冷连轧机组滚筒式飞剪装配关键问题及工作状态之分析

冷连轧机组滚筒式飞剪装配关键问题及工作状态之分析

许延兴

中国第一重型机械股份公司大型装备制造厂 黑龙江齐齐哈尔 161042

摘要：在机械工业生产领域，大型产品的装配是十分重要的一环，直接关系到产品的整机出厂。因此，研究并解决产品装配过程中的关键性技术问题，追求良好的工作状态，对于确保产品质量，提高生产交往率意义非常重大。本文试结合生产工作实践，运用长期积累的经验，对冷连轧机组滚筒式飞剪装配的关键问题及工作状态进行分析。

关键词：飞剪，安装，剪切

一、对飞剪装配关键问题的分析

1、滚筒式飞剪主要由电机、减速机、斜齿轮、机架、上、下刀轴，剪刃间隙调整装置等机构组成，上下刀轴两端支撑在机架孔内的轴承上，下刀轴通过联轴器与减速机输出端相连，上刀轴通过传动侧齿轮与下刀轴同步动作。

为了保证传动精度，上刀轴采用组和齿轮，通过上刀轴内置的弹性转轴使副齿相对主齿方向，反向转动一个角度，以消除齿轮副间隙。主齿轮用于剪切传动，副齿轮用于转轴反向空载转动。在上下刀轴上各装有一个剪刃。剪刃间隙调整电机通过蜗轮蜗杆机构带动上刀轴，沿轴向移动，实现了剪刃侧隙的调整。

2、部装底座

⑴在安装飞剪之前，先选择起重设备和场地相配套的工作场地。（高度、起重能力）在地表安下平台槽、水泥、混凝土灌浆、养生等前期准备工作要就绪。安装后整体发往用户，需要场地有一定的承载能力。

⑵在装配场地布置好条型垫铁，方箱、高度不低于700mm，底下应留有液压缸与下部架体连接的装配空间。

⑶安装液压缸时将衬套用液态氮冷装到轴承座配合孔中，端面齐平。轴承座与液压缸装好，配合面转动灵活，同时装好球铰耳环。吊装液压缸，通过轴承与基座把装好。吊液压缸组件于已布置好的基础之上。基座与前后底座试把装，检查把合孔位置尺寸正确。

⑷吊装前后底座于已布置好的基础上调整好位置垫平稳，同时将横梁（两件）与两底座把装好暂不把牢。

3、装机架预紧装置

⑴由拉杆，以及预紧螺母、圆螺母组成

按1/2牙厚去除拉杆上的虚牙后，拉杆与预紧螺母圆螺母全行程试装应转动灵活无卡阻，别劲现象。

⑵将圆螺母与拉杆装好，调整保证拉杆底面与圆螺键槽底面共面，可用平键检查。

⑶将下部架体在装配平台上布置好，其中架体上ф166与拉杆配合孔呈水平位置。

⑷吊拉杆组件水平穿入下部架体，配合孔中装靠。

⑸按键槽尺寸配好平键，并与下架体把装好。

4、装机架锁紧装置

⑴吊装下部架体组件于底座上。

⑵调整好位置后将下部架体与底座通过锁紧装置结合面贴严0.05mm塞尺不入。

⑶座水平仪检查下部架体上轴承孔应与架体两侧面（加工基面）垂直误差不大于0.05mm/m，担平尺座水平仪检查两则轴承孔应在同一水平面上互差不大于0.05mm。

5、下刀轴的安装

⑴首先将上、下刀轴置于调好水平的垫铁上，把装上、下剪刃相应的上下刀轴上，各楔块用力矩搬手均匀对称把紧。

⑵用深浅尺检查上、下剪刃到衬垫底面的距离尺寸应为31±0.05mm，可通过此尺寸间接保证两剪刃的重合度为1±0.1mm。

⑶打表检查上、下剪刃到衬垫侧面间的距离互差不大于0.01mm，否则通过调整楔块预紧力保证，这样就可以间接的保证两剪刃平衡度不大于0.02mm。

⑷上、下剪刃装配、调整合格后，即可装同步齿轮，同步齿轮装配时一定要将同步齿轮花键套上的基准齿与刀轴上花键轴的基准齿对正，并注意下刀轴上大，小齿轮的方向，勿装反。

二、对飞剪工作状态的分析

飞剪每剪切一次带钢，电机启、制动各一次，完成一个工作。

1)“0”位置为穿带位置，在此位置，上、下转刀轴开口区最大，便于机组穿带。

2)“1”位置为加速开始位置。穿带结束后，带钢正常轧制时，上、下转轴处于41°位置，得到机组剪切命令后，飞剪开始加速，加速范围191°。

3)“2”位置为加速结速位置。在此位置剪刃进入剪切状态，此时剪刃与垂线夹角为30°，剪刃达到剪切速度V＝Vb(1＋K)

4)“3”位置为剪断带位置。在剪刃重合的瞬间认为带钢彻底剪断。剪切时要求带钢张力减小至正常值的75%。

5)“4”位置为剪切结束位置，上、下转刀轴继续以带钢速度旋转至转刀轴剪刃与垂线夹欠为30°时，电机开始制动，转过109°后停止，此时，转刀轴复位至“1”位置等待下次剪切命令。电机和减速机之间的气动抱闸工作，确保电机停止时，飞剪剪刃不离开初始位置。至此，一个剪切周期结束。

飞剪应用于钢铁加工行业，是指在钢筋送料过程中驱动剪切刀运动实现钢材的定长剪切。因为飞剪运动在剪切过程中不需停止送料，并能在加工过程中自由修改剪断长度和送料速度，所以大大提高钢筋剪切的加工效率。其送料单元由送料驱动系统控制，负责平稳无打滑的送料；剪切单元由剪切伺服系统控制，它根据设定的切断长度和送料速度，驱动剪切刀对钢筋进行定长剪切。伺服系统控制参数如切断长度、送料速度等由人机界面输入；材料的速度和位置由编码器反馈到剪切驱动系统。

编码器信号来源分为被动式和主动式：

被动式：由安装在测量轮上的编码器反馈材料速度和位置；

主动式：由送料电机编码器反馈材料速度和位置；优点是信号平稳，波动小；缺点是当材料与送料轮之间打滑时送料电机编码器反馈信号不能准确反应材料实际速度和位置。

剪切单元采用偏心轴方式传动，并采用机械同步定位轴，保证上下两个刀座定向、同速、定位，使剪切刀固定座作回转运动。其中剪切刀速度和送料速度同步的区域称为同步区，同步区内上下刀刃咬合的区域为剪切区域，同步区之外的运动区域称之为补偿区。

飞剪应用中剪切刀运动轨迹分为同步区和补偿区，其运动方式也分为同步运动和补偿运动。同步运动为剪切电机在同步区与材料速度和位置实现同步，其间上刀刃和下刀刃咬合，完成对钢板的剪切过程；而离开同步区后，根据切断长度的不同，剪切刀需要加速或者减速来补偿，以适用不同的切断长度，即为补偿运动。根据切断长度的不同，有三种不同的补偿运动方式：

1)长料切断

剪断长大于两倍刀刃周长情况下，在剪切周期中刀刃在剪断动作完成后减速并停止在设定点，然后加速进入同步区。

2)中料切断

剪断长大于刀刃周长但小于两倍刀刃周长情况下，剪断动作完成后减速但不停止在设定点，过设定点加速进入下一次剪切。

3)短料切断

剪断长小于刀刃周长的情况下，剪断动作一旦完成马上加速到设定点，然后减速进入下一次剪断。

三、剪刃间隙的调整

1．剪刃间隙的调整是通过剪刃调整机构中的螺轮减速机，带动上刀轴轴向移动，下刀轴轴向固定不动，让刀轴轴向移动时下刀轴通过斜齿轮进行转动，这样就使上、下剪刃间的相位发生改变，从而达到改变剪刃间隙的目的。剪刃间隙的调整范围为0.1-1.0mm之间。如果剪刃间隙在上刀轴移动全行程时达不到0.1-1.0mm间隙。若大于最小值0.1mm时，则采用偏转下刀轴的剪刃位置的方法来弥补超差值。

四， 齿轮传递运动的准确性是指要求齿轮在一转范围内传动比变化尽量小，以保证主、从动齿轮的运动协调。也就是说，在齿轮转一转中，它的转角误差的最大值（绝对值）不得超过一定的限度，要控制在一定的范围内，最大转角误差也称为长周期误差。例如，飞剪上下齿轮的啮合有偏差。

综上所述，斜齿轮啮合的特点。分析刀轴上基准齿和齿轮上基准齿的对应啮合。

下面提供几个有价值的参数。

即：下刀轴上的斜齿49个外齿，下刀轴花键齿数为46个齿

360°÷49＝7.346° 360°÷46=7.82°

若下刀轴中心到剪刃半轻设计为392.5mm

L＝2πr=2×3.14×392.5mm=2464.9mm

2464.9mm÷360°=6.846944444

综上所述，冷连轧机组滚筒式飞剪的装配是一项技术性很强的工作，需要操作者以扎实的技术功底、丰厚的实践经验、严细的工作态度来完成，如此才能使之达到最佳的运行状态，从而为企业赢得信誉和效益。

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