滑动连杆式曲柄飞剪制造技术

本发明专利技术名称为滑动连杆式曲柄飞剪及飞剪自适应匀速法，属于轧机辅助设备的技术领域。主要解决了现有飞剪存在的结构复杂、剪切断口质量差及生产效率低的问题，本发明专利技术飞剪的主要技术特征为采用滑动连杆等机械结构方式，使飞剪具有结构简单、维护方便、运行速度高、制造容易、成本低廉的特点。而飞剪自适应匀速法实现了飞剪剪切机构和匀速机构的分离，将其应用于现有薄板飞剪，可简化操作工艺、降低电力消耗、实现平稳运行、提高生产效率，具有良好的经济效益和社会效益。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】众所周知，在板带运行过程中进行横向剪切的剪切机称为飞剪。随着现代化连续式板带轧机速度的提高，对飞剪的功能提出了越来越高的要求，主要体现在以下几个方面(1)、飞剪应能在一定温度条件下剪切规定的各种材质、各种宽度和厚度的带材，其生产率必须与生产作业线的生产率相适应。(2)、剪切时，剪刃在板带运行方向的速度水平分量必须与带材运行速度保持一定关系，保证剪切时带材不被阻挡亦不被拉断(冷剪时不超过材料的弹性极限)。(3)、剪切时，飞剪上下剪刃宜作平面平移运动，上下剪刃垂直或近似垂直带材表面并保持适当的侧隙和重和度。(4)、飞剪应能按规定剪得定尺长度的板材或定长的切头。(5)、定尺飞剪剪得板材断口应当平直且垂直于带材轴线，剪切长度公差应符合要求。(6)、从飞剪的结构上应减少往复运动构件，降低运动构件的质量和加速度，从而减少惯性力和动载荷。为了实现上述各项工艺要求，飞剪本体设置有剪切机构、空切机构、匀速机构、刀片侧向间隙调节机构、主副齿侧隙消除机构、传动机构;辅助装置有夹送、矫直及切头收集装置。国内目前正在使用的比较先进的飞剪构造特点和主要性能见下表 板带车间的飞剪按用途可分为切头飞剪和定尺飞剪两大类。按结构形式的不同，切头飞剪有曲柄式和滚筒式两种;定尺飞剪又有滚筒式、滑座式、摆式和曲柄式等几种。滚筒式飞剪应用较广泛，剪刃作简单的园运动，可以剪切运行速度较高的带材。但由于剪切断口质量不好，用作定尺飞剪时，剪切带材厚度一般不大于12毫米。为了剪切厚度较大的带材，保证剪切断口的平整，往往采用剪刃作平面平移运动的曲柄式飞剪。但这种飞剪结构复杂，运动机构质量较大，对剪切速度有一定限制。剪切速度在2米/秒左右。摆式飞剪其剪刃作平面平移运动，剪切断口质量好。但不论上摆式或下摆式，飞剪都有较大的惯性力，惯性力的大小与速度的平方成正比，从而限制了剪切速度的提高，其剪切速度未超过1.8米/秒。滑座式飞剪机械结构较为简单，电气控制系统比较复杂，机组最高剪切速度为1米/秒。西德施罗曼公司七十年代对摆式飞剪从结构上作了改进后，使飞剪的剪切速度达到5米/秒，该飞剪能较好地实现各项工艺要求。但结构较复杂，价格昂贵。目前我国仅武钢和宝钢拥有此种飞剪。在飞剪运转过程中，带材运行速度一定的情况下，飞剪转动速度越快，剪切后的板材定尺长度越短。反之，飞剪转动的速度越慢，剪切后的板材定尺长度越长。在飞剪剪刃线速度大于带材运行速度时，剪切带材时出现“拉材”，使飞剪的冲击加大，而且“拉材”剪切使带材和送料辊之间产生滑动，破坏了冷轧带材的表面质量，产生辊印缺陷。而飞剪剪刃线速度小于带材运行速度时，剪切带材时出现“堆材”，剪切后的板材头部产生塑性变形，板材头部拱起，超过标准要求的平直度，需对板材进行矫正，方可达到产品标准。为了得到合格的各种定尺长度的板材，必须解决飞剪剪切过程中的堆、拉材问题。现有技术是在飞剪本体上设置匀速机构。匀速机构的工作原理是这样的，就是保持飞剪剪刃平均线速度不变的情况下，改变飞剪剪刃的瞬时线速度，使飞剪在转动的一周内剪刃的线速度随时改变，仅当飞剪剪切带材的瞬间，使得飞剪剪刃线速度与带材运行速度基本相同。由于飞剪剪切机构是一个很大的惯性体，要使其在转动过程中，转动速度随时呈周期性变化，显然不是一件容易的事情。典型的飞剪匀速机构有双曲柄飞剪匀速机构、哈尔登飞剪的椭园齿轮匀速机构。西德施罗曼飞剪的曲柄半径调整匀速机构。传统的飞剪匀速法都是在飞剪本体上下功夫，使飞剪在剪切瞬间剪刃线速度的水平分量与带材运行速度基本相等。由于现有飞剪的剪切机构和匀速机构是一个不可分割的整体，虽然飞剪的匀速机构解决了剪切过程中的速度匹配问题，但是随之也带来了不平衡力矩不可避免的增加，必须增加飞剪的传动功率，限制了飞剪剪切速度的提高，还使设备结构复杂化，加工制造困难，使用维护不便。本专利技术是针对上述各类飞剪存在的问题而提出的为了解决现有飞剪匀速机构带来的不平衡力矩不可避免的增加，增加飞剪传动功率，限制飞剪剪切速度提高的问题，本专利技术使用飞剪自适应匀速法，将匀速机构设置在飞剪与送料装置之间，使飞剪的剪切机构和匀速机构分为两个相互独立的部分。使得上述问题得到根本解决。不但解决了限制飞剪剪切速度提高的主要矛盾，而且采用本专利技术的飞剪自适应匀速法还具有变换飞剪剪切定尺规格时不用对匀速机构进行调整的特点，在这点上现有飞剪的匀速机构都无法与之相比。同时本匀速机构具有装置结构简单，运行平稳可靠、制造成本低，能实现高速运行的特点。为了解决现有飞剪结构复杂，加工制造困难、使用维护不便的问题，本专利技术在飞剪结构上作了改进，采用滑动连杆、曲柄等最简单的机械结构方式，使本飞剪具有结构简单，运行可靠，制造维护容易，调整方便的特点，同时本飞剪在运行过程中上下剪刃始终作平面平移运动，剪切时上下剪刃基本垂直带材表面，剪切断口质量好。本专利技术的飞剪本体主要由剪机牌坊、下刀架、下连杆、下曲柄、上刀架、上连杆、上曲柄、齿轮箱、主马达、侧隙调整机构等组成。现将各自的功能及相互的关系叙述如下(见附附图说明图1)剪机牌坊2由钢板焊接而成，两扇牌坊由横梁3及螺栓联结形成一个整体，并与地基固定。主要承载飞剪剪切时的剪切力，剪切时牌坊主要承受拉应力。下刀架4分别与两个下连杆5及两个下曲柄6用螺栓联结，飞剪运行过程中，下刀架以下曲柄销7为中心作往复摆动，下曲柄的作用是为了实现飞剪的空切功能。上刀架8分别与两个上连杆9及两个上曲柄10用螺栓联结，飞剪运行时，两个上连杆分别在两个下连杆的滑槽内上下滑动，两个上曲柄作等角速度转动，上剪刃的运动轨迹为鸡蛋园形。上连杆带动下连杆作往复摆动，上剪刃运行到底部时进行剪切。齿轮系将主马达1的功率分别传递给两个上曲柄，最终通过齿轮箱12传给下曲柄，满足飞剪剪切各种定尺长度的要求。侧隙调整机构安装在上刀架与上连杆之间，调整原理为蜗轮蜗杆带动偏心套旋转。(见附图2)，偏心套14、键15与上连杆16安装在上刀架镗孔13内，偏心套可以在上刀架镗孔内转动，蜗轮分别安装在两个偏心套上，两个蜗杆则安装在上刀架上，通过调整蜗杆使蜗轮转动一个角度α，使上下剪刃的侧隙发生变化△δ。本专利技术的滑动连杆式曲柄飞剪，下刀架作往复摆动，必然会产生惯性力，这个力首先作用在下连杆上，通过下连杆与上连杆的滑动将此力大部分转移到上刀架上。即通过上下连杆的滑动，使得下刀架的惯性动能转化为上刀架的势能，为飞剪剪切储存了能量，滑动连杆不仅保持了飞剪上下剪刃在运行过程中始终作平面平移运动，而且还将下刀架有害的惯性动能转换为上刀架有利的剪切势能，使飞剪的惯性力显著降低，而连杆本身受力并不很大，这是由于飞剪剪切时的剪切力主要集中在上下曲柄上，最终剪切力传递到了剪机牌坊上。所以本专利技术的飞剪参与运动部分的质量能够降低到较低水平，使飞剪能够实现高速剪切。正如轧机轧制带材时有变形区一样，飞剪剪切带材时同样具有剪切区，本人将剪切区长度的概念定义如下从飞剪剪刃接触带材到带材与剪刃脱离接触时，带材所走过的水平位移量，称为飞剪剪切时的剪切区长度。显然飞剪剪切区的长度与飞剪本身的结构尺寸和被剪切带材的厚度及飞剪剪切时所处的状态有关。在飞剪结构尺寸确定的情况下，被剪切的带材越厚，剪切区越长，反之剪切区越短。在飞剪剪切相同规格的带材时，拉材剪切时的剪切区本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术属于轧机辅助设备的技术领域。其特征为： １、采用滑动连杆方式连接飞剪上下刀架，使飞剪结构简单、制造容易、成本低廉、维护方便、运行速度高且剪切断口质量好。克服了现有飞剪结构复杂、价格昂贵、维护操作不便的缺点。 ２、飞剪的曲柄半径调整机构，结构简单、制造成本低廉，使飞剪实现瞬间匀速更为容易。 ３、飞剪的侧隙调整机构，结构简单、调整方便、容易达到剪切各种厚度规格的最佳侧隙目的。 ４、飞剪自适应匀速法将飞剪匀速机构设置在飞剪与送料装置之间，从而将飞剪的剪切机构和飞剪的匀速机构分为两个相互独立的部分，实现了飞剪剪切全过程的“速度”自动适应并达到完全同步，使飞剪转速均匀，运行平稳，可提高生产效率、降低电力消耗，而且在变换飞剪剪切定尺规格时不用对匀速机构进行调整，简化了操作工艺。 ５、独特方式的匀速机构即带材贮送装置，具有结构简单、成本低廉、制做容易、运行平稳可靠并可高速运行的特点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：何威，
申请(专利权)人：何威，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]