酸洗機(jī)組碎邊剪刀頭調(diào)整與剪刃間隙校準(zhǔn)分析

韓鐵拴

（寶鋼湛江鋼鐵有限公司冷軋廠設(shè)備管理室，廣東 湛江 524000）

0 引言

某鋼廠酸軋機(jī)組，酸洗工藝段剪邊碎邊設(shè)備采用德國DUMA公司的DOUBLE SIDE TRIMMER 400型產(chǎn)品（圖1）。該設(shè)備剪切質(zhì)量穩(wěn)定，故障率低，在全國各大鋼廠均有應(yīng)用。在投產(chǎn)之初，機(jī)組采購了2套共8件碎邊剪刀頭，上機(jī)后就發(fā)現(xiàn)剪刃間隙值不受控，造成崩刀或剪切廢料連刀嚴(yán)重，廢料輸送皮帶堵邊，影響機(jī)組正常生產(chǎn)。為保證機(jī)組穩(wěn)定順行，本文研究了碎邊剪刀頭的安裝、調(diào)整原理及剪刃磨損后對實(shí)際間隙值的影響。

圖1 碎邊剪上下刀頭有嚴(yán)格的位置關(guān)系

1 刀頭位置調(diào)整

1.1 調(diào)整原理

為了適應(yīng)剪切不同板厚帶鋼的不同間隙要求，碎邊剪的上刀軸設(shè)計(jì)為可軸向移動的結(jié)構(gòu)，見圖2，通過電機(jī)帶動的偏心軸，使刀軸軸向移動，配合刀頭（圖3）上65°周向布置的6個(gè)剪刃，實(shí)現(xiàn)剪刃間隙可調(diào)。間隙值可通過與偏心軸同軸的碼盤讀出，見圖4，圖5。通過使用塞尺塞刀刃間隙的方法，可以檢測實(shí)際間隙值，調(diào)整刀頭的過程也就是使實(shí)際間隙值與碼盤讀數(shù)值相一致的過程。

圖2 刀軸偏心橫移機(jī)構(gòu)

圖3 刀頭

圖4 碎邊剪齒箱及碼盤

圖5 碼盤

1.2 調(diào)整過程

由于下刀軸不可軸向移動，下文中所述刀頭位置的調(diào)整僅指上刀頭。具體調(diào)整的內(nèi)容可分為以下幾個(gè)步驟：

1.2.1 準(zhǔn)備工作

為了準(zhǔn)確測定剪刃的間隙，需準(zhǔn)備全新或修磨過的上、下兩個(gè)刀頭，并準(zhǔn)備好電焊機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)塞尺和一些常規(guī)的工具。將下刀頭準(zhǔn)確安裝在下刀軸上并緊固。

1.2.2 上刀軸基準(zhǔn)位置確定

由于上刀軸可軸向移動，首先需確定一個(gè)基準(zhǔn)位置，用于調(diào)整檢查刀頭。在設(shè)備制造之初，廠家就確定了刀軸的機(jī)械零間隙位置，如圖5所示，碼盤數(shù)值為零的位置即為機(jī)械零間隙位置，也就是在該位置時(shí)，上下刀頭剪刃的間隙值應(yīng)為零。為便于校準(zhǔn)，測量間隙值，我們需要將碼盤值點(diǎn)動調(diào)整到0.1 mm，當(dāng)我們實(shí)際測得的刀刃間隙為0.1 mm左右時(shí)，即可認(rèn)為調(diào)整完成。

1.2.3 刀頭端部定位環(huán)拆除

刀頭端部有一局部帶凹形槽的定位環(huán)，通過定位銷和沉頭螺栓與刀頭體連接在一起。該定位環(huán)上的凹形槽與刀軸根部上定位環(huán)的凸塊精密配合，用于周向定位。所以調(diào)整的第一步需將該定位環(huán)拆除，使刀頭體和定位環(huán)可相對轉(zhuǎn)動（圖6、圖7）。

圖6 刀頭端部定位環(huán)

圖7 刀頭與刀軸周向定位結(jié)構(gòu)

1.2.4 刀頭位置確定

2012年3月，教育部印發(fā)了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》，為我國教育信息化改革指明了方向和提供了政策支持，也為教師在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上創(chuàng)新教育理念和教學(xué)模式創(chuàng)造了有利條件。[1]

將定位環(huán)凹槽和刀軸根部定位環(huán)上凸塊清理干凈、并使之緊密貼緊配合。根據(jù)塞尺測量的剪刃間隙值[1]，周向轉(zhuǎn)動、調(diào)整刀頭，當(dāng)間隙值為0.1 mm時(shí)，復(fù)測其他位置剪刃的間隙情況（一個(gè)刀頭共6個(gè)剪刃），根據(jù)外方提供的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)所有的間隙值都在0.08 mm～0.12 mm范圍內(nèi)時(shí)，即可認(rèn)為調(diào)整到位，并在程序中將剪刃間隙值設(shè)定為0.1 mm。調(diào)整到位之后，使用電焊機(jī)在刀頭體和定位環(huán)結(jié)合面外緣處點(diǎn)焊接兩點(diǎn)，用于保證定位環(huán)和刀頭體調(diào)整后的位置不因拆卸刀頭而發(fā)生改變，然后將上刀頭拆下（圖8）。

圖8 上下刀頭剪切時(shí)間隙情況

1.2.5 刀頭端部定位環(huán)固定

將調(diào)整好位置的刀頭送機(jī)加車間，重新配打定位銷孔和螺栓孔，并固定，打磨掉焊點(diǎn)。

1.2.6標(biāo)記配對信息

經(jīng)過校準(zhǔn)后的上刀頭和下刀頭只能成對使用不能與其他刀頭混用，為了方便使用和查找，還需在刀頭側(cè)面標(biāo)記配對信息。

通過以上幾個(gè)步驟，即實(shí)現(xiàn)了刀頭位置的校準(zhǔn)與調(diào)整。

2 剪刃磨損后校零對間隙實(shí)際值的影響分析

碎邊剪在使用了一段時(shí)間之后，剪刃磨損，間隙值變大，剪切效果不佳，產(chǎn)生連刀。需對剪刃進(jìn)行校零處理。校零的目的在于將當(dāng)前剪刃的實(shí)際間隙值輸入程序，校準(zhǔn)程序當(dāng)前不準(zhǔn)確的間隙值（由于剪刃磨損）。

2.1 校零的原理

校零的原理是通過人工實(shí)測剪刃間隙值，并將該值輸入到設(shè)備程序中，消減剪刃磨損帶來的實(shí)際間隙值變化，最終實(shí)現(xiàn)改善剪邊質(zhì)量。

2.2 校零后間隙實(shí)際值和設(shè)定值的偏差分析

上刀軸的偏心調(diào)整機(jī)構(gòu)可簡化如圖9所示結(jié)構(gòu)，進(jìn)而建立圖10所示的刀刃間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)示意圖。圖中偏心軸偏心軌跡形成的圓，半徑為OB，設(shè)其值為e。

圖9 上刀軸的偏心調(diào)整機(jī)構(gòu)簡圖

圖10 刀刃間隙調(diào)整原理示圖

假設(shè)偏心點(diǎn)在B點(diǎn)時(shí)，碼盤對應(yīng)的間隙值為0，當(dāng)偏心點(diǎn)轉(zhuǎn)動到C點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)動角度為x，碼盤對應(yīng)的間隙值為a，由幾何知識可知，刀軸的軸向移動量A B與剪刃間隙變化量α呈正比關(guān)系[3]，設(shè)比例系數(shù)為k1，則有：

在剪刃磨損后，設(shè)定間隙值為a，實(shí)際間隙值為a+b（b×0），通過校零，設(shè)定值與實(shí)際值一致，但此時(shí)碼盤上的讀數(shù)小于實(shí)際間隙值。當(dāng)間隙值調(diào)整時(shí)，系統(tǒng)會按當(dāng)前值和目標(biāo)值驅(qū)動偏心軸旋轉(zhuǎn)一定的角度β，由于碼盤上的讀數(shù)小于設(shè)定值，則設(shè)定間隙和實(shí)際間隙會存在偏差△l：

式中，x1為校零后，碼盤實(shí)際讀數(shù)位與程序設(shè)定值位的角度偏差。

可見，校零并不能完全彌補(bǔ)剪刃磨損帶來間隙變化。磨損初期，x1值較小，校零后間隙變化量不大；隨著磨損加劇，間隙偏差也會越來越大，即使通過校零也不能消除補(bǔ)剪刃磨損造成的連刀情況，需要及時(shí)換刀處理。

3 驗(yàn)證分析

為了驗(yàn)證以上的分析，跟蹤檢測了現(xiàn)場一對碎邊刀頭上機(jī)時(shí)和使用10天后的剪刃間隙值，具體結(jié)果見表1。

表1 剪刃間隙變化跟蹤表

根據(jù)測量結(jié)果可以看出，剪刃磨損后可以通過校零來補(bǔ)償部分的間隙變化量，維持機(jī)組生產(chǎn)，但不能完全補(bǔ)償，在剪刃磨損后期必須通過更換新刀，才能保證碎邊質(zhì)量。

4 結(jié)語

本文通過對某鋼廠酸軋機(jī)組碎邊剪刀頭的安裝調(diào)整，詳述了剪刃間隙的調(diào)整原理以及剪刃磨損校零后對間隙值影響的定量分析，通過跟蹤測量現(xiàn)場實(shí)際的一對碎邊剪刀頭上機(jī)時(shí)和使用一段時(shí)間后的間隙值驗(yàn)證了以上的偏差分析，可為同類設(shè)備的維護(hù)提供參考。