中厚板切邊圓盤剪的設計與結構分析

樸花淑　隋冬枝（北方重工集團有限公司，遼寧　沈陽　110141）

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中厚板切邊圓盤剪的設計與結構分析

樸花淑隋冬枝
（北方重工集團有限公司，遼寧沈陽110141）

摘要：本文利用計算機輔助系統，借鑒國外的先進技術，自主設計了國產化的中厚板切邊圓盤剪，主要闡述了其結構特征及工作原理，并對主要結構件進行了參數制定分析，剪刃重疊量及側隙對剪切質量的影響。

關鍵詞：中厚板切邊圓盤剪；結構特征；參數制定；剪切質量

1 前言

切邊圓盤剪是帶鋼精整設備的核心設備之一，適用于剪切較長的鋼板，用來切去鋼板不整齊的兩邊，使鋼板的邊部平滑、整齊，達到整個帶鋼寬度一致，提高帶鋼的寬度精度。本文介紹了我公司給唐山鋼鐵公司生產的6×25～2300橫切機組中的切邊圓盤剪。

2 結構特征及工作原理

本設備分固定側圓盤剪和移動側圓盤剪，主要由移動側圓盤剪本體、固定側圓盤剪本體、減速機、寬度調整裝置、底座等組成。本圓盤剪采用兩臺交流變頻主電機分別傳動兩臺減速機，每臺減速機分別傳動兩根萬向接軸帶動兩側上下刀軸完成剪切動作，兩臺主電機之間通過減速器、可伸縮萬向接軸及同步軸連接在一起，當剪切鋼板的寬度改變時，移動側主電機隨移動側圓盤剪本體一起移動。

2.1 減速機：本設備之主減速機共兩臺，它們分別由兩臺交流變頻主電機直接傳動，兩臺主傳動電機之間通過傳動軸及聯軸器保證機械同步，從而實現移動側圓盤剪與固定側圓盤剪同步剪切動作。兩臺主減速機均為三級減速、一級分配，其傳動齒輪均為合金鋼鍛造的斜齒輪，減速機箱體由鋼板焊接而成。固定側主減速機直接裝于電機底座上，并用地腳螺栓固定在基礎上，而移動側主減速機則裝于能在移動側底座上左右滑動的滑座上，當剪切鋼板的寬度發生變化時，主電機及主減速機一同與移動側圓盤剪本體同時移動。

2.2 寬度調整裝置：主要由底座、滑座及滾珠絲杠、絲桿、中間支承輥等組成。當剪切鋼板寬度規格改變時，移動剪橫移電機傳動平面包絡環面蝸桿減速器，通過聯軸器傳動滾珠絲杠副，從而帶動移動側圓盤剪在底座上滑動，改變兩側剪刃間距離。為保證橫移后移動側圓盤剪本體位置在剪切時不發生變化，滑座與底座之間采用四個液壓缸鎖緊。中間支承輥裝置主要由在移動側橫移底座上的支承輥架及其上的8個支承輥組成。每個支承輥均為自由輥，支承輥架下裝有螺母座及螺母，螺母裝于梯形螺紋絲桿上，此絲桿與移動剪橫移滾珠絲杠用聯軸器聯接成一體，其行程為移動剪本體行程的一半，這樣就可以保證中間支承輥中心線始終與被剪切鋼板中心線保持一致。

2.3 移動側圓盤剪本體、固定側圓盤剪本體：此兩部分是圓盤剪的核心部分，它能完成鋼板的剪切工作。它主要由刀盤、刀盤軸、偏心套、剪刃重疊量及側隙調整、固定側及移動側邊部壓輥、入口托輥、機架等組成。刀盤裝于刀盤軸上，刀盤軸由主電機帶動減速機通過萬向接軸驅動，從而實現刀盤的旋轉剪切動作。重疊量調整是由YEJ型電磁制動電機驅動齒輪減速機，齒輪減速機帶動裝于機架中部的蝸桿轉動，蝸桿的轉動帶動裝于上、下偏心套上的蝸輪旋轉，從而調整了刀盤的重疊量。剪刃側隙調整是由YEJ型電磁制動電機驅動齒輪減速機，齒輪減速機驅動裝于機架上部的蝸輪蝸桿轉動，可帶動上偏心套及上刀盤做軸向移動，使刀盤側隙得到改變。兩側剪機本體的機架均采用焊接結構，所有刀盤軸及重疊量、側隙調整裝置等均裝于其上。固定剪機架直接裝于固定剪底座上，移動剪機架裝于能在底座上滑動的滑座上，以適應剪切不同寬度的鋼板。固定側邊部壓輥裝置、移動側邊部壓輥裝置是為了提高鋼板剪切質量并保證鋼板寬度尺寸，減少鋼板在剪切過程中對剪刃產生側推力，在固定側及移動側分別設置有邊部壓輥裝置。由于圓盤剪入口輥道與圓盤剪刃之間還有一段距離，為保證鋼板能順利進入圓盤剪刃，在兩側圓盤剪本體入口側分別設置一個入口托輥裝置。

3 主要結構件參數制定分析

圓盤剪的主要結構參數有圓盤剪剪刃直徑、圓盤剪刃厚度、剪切速度、咬入角、剪刃重疊量及側向間隙等。圓盤剪刃直徑根據板材厚度h、咬入角ω（一般取10°～15°）及剪刃重疊量s來確定。

D ＝ h＋s/1-cosω

圓盤剪刃厚度一般取

B ＝ （0.06～0.1）D

圓盤剪刃的重疊量一般取決于板材的厚度，s＝（1～3）mm，當剪切板厚大于5毫米時，可以不給重疊量或給負的重疊量。圓盤剪刃的側向間隙△的大小也取決于板材的厚度，根據實驗資料，當板厚h大于3mm時，△＝（0.10～0.20）h；當板厚h小于3mm時，△＝（0.03 ～0.05）h，可見如圖2所示。

結語

本文敘述了切邊圓盤剪的結構特征及工作原理，主要結構件參數制定與分析，力能參數的計算，剪切不同厚度時如何調整剪刃重疊量和側向間隙等影響帶鋼剪切質量和效果的因素。此切邊圓盤剪為自主開發研制，不僅為以后生產同類產品提供技術保障，而且對完成冷軋設備的國產化和自產化開拓外部市場，都具有極其重要的作用。

參考文獻

[1]王海文.軋鋼機械設計[M].北京：機械工業出版社，1983.

中圖分類號：TG333

文獻標識碼：A