大斷面新型冷剪機研制

侯有龍

（太重煤機有限公司， 山西 太原 030032）

太重煤機有限公司（以下簡稱我公司）從2007年引進達涅利850 t 冷剪至今已有十余年，在這中間，我公司利用該機型的工藝原理，經過多次改進，在此機型上取得了多個專利，為略陽鋼鐵、壺井特鋼、廣西盛隆、唐銀、興達、江蘇振亞、印度電鋼等鋼鐵企業生產了十余臺冷剪。并且剪切力發展為630 t、850 t、1 000 t、1 200 t 四種機型，具有良好市場信譽。通過不斷的消化改進，使我公司對該種冷剪有了較全面的認識，現將850 t 冷剪為例簡要論述一下該機型的結構、性能及改進：

1 設備總體特點描述

850 t 冷剪成套設備，是用于棒材生產線冷態軋件切頭切尾及定尺長度剪切的一套機械/電控/液壓/氣動/稀油/干油為一體的成套設備，具有以下特點：

1.1 機電一體化

由于冷剪在整個軋線上的工藝布置，它與相臨設備幾乎沒有可共有的一體系統，在功能上也沒有相似性，所以冷剪很有必要自成體系。冷剪設備上裝有供軸承和齒輪潤滑的帶油泵的完整的稀油潤滑系統。另外還配置一套單線干油潤滑系統供冷剪曲柄連桿機構轉動部位及滑動部位潤滑，稀油潤滑系統的油泵安裝于冷剪設備箱體上。需要與車間流體介質源（如液壓、氣動系統）相接的系統的接口分交點位于冷剪設備傳動側。在剪機機體上各流體系統配管和電控管線整齊排列。

1.2 技術密集型

為提高設備壽命，減小設備體積，主傳動為硬齒面齒輪傳動，齒輪及齒輪軸采用優質合金鋼材質，齒輪設計按無限長壽命選取安全系數，剪機箱體為鋼板焊接而成，避免了巨大的剪切力由同一個厚鋼板克服，即只形成鋼板的內力，以免除焊縫受到較強的沖擊力。

1.3 設備操作人性化

冷剪設備的設計上，在考慮設備功能和效能的同時，尤其注重人性化設計，最大限度地提高操作人員機上檢修和操作的方便性，降低設備運行中產生的噪音，以滿足操作人員生產衛生的要求。

1）在軋線更換產品規格時，同時冷剪設備也需要更換相應的工藝件，這些工藝件與剪機本體的固定連接設計，主要采用燕尾固定，而不是用螺栓連接，大大縮短操作人員在線操作時間。

3）剪機傳動離合器和制動器的選型，采用氣動干式磨檫片離合器和制動器。與其他離合器制動器相比，具有動作迅速、運行平穩和噪音低的優點。

1.4 自動化程度高

冷剪設備不僅所有剪切動作和輔助動作都是自動控制外，還能實現各設備動作間的連鎖以及各流體系統的自我保護和與主軋線的通訊。

2 設備組成

設備組成：冷剪主體、電機組件、抬高輥掃尾裝置、刀片更換裝置、對齊擋板、壓輥、流體系統（包括稀油潤滑系統、干油潤滑系統、液壓系統和氣動系統）、電氣系統（不在本合同內，用戶自備）、溜槽和收集裝置。

3 基本參數（見下頁表1）

4 設備說明

4.1 冷剪本體（見下頁圖1）

冷剪本體的用途能夠完成整個剪切動作。其由床身、滑塊組件、過渡軸組件、曲柄驅動組件、高速軸組件等部件組成。也是冷剪機的主體，由主電機帶動高速軸轉動，高速軸配有制動器、離合器、飛輪。高速軸通過齒輪帶動過渡軸，過渡軸帶動曲柄連桿機構，實現剪切動作。

表1 850 t 冷剪的基本參數

圖1 冷剪本體

4.2 電機

電機的用途是提供冷剪機的主動力。電機為實際剪切的動力源，主電機通過皮帶傳動帶動飛輪轉動。由飛輪儲能實現剪切。主電機功率為160 kW。

4.3 掃尾裝置

掃尾著裝置的用途是清除輥道上不夠定尺的短料。采用氣缸來推動掃尾擋板，將一組不夠定尺的短頭料推出輥道面，使下一組料可以順利通過輥道。掃尾裝置含碟簧抬高輥裝置

4.4 刀片更換裝置（見圖2）

用途是刀片更換。采用高壓油打開液壓缸，使刀座與滑塊脫離，在用液壓缸推出刀座到刀片更換小車上，刀片更換完畢后在用液壓缸拉回使用位置，鎖緊液壓缸卸油，碟簧鎖緊。動力源來源于高壓油。

4.5 對齊擋板（見圖3）

對齊擋板的用途是對齊切頭，使每一組被剪切料的頭部對齊，剪切頭部的不規則部分，在開始定尺剪切。每一組被剪切料使用一次。

二連浩特是一座依靠對外交通運輸而興起的邊境口岸城市，歷史上就是內外蒙古地區交通往來的必經通道，對外交通十分便捷。早在元代時期就在現在二連浩特市境內設立玉龍棧，清嘉慶二十五年(1820年)在鹽池西北坡設置“伊林”驛站。1918年，張家口旅蒙商景學鈐等人創辦“大成張庫汽車公司”，開通了張家口至庫倫(今蒙古國烏蘭巴托)汽車運輸線，二連鹽池成為這條運輸線上的重要站點之一，站名“滂北”。[注]參考二連浩特市地方志編纂委員會編：《二連浩特市志》，第3—4頁，內蒙古文化出版社，2003年。拉開了二連浩特交通現代化發展的序幕。

圖2 刀片更換裝置

圖3 對齊擋板

對齊擋板采用氣缸為動力源，工作介質為壓縮空氣，對齊擋板可以自由升降。

升起后高出輥面200 mm，擋板寬度為1 250 mm。

4.6 壓輥裝配（見圖4）

圖4 壓輥裝配

壓輥裝配的用途是將來料壓緊，抬高輥采用碟簧。

4.7 流體系統

1）稀油潤滑系統。冷剪主體中的齒輪為高精度硬齒面磨削而成，工作時必須有良好的潤滑，在本設備主體上的配置有獨立稀油循環潤滑系統，對齒輪進行集中噴油潤滑。

2）壓縮空氣系統。冷剪上離合器、制動器以及多個氣缸均是以壓縮空氣作為動力的，尤其是離合器和制動器的正常工作需要壓縮空氣的氣壓和流量必須穩定，所以在冷剪附近安裝壓縮空氣罐（不屬冷剪供貨范圍）以保證氣壓的恒定。

3）干油潤滑系統。用于本體內各軸瓦的潤滑，設備自帶干油站，配齊所有管路，使本體內各軸瓦、滑塊與床身之間等各潤滑點得到充足潤滑。

4）液壓系統。更換剪刃使用。

4.8 電氣系統

實現冷剪系統的自動化控制（不在本合同內，買方自備）。

4.9 溜槽及收集箱

溜槽及收集箱的位置在定尺冷剪邊，靠操作側。用途是對定尺冷剪剪切下的頭、尾進行收集。料框集滿后由叉車叉走。

技術要求：溜槽型式為鋼結構焊接件；收集箱型式為鋼結構焊接件。

5 剪切過程描述

在料頭未到冷剪之前由操作臺輸入齊頭信號，齊頭擋板電磁閥得電，擋板落下，等料頭對齊后，操作臺輸入齊頭擋板上升信號，其電磁閥失電，擋板上升到高位后，高位行程開關給出信號允許剪切。

操作臺手動輸入剪切信號，剪前提升輥道電磁閥得電，提升輥道下降；同時壓鋼裝置電磁閥得電，壓輥下降將來料壓住；同時剪后輥道電磁閥得電，擺動輥道下降，輸入剪切信號延時0.1～0.5 s。上述動作到位后，制動器電磁閥和離合器電磁閥同時得電（離合器電磁閥延時得電），飛輪隨制動器松開和離合器電磁閥的夾緊從而帶動曲柄運轉，曲柄帶動剪刃作剪切運動，當曲柄運轉到一個設置角度觸發行程開關，此時離合器電磁閥和制動器電磁閥同時失電（制動器電磁閥延時失電），曲柄隨離合器的松開和制動器的夾緊而被制動，此時曲柄觸發另一行程開關（該信號可作為冷剪停位正常信號），壓鋼裝置電磁閥失電，壓輥抬起；剪前提升輥道電磁閥失電，輥道抬起，剪后擺動輥道氣動電磁閥失電，擺動輥道升起。

6 對結構的改進

1）齒輪箱下箱體改為剖分式。該冷剪的裝配，因為曲軸的中間滑動孔是整體在本體上，中曲軸的裝配中，只有先把左邊的兩個連桿和擺動架裝在機架本體中，然后才能裝大齒輪。而大齒輪因為與曲輪傳動的扭矩力，圈外選用的是錐套連接，但齒輪較大，在有限的齒輪箱中不利用裝配，用高壓油裝，無法裝卡高壓泵，只能用墊裝，在2～3 min 內精準地定位齒輪孔和曲軸，第一臺裝配就廢了三個錐套，工期也嚴重延誤，損失也大。

經討論研究并經比較計算，不能改中間滑座，只能改箱體為剖分式，便于裝配。

2）曲輪與齒輪的聯接，由錐套改為漲套聯接。為了用戶維護方便，銅套易磨損，這種錐套連接長時間使用，不易拆開；另外，用戶現場各種工具，人員也不專業，所以經過核算，漲套完全能滿足要求，經過試驗，效果良好。

3）目前，已改進并制造1 000 t、1 200 t 的冷剪，剪刀寬度也改進為1 200 mm、1 400 mm、1 600 mm三種，適應不同用戶要求。

該冷剪機上市以來，做到中標率90%以上。按每臺1 000 t 冷剪為我廠創造產值約300 萬元，利潤100 萬元，為國家創造利稅約50 萬元。每年年預計訂購7～10 臺，實現產值2 100～3 000 萬元，利潤700～1 000 萬元，為國家創造利稅350～500 萬元，很值得推廣。