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在板材生產(chǎn)線上,常用的飛剪有曲柄式飛剪、擺式飛剪、滾筒式(轉(zhuǎn)鼓式)飛剪等。飛剪技術(shù)是一項核心設(shè)備技術(shù)。由于飛剪的設(shè)計難度大,制造精度高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,難以控制,過去一直被西方發(fā)達國家所控制。與其它類型的飛剪相比較,滾筒式飛剪結(jié)構(gòu)簡單,剪刃作簡單的圓周運動,可以剪切運行速度較高的帶鋼,動負荷小,設(shè)備重量輕,使用可靠而應(yīng)用最廣。新鋼1550冷軋連續(xù)退火機組的出口段設(shè)置有一臺滾筒式飛剪,用于分卷、切廢和取樣。
滾筒式飛剪的結(jié)構(gòu)
滾筒式飛剪由傳動機構(gòu)和剪切本體機構(gòu)組成。傳動機構(gòu)由電機、減速機、聯(lián)軸器、制動器等組成,傳動至下轉(zhuǎn)鼓,上下剪刃通過轉(zhuǎn)鼓兩側(cè)的同步齒輪實現(xiàn)同步剪切。飛剪本體由上下轉(zhuǎn)鼓、機架、同步齒輪,剪刃側(cè)隙調(diào)節(jié)裝置、同步齒輪稀油循環(huán)潤滑系統(tǒng)等組成。
飛剪本體機構(gòu)
飛剪本體機構(gòu)裝配如圖1所示。
上下轉(zhuǎn)鼓斷面形狀為扁圓形,即圓柱體加工掉兩個扇形。上下轉(zhuǎn)鼓支撐采用雙列雙外圈圓錐滾子軸承(5),這種軸承能在固定的位置上使用,也能在軸承座孔里做軸向移動,軸承與軸的配合187.325/187+0.355+0.343為過盈配合。下轉(zhuǎn)鼓兩側(cè)的軸承裝入機架內(nèi),在傳動側(cè)軸承端蓋壓緊軸承兩側(cè)的外圈,端蓋與機架相連,下轉(zhuǎn)鼓在軸向是固定不能竄動的,并將下轉(zhuǎn)鼓工作時的軸向力傳遞到機架上。上轉(zhuǎn)鼓傳動側(cè)的軸承裝入機架內(nèi),機架與軸承外圈的配合270-0.087-0.1/269.875為間隙配合;而操作側(cè)的軸承則裝入軸承座(9)內(nèi),機架與軸承座(9)的配合340+0.015+0.01/3400-0.01為間隙配合,最大間隙達0.025,軸承座(9)的外表面有0.02的鍍鉻層,以增強耐磨性能,軸承的內(nèi)外圈分別通過鎖緊螺母、端蓋與上轉(zhuǎn)鼓軸和軸承座(9)緊固在一起。上轉(zhuǎn)鼓是可以在軸向整體移動的,最大的軸向移動量2mm。
剪刃側(cè)隙調(diào)節(jié)裝置安裝的與機架剛性連接的定位支架上,剪切時,上轉(zhuǎn)鼓因剪刃帶來的軸向力,將通過已經(jīng)鎖緊的剪刃側(cè)隙調(diào)節(jié)裝置傳遞到機架上。
飛剪的技術(shù)參數(shù)為減小剪切阻力,上下剪刀設(shè)計成﹣2°和2°傾斜角,剪刃重疊量是通過調(diào)整剪刀底下的墊片厚度來實現(xiàn)的,剪刃側(cè)隙通過剪刃側(cè)隙調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)。飛剪的技術(shù)參數(shù)如下:
1)剪切時帶鋼運行速度m/min:100m/min(分卷和切廢)、50m/min(取樣)?2)剪切帶鋼規(guī)格:厚度(0.18~2.0)×寬度1430mm3)轉(zhuǎn)鼓中心距:360±0.02mm4)轉(zhuǎn)鼓直徑:350h9mm
5)剪刃的調(diào)整直徑mm:361mm6)剪刃尖斜角:12°
7)上下剪刃傾斜角:(﹣2°,2°8)上下剪刃固定重疊量:1mm
9)上下剪刃側(cè)隙調(diào)節(jié)范圍:0~0.4mm。
同步傳動齒輪
滾筒式飛剪采用啟動工作制,即得到剪切指令后,飛剪由待機位置啟動、加速、剪切、減速、停止到原待機位置,等待下一次剪切。在下轉(zhuǎn)鼓操作側(cè)軸端安裝有接近開關(guān),檢測轉(zhuǎn)鼓的狀態(tài)。由于飛剪在工作中需有頻繁變速,上下轉(zhuǎn)鼓在傳動側(cè)和操作側(cè)均設(shè)有同步齒輪,這樣可以避免在剪切過程中因轉(zhuǎn)鼓軸的扭轉(zhuǎn)彈性變形而引起剪切間隙在軸線方向產(chǎn)生變化,從而提高剪切質(zhì)量[2]。兩側(cè)的同步斜齒輪裝置如圖2所示。
同步齒輪是飛剪的關(guān)鍵零件。為了實現(xiàn)同步齒輪“無齒側(cè)間隙嚙合”,從動同步齒輪設(shè)計成主副齒結(jié)構(gòu),副齒輪相對主齒反向轉(zhuǎn)動一個角度,主齒輪用于剪切傳動,副齒輪用于轉(zhuǎn)鼓反向空載轉(zhuǎn)動,反轉(zhuǎn)時副齒直接與下轉(zhuǎn)鼓的主齒輪接觸,以保證上下轉(zhuǎn)鼓上的同步齒輪在零側(cè)隙嚙合狀態(tài)下工作,減少和消除沖擊負荷,保證飛剪傳動平穩(wěn)[3]。從動主副齒輪(2)(3)用定位銷(5)及螺釘(6)連接,通過調(diào)整兩齒輪之間的墊片(4)來消除同步齒輪的齒側(cè)間隙。
在傳動側(cè),同步齒輪與轉(zhuǎn)鼓軸鍵連接;在操作側(cè),上轉(zhuǎn)鼓的從動主齒輪(2)與轉(zhuǎn)鼓軸鍵連接,而從動副齒輪(3)與從動主齒輪(2)的輪轂為240H7/g6間隙配合,下轉(zhuǎn)鼓的主動齒輪與轉(zhuǎn)鼓軸采用漲緊環(huán)無鍵連接。裝配時,鍵槽的中心須和齒輪的一個齒頂和齒根中心對中,保證齒輪傳動鍵與鍵槽寬的側(cè)隙<0.02mm。
剪刃側(cè)隙調(diào)節(jié)
剪刃側(cè)隙調(diào)節(jié)裝置
刃側(cè)隙調(diào)節(jié)裝置安裝在上轉(zhuǎn)鼓的操作側(cè)端,它包括調(diào)節(jié)螺母、螺旋千斤頂、鎖緊、限位檔柱、百分表等部件。圖3為剪刃側(cè)隙調(diào)節(jié)裝置。進行剪刃側(cè)隙調(diào)節(jié)時,松開鎖緊,旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母,螺旋千斤頂轉(zhuǎn)動,帶動螺旋千斤頂?shù)慕z杠進退,絲杠端部法蘭套與端蓋螺釘連接,安裝在軸承座中的球面推力滾子軸承SKF-29412E內(nèi)圈定位在支撐連接軸上,端蓋通過定位隔套壓緊球面推力滾子軸承的外圈,
軸承座與油箱的配合181/181+0.1-0.1為間隙配合(O形圈密封),螺旋千斤頂通過支撐連接軸與上轉(zhuǎn)鼓相連接。由此可見,旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母,通過螺旋千斤頂及支撐連接軸,整個上轉(zhuǎn)鼓軸作等量的軸向移動。
由于上下轉(zhuǎn)鼓通過同步斜齒輪傳動,所以當上轉(zhuǎn)鼓軸和同步齒輪作軸向移動時,由于下轉(zhuǎn)鼓和同步齒輪在其軸向上的自由度已被完全約束,隨著上轉(zhuǎn)鼓軸及同步齒輪的軸向運動,利用斜齒輪的螺旋角可使上下轉(zhuǎn)鼓軸和同步齒輪被迫產(chǎn)生微量的角位移,從而改變上下剪刃間隙,使剪刃側(cè)間隙得到調(diào)節(jié)。剪刃側(cè)隙調(diào)節(jié)完成后,擰緊鎖緊,上轉(zhuǎn)鼓軸不會產(chǎn)生軸向竄動,抑制剪切振動的影響,剪刃側(cè)隙保持不變。
螺旋千斤頂,速比1/24,最大動力6t,具有防松自鎖的能力。
剪刃側(cè)隙調(diào)節(jié)數(shù)值剪刃重疊量和剪刃側(cè)隙是飛剪的兩個重要技術(shù)參數(shù),生產(chǎn)中需要經(jīng)常調(diào)節(jié)。剪刃重疊量調(diào)節(jié)比較簡單,是1mm的固定重疊量。剪刃側(cè)隙要根據(jù)剪切帶鋼厚度適時人工調(diào)節(jié)。增加重疊量將會減少剪刃側(cè)隙。通過對剪刃側(cè)隙裝置進行調(diào)節(jié),當上轉(zhuǎn)鼓軸向操作側(cè)移動時,剪刃側(cè)隙減小,反之增大。?理論上剪刃側(cè)隙是帶鋼厚度的10%,百分表中顯示的是螺旋千斤頂?shù)男谐?,剪刃?cè)隙是千斤頂行程20%的比例圖4帶鋼厚度、千斤頂行程和剪刃側(cè)隙的對應(yīng)關(guān)系關(guān)系。轉(zhuǎn)鼓飛剪是非平行刀刃剪切,為了不產(chǎn)生上下刀刃干涉(碰刀)現(xiàn)象,如圖3所示的限位擋柱(6)限定了剪刃側(cè)隙調(diào)節(jié)值不小于0.06mm。
設(shè)計方西門子—奧鋼聯(lián)推薦了3個典型剪刃側(cè)隙,用于厚度0.18~2.00mm帶鋼的剪切,以便現(xiàn)場操作更簡單。帶鋼厚度、千斤頂行程和剪刃側(cè)隙的對應(yīng)關(guān)系如圖4所示。