滾切剪結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用前景分析

趙 晨 肖 帆

（1.沈陽工程學(xué)院 機(jī)械學(xué)院，遼寧 沈陽 110136；2.北方重工集團(tuán)有限公司壓延設(shè)備分公司，遼寧 沈陽 110141）

軋鋼生產(chǎn)是目前我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)內(nèi)容之一，隨著軋鋼技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)目前的中厚板生產(chǎn)線已經(jīng)突破40條，總生產(chǎn)力已達(dá)4000萬噸以上。隨著軋機(jī)的發(fā)展，各類新技術(shù)的融合，使得軋機(jī)具有了更大的剛度。20世紀(jì)70年代工程技術(shù)人員研發(fā)出了滾切式剪切機(jī)，其在中厚板剪切中的優(yōu)勢(shì)使得滾切剪得到了一致的肯定。

1 滾切剪概述

根據(jù)結(jié)構(gòu)差異及用途不同，滾切剪分為三大類，即：滾切式雙邊剪、滾切式剖分剪和滾切式定尺剪。（1）滾切式雙邊剪主要被設(shè)置于切頭剪后，主要用于剪切鋼板兩邊及完成成品寬度的剪切，其結(jié)構(gòu)相對(duì)較為簡(jiǎn)單，為單軸三偏心傳動(dòng)式，其主要優(yōu)勢(shì)在于其造價(jià)相對(duì)較低，缺陷在于負(fù)荷大；目前市場(chǎng)基本上都采用三軸三偏心式的滾切式雙邊剪。（2）滾切式剖分剪設(shè)置在雙邊剪之后，該種剪切剪為二軸二偏心結(jié)構(gòu)，其主要用途為縱向剖分倍寬軋制鋼板，除此之外也能夠進(jìn)行非對(duì)稱剖分，即針對(duì)寬度不同的鋼板也能夠剖分；實(shí)際的應(yīng)用中，為了盡量縮短車間長(zhǎng)度，降低投資成本，會(huì)將雙邊剪同其組合使用。（3）滾切式定尺剪主要用于剪切鋼板，其特點(diǎn)在于加緊機(jī)構(gòu)使用了液壓打開結(jié)構(gòu)，且剪刃座為彈簧夾緊結(jié)構(gòu)，因此在刀片的更換上更加便捷。

2 滾切剪設(shè)備組成及工作原理

2.1 滾切剪設(shè)備組成

滾切式定尺剪本體主要組成部分包括：機(jī)架、減速機(jī)、主傳動(dòng)裝置、前面板、壓板機(jī)構(gòu)、控制桿、下刀架，上刀架、剪刃側(cè)隙調(diào)整機(jī)構(gòu)，快速換刀、導(dǎo)衛(wèi)輥、機(jī)架輥裝置等。

機(jī)架是整個(gè)設(shè)備主體部分，由左、右兩個(gè)焊接結(jié)構(gòu)的機(jī)架組成。主減速機(jī)上的齒輪與曲軸是通過過盈和鍵連接，主減速機(jī)的中、下箱體用予應(yīng)力拉桿連接在一起，減速箱采用兩進(jìn)兩出、三級(jí)減速的傳動(dòng)方式。前面板上配有壓板機(jī)構(gòu)并配在兩曲軸上與機(jī)架鍵和螺栓聯(lián)結(jié)。上刀架通過連桿裝配在兩曲軸上與機(jī)架上的控制桿相連接。剪刃側(cè)隙調(diào)整機(jī)構(gòu)上刀架與減速機(jī)之間由3組調(diào)整楔以及連桿和升降機(jī)、蝸輪箱組成，每個(gè)調(diào)整楔都由各自連桿及升降機(jī)帶動(dòng)，

換刀裝置裝在剪機(jī)機(jī)架側(cè)面，換刀車由兩個(gè)小車和一個(gè)大車組成，兩個(gè)小車完成新舊剪刃的送進(jìn)和取出且布置在大車上。大車滿足新舊剪刃更換位置的要求。導(dǎo)衛(wèi)輥在機(jī)架內(nèi)側(cè)配合鋼板側(cè)邊導(dǎo)向作用。機(jī)架輥裝在下刀臺(tái)剪刃前面，把鋼板喂入以備剪切。

2.2 滾切剪工作原理

滾切剪的剪切原理如圖1所示。位置a為處于最大開口度的起始位置。當(dāng)曲柄軸等速同向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，上刀片左端首先下降并開始剪切（位置b）。當(dāng)上刀片與下刀片之間達(dá)到一定的重疊量后，上刀片將沿下刀片滾動(dòng)并對(duì)鋼板進(jìn)行剪切（位置c），當(dāng)上刀片分別進(jìn)行左端相切、中間相切和右端相切后，整個(gè)完成了一個(gè)滾切過程，回到起始位置（位置a），準(zhǔn)備開始下一個(gè)剪切過程。

3 滾切剪結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

滾切剪具有其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，概括起來有以下幾方面，即：（1）剪刃與鋼板之間的滑動(dòng)量小，鋼板的切口規(guī)整，剪刃磨損小，在雙邊剪每剪切一個(gè)步長(zhǎng)之后，主剪刃自動(dòng)退刀，有利于鋼板的下一個(gè)步長(zhǎng)的輸送并且避免了鋼板與剪刃的碰撞，提高了刀片的使用壽命。（2）剪切質(zhì)量高，剪切對(duì)鋼板的壓彎很小，保證了鋼板的平直度。（3）滾動(dòng)剪切法在實(shí)際應(yīng)用中，開口度相對(duì)要大，因此鋼板能夠順利通過，便于軋鋼。（4）剪切行程大大降低，因此，傳動(dòng)上剪刃的偏心軸曲柄半徑減小了，傳動(dòng)力矩按比例地減小，電機(jī)功率可以降低，有節(jié)能的功效。（5）生產(chǎn)率大大提高。（6）滾切剪有快速換剪刃裝置，換刀時(shí)間只需30min。大大提高的了設(shè)備維修與生產(chǎn)的工作效率。（7）滾切剪有上下剪刃間隙調(diào)整裝置，間隙調(diào)整精度高，速度快，并且切口干凈毛刺少。雙邊剪的碎邊剪能夠單獨(dú)調(diào)整。（8）生產(chǎn)自動(dòng)化水平大大提高，極大地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 滾切剪國(guó)內(nèi)應(yīng)用情況

圖1 滾切剪的剪切原理

以前的中厚板生產(chǎn)線均采用老式的鍘刀剪或火焰切割方式來進(jìn)行鋼板的切頭、切尾及定尺。到了20世紀(jì)90年代，北方重工沈重集團(tuán)公司與德國(guó)西馬克公司合作，為舞陽鋼鐵公司制作了第一臺(tái)滾切式雙邊剪，開創(chuàng)了我國(guó)使用滾切剪進(jìn)行剪切的先例。近幾年來國(guó)內(nèi)新建或改造升級(jí)的中厚板生產(chǎn)線幾乎都采用滾切式定尺剪，國(guó)內(nèi)企業(yè)與國(guó)外合作制造的程度也進(jìn)入了白熱化階段。新余鋼鐵公司、安陽鋼鐵公司、江蘇沙鋼集團(tuán)、舞陽鋼鐵公司、唐山鋼鐵公司及臨汾鋼鐵公司、首鋼秦皇島公司、包頭鋼鐵公司、湘鋼鋼鐵公司、武漢鋼鐵公司、河北敬業(yè)集團(tuán)及五礦營(yíng)口中厚板升級(jí)改造等都采用一系列多種結(jié)構(gòu)形式、多種用途的滾切剪，這些項(xiàng)目有的是與國(guó)外合作制造的，也有國(guó)內(nèi)獨(dú)立設(shè)計(jì)制造的。這說明滾切剪的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)在諸多鋼廠的生產(chǎn)中得到體現(xiàn)，在國(guó)內(nèi)中厚板企業(yè)的應(yīng)用也越來越廣泛。

5 滾切剪應(yīng)用前景

在國(guó)際上，目前中厚板生產(chǎn)中使用最為廣泛的便是滾切式剪切剪，這也是未來剪切技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。據(jù)了解，北方重工集團(tuán)有限公司近幾年與SMSD合作制造了目前全國(guó)最大的雙邊剪、剖分剪，現(xiàn)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化已經(jīng)全部完成，正在制造過程中，并且在合作制造過程中對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的消化和吸收。隨著新技術(shù)的推廣，以及滾切剪生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)的體現(xiàn)，其發(fā)展空間必然十分廣闊，應(yīng)用前景非?？捎^。

[1]李小偉.寬厚板滾切式定尺剪的動(dòng)力學(xué)分析[D].燕山大學(xué)，2012.

[2]羅婧.平行剪切中設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)剪切性能的影響研究[D].大連理工大學(xué)，2012.

[3]鄒家祥.軋鋼機(jī)械（第三版）[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2000.

[4]張恒昌，張坤.中厚板滾切剪的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].重型機(jī)械，2013.

[5]黃萬.液壓滾切剪技術(shù)介紹[J].科技致富向?qū)В?012.