤剪和碎邊機(jī)的刀軸等共用一個機(jī)架，并能沿滑道同時(shí)向冷軋機(jī)組中心線移動，以適應(yīng)不同寬度的鋁帶材。圓盤剪的兩對刀盤呈懸臂式布置，鋁帶材軋制到需要切邊的約0.6mm 厚度時(shí)，將圓盤剪和碎邊機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)調(diào)整到與鋁帶材寬度相適應(yīng)的位置，鋁帶材穿過圓盤剪刃進(jìn)行切邊，切下的鋁邊隨著軋制過程持續(xù)導(dǎo)入到碎邊機(jī)刀刃間并被切為長度約為120mm左右的碎條并落入圓盤剪碎邊機(jī)下方的收集箱中，實(shí)現(xiàn)了鋁帶材軋制過程中在線切邊、碎邊及碎條收集的工藝過程。

2 碎邊機(jī)碎邊原理及結(jié)構(gòu)分析

鋁冷軋機(jī)組碎邊機(jī)為雙滾筒式，上刀軸為懸臂式，通過在前后箱體內(nèi)下刀軸上的齒輪傳動。二個下刀軸通過一根長軸與傳動機(jī)構(gòu)連接，在下刀盤中心孔內(nèi)裝有滑鍵用以傳遞扭矩同時(shí)在切邊時(shí)導(dǎo)向前后刀盤面對而移動。碎邊機(jī)由一臺5.5kw 的直流電機(jī)通過一臺速比為3.55的減速機(jī)和聯(lián)軸器傳動碎邊機(jī)的下刀軸，下刀軸通過齒輪傳動上刀軸完成剪切碎邊。傳動電機(jī)自帶ZYS-3A測速發(fā)電機(jī)，用測速發(fā)電機(jī)控制刀刃的圓周速度使之與軋制過程中的鋁帶材速度相匹配。

碎邊機(jī)的圓柱形刀盤上裝有三對斜刃剪，剪刃的固定采用斜鍥壓緊的方式，上刀軸裝有螺紋副，用以調(diào)整剪刃的側(cè)隙。上下刀軸的距離固定，上下刀軸的齒輪傳動裝有付齒輪機(jī)構(gòu)，即上刀軸上的齒輪做成主副二片式齒輪，滾齒時(shí)一次滾成，裝配時(shí)靠三個彈簧使二片齒輪錯位以消除和下面主動齒輪嚙合時(shí)的齒側(cè)間隙，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得上下刀片之間的調(diào)好的側(cè)隙不會改變，進(jìn)而保證了上下碎邊剪刃的側(cè)隙恒定不變，最終保證圓盤切邊剪切下的廢邊被持續(xù)導(dǎo)入碎邊機(jī)并切斷后落入碎邊收集框，切邊倒刺的軋制過程得以持續(xù)完成。

冷軋機(jī)組碎邊機(jī)主要技術(shù)參數(shù)匯總表

3 冷軋機(jī)組碎邊機(jī)的使用及常見問題和解決方法

3.1 碎邊機(jī)刀刃的安裝、加工及間隙調(diào)整

（1）碎邊機(jī)上下刀盤的φ115 圓柱面上各加工有三條等分的斜槽（上下刀盤的斜槽方向一左一右），將斷面為矩形的刀片裝在斜槽內(nèi)，用斜鍥緊固，再在外圓磨床上刃磨成φ120.6 的刃口，新刀刃裝配后名義重疊量為0.6mm。

（2）碎邊機(jī)上下刀盤刀刃的重疊量是不可調(diào)的，刀刃磨損后通過在斜槽底部塞入墊片的方式保證刀刃露出斜槽的高度進(jìn)而保證上下刀刃的重疊量。

（3）碎邊機(jī)上下刀盤的側(cè)隙調(diào)整按照下列步驟進(jìn)行：開固定刀盤的螺母上的緊定螺釘；旋轉(zhuǎn)螺母，使上刀盤前進(jìn)或后退，能使上下刀片達(dá)到需要的間隙（一般為鋁帶厚度的3%～5%），調(diào)整過程中用塞尺測量和控制需要調(diào)整到的間隙尺寸；間隙調(diào)定后，鎖緊螺釘，間隙調(diào)整完畢。

（4）剪刃調(diào)整注意事項(xiàng)：三對刀片的側(cè)隙應(yīng)基本保持一致；剪刃的間隙取鋁帶厚度的3%～5%，應(yīng)根據(jù)鋁帶的材質(zhì)和厚度確定，一般材質(zhì)較硬時(shí)取上限，反之取下限。

3.2 碎邊機(jī)使用中的常見問題及解決辦法

（1）碎邊機(jī)依靠傳動上刀軸的主副二片式齒輪傳遞力矩，裝配時(shí)靠三個彈簧使二片齒輪錯位以消除和下面主動齒輪嚙合時(shí)的齒側(cè)間隙。因此，裝配時(shí)裝入的壓簧必須具有足夠的彈力抵消剪切力的反作用力，保證剪切碎邊過程中側(cè)隙不會發(fā)生變化，否則就會出現(xiàn)切不斷的現(xiàn)象并最終造成圓盤切邊剪切下的廢邊堆積而使軋制過程無法繼續(xù)。此外，根據(jù)生產(chǎn)量和碎邊量，要定期更換主副齒輪之間的彈簧，保證彈簧消除側(cè)隙的能力。

（2）碎邊機(jī)刀刃隨著生產(chǎn)過程會出現(xiàn)磨損，因此需要更換新的刀刃保持碎邊能力；另外，為了降低刀具使用成本，更換下來的受磨損刀刃需要重磨以重復(fù)使用。加工新刀刃或者重磨使用過的刀刃時(shí)，是將斷面為矩形的刀片裝在斜槽內(nèi)（重磨使用過的刀刃時(shí)，為了保證碎邊機(jī)上下刀盤的重疊量，要在斜槽底部塞入厚度能保證重磨后的重疊量），用斜鍥緊固，再在外圓磨床上刃磨成φ120.6 的刃口以保證刀刃裝配后0.6mm的名義重疊量。

由于刀刃的加工或重磨過程都需要使用碎邊機(jī)的上下刀盤，如果沒有在軋機(jī)制造過程中配做尺寸、精度、互換性等一致的備用刀盤，則在使用刀盤外送加工、重磨刀刃的過程中，冷軋機(jī)組無法進(jìn)行切邊、碎邊作業(yè)，會大大影響生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的調(diào)度組織。

（3）冷軋機(jī)組圓盤切邊剪是通過拉剪的方式進(jìn)行切邊---即通過圓盤剪上下刀盤與鋁帶材之間的摩擦力，由鋁帶材拉動圓盤剪剪刃旋轉(zhuǎn)切邊，可以保證切邊速度與軋制速度的一致。而碎邊機(jī)是由電動機(jī)驅(qū)動跟隨軋機(jī)速度進(jìn)行碎邊，所以保證測速電機(jī)完好及調(diào)速系統(tǒng)能夠保證碎邊機(jī)轉(zhuǎn)速與軋制速度匹配就尤為重要，否則會造成軋制過程中斷，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

4 結(jié)語

由于切邊過程的特殊工藝狀況造成切邊及碎邊的線速度受限，而在線切邊及碎邊又要求冷軋機(jī)組的軋制速度必須與切邊和碎邊的速度保持匹配，因此一定程度上影響了投資費(fèi)用昂貴的冷軋機(jī)組的生產(chǎn)效率，而碎邊機(jī)的維修保養(yǎng)和故障等會進(jìn)一步影響冷軋機(jī)組的生產(chǎn)效率。

因?yàn)樯鲜鲈?，鋁帶材軋制過程中的切邊工序除了采用本文介紹的安裝在冷軋機(jī)組出口一側(cè)的圓盤切邊剪和碎邊機(jī)跟隨軋制過程在線完成，還有采用專門的用于切邊的重卷機(jī)組進(jìn)行切邊的方式：即鋁帶材軋制到需要切邊的厚度時(shí)，轉(zhuǎn)運(yùn)到配置了圓盤切邊機(jī)及切邊碎邊及收集（或切邊卷取收集）的重卷機(jī)組上進(jìn)行切邊，之后再轉(zhuǎn)運(yùn)回冷軋機(jī)組繼續(xù)軋制。但重卷切邊的方式增加了設(shè)備、場地的投資，重卷切邊過程中鋁帶材需要重新開卷和卷取，存在導(dǎo)致擦劃傷等外觀質(zhì)量缺陷的隱患。

冷軋機(jī)組軋制過程中必須完成的切邊工序通過安裝在機(jī)組出口側(cè)的圓盤切邊剪和碎邊機(jī)及碎邊小車完成，實(shí)現(xiàn)了鋁帶材軋制過程中在線切邊、碎邊及碎條收集的工藝過程，提高了設(shè)備的集成化程度。相應(yīng)的，也對碎邊機(jī)的使用維護(hù)等提出了較高要求，否則會因?yàn)樗檫厵C(jī)的故障等造成冷軋機(jī)組無法正常運(yùn)行，嚴(yán)重降低冷軋機(jī)組的運(yùn)行效率。