飛剪機(jī)刀座鎖緊及液壓解鎖機(jī)構(gòu)的改進(jìn)

張 月

（北京京誠(chéng)瑞信長(zhǎng)材工程技術(shù)有限公司，北京 100176）

大型飛剪是大型棒材及型鋼軋制生產(chǎn)線上的重要設(shè)備，用于對(duì)軋件進(jìn)行切頭、切尾及事故碎斷。在使用過(guò)程中，飛剪機(jī)的刀片磨損很快，刀片是飛剪機(jī)上更換最頻繁的零件。對(duì)于小型飛剪，其刀片具有重量輕、更換方便的特點(diǎn)，人工手動(dòng)即可更換。大型飛剪的刀片尺寸大、重量重，且更換刀片的操作空間小，人工更換起來(lái)非常困難。因此，如何快速有效的更換刀片，成為了影響飛剪機(jī)乃至整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率的重要因素。

目前常見(jiàn)的大型飛剪機(jī)刀座鎖緊及解鎖機(jī)構(gòu)如圖1所示，刀片1通過(guò)螺栓和刀座2連接，刀座2安裝在刀架3的燕尾槽內(nèi)，楔塊4安裝在刀座2及刀架3中間的V型槽內(nèi)；碟簧6穿在碟簧壓緊軸5上，通過(guò)螺栓安裝在刀架3內(nèi)，端部頂住楔塊4；活塞7及密封圈8安裝在刀架3的活塞孔內(nèi)，刀架3上開(kāi)有油孔，與活塞孔相連。當(dāng)需要更換刀片時(shí)，向刀架3的油孔內(nèi)注入高壓油，使活塞7運(yùn)動(dòng)，克服摩擦力及碟簧壓緊力，推動(dòng)楔塊4沿V型槽滑動(dòng)，從而增大刀座2及楔塊4的間隙，使刀座2得以抽出。更換好刀片后，撤去液壓油，使楔塊4在碟簧6的推力下回位，從而鎖緊刀座2。此種結(jié)構(gòu)在刀架3上集成了彈簧鎖緊和液壓打開(kāi)機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)刀座2及刀片1的快速更換，縮短了換刀時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

在實(shí)際生產(chǎn)中，大型飛剪機(jī)通常布置在開(kāi)坯機(jī)之后，軋件到達(dá)飛剪處的溫度約為900～1000℃，由于活塞7及密封圈8在生產(chǎn)過(guò)程中始終安裝在刀架3內(nèi)，軋件的熱量輻射到刀架3再傳遞到密封圈8上的溫度超出了密封圈的耐受溫度，使其在較短時(shí)間內(nèi)就發(fā)生碳化損壞，從而造成液壓油泄露，活塞7無(wú)法正常動(dòng)作去推動(dòng)楔塊4，因此在實(shí)際使用過(guò)程中，該種結(jié)構(gòu)的故障率較高。為了克服上述缺陷，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化及提煉，設(shè)計(jì)出一種新型的刀座鎖緊及解鎖機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是能夠快速解鎖舊刀座、鎖緊新刀座，并且操作方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠有效。（其結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖3為液壓拉拔組件6的細(xì)節(jié)圖）

圖1

圖2

圖3 液壓拉拔組件

1 結(jié)構(gòu)及液壓打開(kāi)原理

刀片通過(guò)螺栓安裝在刀座2上，刀座2安裝在刀架1的燕尾槽內(nèi)，楔塊3安裝在刀座2及刀架1中間的V型槽內(nèi)，并在大端開(kāi)有螺紋孔；拉拔螺栓4一端通過(guò)螺紋和楔塊3連接，另一端穿過(guò)刀架1的孔槽，并用蓋形螺母保護(hù)螺紋。碟簧5穿在拉拔螺栓4上，一端鑲在刀架1的孔槽內(nèi)，另一端頂住楔塊3。

當(dāng)需要換刀時(shí)，擰下蓋形螺母，安裝上液壓拉拔組件6。先將螺母7擰緊在拉拔螺栓4上，再將開(kāi)有徑向孔的內(nèi)六角套10套在螺母7外面，放好支撐套11，支撐套11的高度要高于螺母7及內(nèi)六角套10。將缸體12及活塞13置于支撐套11上，再將螺紋套9擰在拉拔螺栓4上。缸體12上開(kāi)有油孔，缸體12及活塞13間有密封油腔，向油孔內(nèi)注入高壓油，克服楔面摩擦力及碟簧壓緊力，推動(dòng)活塞13帶動(dòng)螺紋套9上升，從而通過(guò)拉拔螺栓4帶動(dòng)楔塊3沿V型槽滑動(dòng)，當(dāng)楔塊3大端面和刀架1貼合時(shí)，刀座2及楔塊3之間產(chǎn)生一定的間隙，使刀座2得以抽出。停止加壓，通過(guò)內(nèi)六角套的徑向孔將螺母擰緊，可卸除液壓拉拔組件6，對(duì)另一個(gè)刀座進(jìn)行解鎖。更換好新刀座后，重復(fù)上述步驟，擰下螺母7，使楔塊3在碟簧5的推力下回位，從而鎖緊新刀座。在露出頭的拉拔螺栓4上擰蓋形螺母以保護(hù)螺紋，至此，新刀座更換完畢。

2 鎖緊原理

理想情況下，剪切機(jī)上的棒材在剪切過(guò)程中是平直通過(guò)飛剪（即通過(guò)刀座傳導(dǎo)到楔塊的力是垂直于楔塊側(cè)面的），飛剪機(jī)工作時(shí)，楔塊3的兩側(cè)面與刀架1和刀座2的側(cè)面貼合，由于楔塊3存在一個(gè)較小的θ角度（約為5°），使得楔塊在刀座2的擠壓力作用下始終處于自鎖狀態(tài)，即在剪切過(guò)程中，即使沒(méi)有碟簧的推力，楔塊3也不會(huì)從刀架1中脫出。

然而，實(shí)際情況是，剪切時(shí)棒材很可能不是完全平直的通過(guò)飛剪，而是有一個(gè)很小的傾角，從而形成一個(gè)平行于楔塊側(cè)面的分力，即使這個(gè)分力不大，也有可能造成楔塊與刀座貼合面的瞬間脫離；此外，高溫造成的蠕變、由于油脂污染造成楔塊兩側(cè)面的摩擦系數(shù)變小、或者機(jī)械振動(dòng)或其他沖擊產(chǎn)生的力，都有可能造成楔塊3與刀座2貼合面的瞬間脫離，以致刀座松動(dòng)造成剪切故障，因此需要碟簧5在剪切過(guò)程中對(duì)楔塊3有一個(gè)附加推力。同時(shí)，碟簧5還可以推動(dòng)楔塊3在更換刀片后快速歸位，壓緊刀座2。

3 結(jié)語(yǔ)

在該結(jié)構(gòu)中，由于液壓拉拔組件并非始終安裝在刀架上，只有在需要更換刀片時(shí)才連接到飛剪上，且在此時(shí)飛剪處于停機(jī)狀態(tài)，沒(méi)有高溫軋件通過(guò)，密封圈不會(huì)因?yàn)闊彷椛涠l(fā)生碳化損壞，因此該結(jié)構(gòu)能保證活塞腔機(jī)構(gòu)的正常工作，可靠有效，故障率低。與此同時(shí)，由于液壓拉拔組件為外置機(jī)構(gòu)，刀架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，便于檢修。

大型飛剪機(jī)刀座鎖緊及解鎖機(jī)構(gòu)的設(shè)立，大大簡(jiǎn)化了換刀難度，縮短了換刀時(shí)間，對(duì)提高生產(chǎn)效率有積極意義。