爐卷軋線圓盤剪剪刃間隙的簡易標定方法

王滿 尹曙昶 劉秀玲

摘 要：本文介紹了安鋼爐卷軋線圓盤剪設備剪刃間隙的簡易標定方法，通過操作畫面上增加的“標零”按鈕，實現了該處剪刃間隙的便捷標定，簡化了標定過程，減少了標定時間，減輕了維護人員工作量，有著較好的經濟效益。

關鍵詞：爐卷軋線；圓盤剪；剪刃間隙；簡易標定

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.027

0 前言

安鋼第二煉軋廠爐卷軋線的圓盤剪及碎斷剪，是用于將冷床區的下料鋼板（25mm以下厚度）剪切為最終寬度并將剪切掉的板邊進行分斷的設備。

該處圓盤剪設備剪刃更換后，需要進行間隙的標定。

圓盤剪剪刃間隙調整，用的是現場的垂直調整由螺旋狀的螺旋齒輪電機驅動，位置傳感器是一個與蝸輪的低速軸聯結的絕對編碼器。

技術數具如下：

下剪刃垂直移動：0-80mm （等于旋轉軸一半）

螺紋傳動比：99.84：1

螺旋齒輪比比率：72：1

桿偏移量：40 mm

編碼減壓器：1：1

齒輪電機最高速度：1500rpm

編碼器轉速：1500*（99.84）=15 rpm

剪刃垂直速度：1500*（1/99.84）*（1/72）*40/60=0.14 mm/s

編碼器旋轉/剪刃垂直沖程：? /（1/72）=36

編碼器脈沖/旋轉：4096

編碼器總計數：36*4096=147000pulse

剪刃縫隙位置精度：0.02mm

編碼器讀數精度：80/147000=0.00005mm/pulse

圓盤剪設備相關的標定有4個，分別是：固定側垂直剪刃間隙、固定側水平剪刃間隙、移動側垂直剪刃間隙、移動側水平剪刃間隙。

1 現狀

原有的剪刃間隙標定，對于現場不同的間隙測量值，間隙標定值的計算需要對應不同的經驗系數，且需要電氣人員通過事先做好的Excel表格進行反算，從程序中給定，才能完成標定，較為耗時，繁瑣。

1.1 垂直剪刃間隙的標定

①現場測量值X<1時：間隙調整相關的經驗系數為1.0

計算中間值Y=（X+5.19）/1.0+剪刃直徑/2-591

間隙標定值Z=ACOS（1-Y/40）*180/π*73

②現場測量值1≤X<2時：間隙調整相關的經驗系數為1.025

計算中間值Y=（X+5.19）/1.025+剪刃直徑/2-591

間隙標定值Z=ACOS（1-Y/40）*180/π*73

③現場測量值2≤X<3時：間隙調整相關的經驗系數為1.038

計算中間值Y=（X+5.19）/1.038+剪刃直徑/2-591

間隙標定值Z=ACOS（1-Y/40）*180/π*73

④現場測量值3≤X<4時：間隙調整相關的經驗系數為1.045

計算中間值Y=（X+5.19）/1.045+剪刃直徑/2-591

間隙標定值Z=ACOS（1-Y/40）*180/π*73

⑤現場測量值4≤X時：間隙調整相關的經驗系數為1.05

計算中間值Y=（X+5.19）/1.05+剪刃直徑/2-591

間隙標定值Z=ACOS（1-Y/40）*180/π*73

1.2 水平剪刃間隙的標定

現場測量值為X

計算中間值Y=X-剪刃直徑/2+660

間隙標定值Z=ACOS（1-Y/40）*180/π*73

2 解決方案

事先計算好垂直剪刃間隙及水平剪刃間隙均為0時的間隙標定值，在程序中給定，并在相應的操作畫面上增加“標零”按鈕。

當圓盤剪設備為“維護”模式，且相應的剪刃為“手動”狀態，現場將剪刃靠至零位時，點擊畫面上的“標零”按鈕，程序中即會給出零位的設定值到畫面上，完成相應的標定。

單一的標零操作，避免了先前需要操作人員現場測量間隙，報給電氣人員，再進行反算，得出標定值后在程序中給定，需要考慮不同的間隙范圍所對應的經驗系數變化，易出錯，且花費時間較長的情況。

3 效果對比

先前的剪刃間隙標定，需要電氣人員和操作人員共同完成，單個剪刃間隙的標定，需要花費的時間約為20分鐘，4個剪刃間隙的標定，需要80分鐘左右。

原有的剪刃間隙標定，需要維護人員與操作人員一起，配合完成，且對維護人員要求相對較高，需要熟悉標定值的反算及程序的設定，而新的簡易標定方法，由操作人員單方即可完成，不再需要電氣人員配合，減輕了維護人員工作量。

新的從畫面上“標零”操作的剪刃間隙標定方法，可以減少操作人員在測量間隙相對較大時塞尺的間隙誤差，且從HMI上即可進行標定操作，更方便、快捷。

單個剪刃間隙的標定，可以壓縮到5分鐘左右，4個剪刃間隙的總標定時間為20分鐘左右，效果明顯。

4 經濟效益計算

具體算法如下：

爐卷軋線年設計產量為110萬噸，每年生產天數按330天計，機時產量為：1100000÷（330×24）=138.88噸，噸鋼利潤按300元計。

改造前，該處4個剪刃間隙的標定，花費時間為80分鐘，改造后，花費時間減少至20分鐘，每次可節約的標定時間為60分鐘。

剪刃間隙的標定，一般都在檢修時進行，個別時候，需要在生產中停車進行。該處設備需要在生產中停車進行更換的幾率為1次/季度，每年需進行4次。

如此，改造后，每年可節約的停車時間為60*4=240分鐘，4小時。

每年新增的經濟效益為：138.88×4×300=166656元，即16.66萬元。

5 結論

爐卷軋線圓盤剪剪刃間隙的簡易標定方法改造，縮短了剪刃標定的時間，減少了操作人員在測量間隙相對較大時塞尺的間隙誤差，免去了電氣人員每次標定時都需要待命配合計算給定的工作量，且標定過程更方便、易用，減少了非故障停車時間，可以新增16.66萬元/年的經濟效益。

參考文獻：

[1]DANIELI Rotary Edge Trimming Shear Functional Description.

[2]TMEIC nv series & V series Engineering Tool 4 Online Manual.

作者簡介：王滿（1983-），男，河南新鄉人，本科，工程師，研究方向：冶金自動化。