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1、1,轧钢辅助设备 Auxiliary Equipment of Rolling Mills 第九章 飞剪机 Flying Shears,主要内容 生产工艺对飞剪机的基本要求；飞剪机的类型； 启动工作制剪切长度的调节； 连续工作制剪切长度的调节； 飞剪机传动必须遵循的基本条件（一贯准则）； 飞剪机的结构类型； 飞剪机力能参数计算。,2,3,第一节 概述 横向剪切运动着的轧件的剪切机叫飞剪机，简称飞剪。它可装设在连续式轧机的轧制作业线上，剪切轧件的头部与尾部或将轧件剪切成定尺长度；也可设置在横切机组、重卷机组、镀锌机组和镀锡机组里，将带钢剪成定尺或裁成规定重量的钢卷。采用飞剪机有利于使轧钢生产迅速
2、向高速化、连续化方向发展。因此，它是轧钢生产发展的重要手段之一。,4,一对飞剪机的基本要求 生产工艺对飞剪机有下列基本要求： （1）剪刃在剪切轧件的同时还要随着运动的轧件一起运动，即剪刃应同时完成剪切和移动两个动作，且剪刃在轧件运动方向的瞬时分速度 应与轧件运动速度 相等或大23，即 剪切轧件时，如果 小于 ，则剪刃将阻碍轧件运动，导致轧件弯曲，甚至产生轧件缠刀事故。反之，如果 比 大很多时，则轧件中将产生较大拉应力，影响轧件的剪切质量，同时增加飞剪的冲击负荷。 （2）能剪切不同规格和不同定尺长度的产品，而且要能满足定尺长度精度和剪切断面质量的要求。 （3）应能满足轧机或机组生产率的要求。 （
3、4）飞剪的运动构件，加速度和质量应力求最小，以减少惯性力和动负荷。,5,二飞剪机的类型飞剪的类型很多，目前应用较广泛的飞剪机有滚筒式飞剪机、曲柄回转杠杆式（也称曲柄连杆式或斯米特曼式）飞剪机、摆式飞剪机和曲柄摇杆式（施罗曼式）飞剪机等。1、滚筒式飞剪机 该类飞剪机应用比较广泛，它可设置在连轧机前作为切头、切尾飞剪，其剪切轧件厚度已达45mm；它也可设置在连轧机后或横切机组上，作为定尺飞剪，用来剪切厚度小于12mm的钢板或小型型钢。双滚筒式飞剪机的剪切机构是两个反向旋转的滚筒，每个滚筒上都装有剪刃。剪刃随滚筒作圆周运动，当两剪刃相遇时进行剪切，如图91所示。由于飞剪的结构简单，旋转部分质量分布均
4、匀，因此可以用来剪切运动速度高达15m/s以上的轧件。但这类飞剪的剪刃在剪切区不是做平行移动，在剪切厚轧件时剪下的轧件端面明显不平。因此作为成品定尺飞剪时，双滚筒式飞剪机只适于剪切薄板或小型型钢。,6,7,2、曲柄回转杠杆式飞剪机 为了使剪切面平直（尤其是剪切较厚板材时），在剪切过程中，剪刃彼此接近时，应保持互相平行并与运动的带村表面垂直。这时两个剪刃可以倾斜放置，成为斜刃剪型式，这样可以保证必要的重叠量，提高剪切断面质量，同时也可以降低剪切力。曲柄连杆式飞剪机就能满足这些条件，它的两个剪刃能够完成复杂的椭圆形运动轨迹。而在剪切区内，剪刃运动的轨迹几乎与带村的水平运动一致。这里剪刃作平移运动，
5、沿垂直面相互接近，实现剪切。 曲柄连杆式飞剪机可装在连续式热轧带钢精轧机组前作切头用，采用启动工作制；也可装在板带材横切机组里作切定尺用，这里飞剪采用连续工作制，有较大的定尺范围，所以除要求有剪切机构外，还有空切机构和匀速机构。由于采用了匀速机构，剪刃在一周内作不等速运动，使在剪切时，剪刃的速度等于或稍大于轧件的运动速度。我国某厂的曲柄连杆式飞剪机，最大剪切力为1000kN，剪切带材厚度为28mm，宽度6001500mm，长度28m，剪刃斜度为1:140。,8,图 92 回转式飞剪机 1刀片;2杠杆;3传动齿轮,9,图 93曲柄连杆式飞剪机 1刀架;2曲柄轴;3摆杆;4传动齿轮,10,图93(
6、a) 曲柄连杆式飞剪机的剪刃运动轨迹,11,图9 4曲柄回转联合式飞剪机 a曲柄连杆式; b回转式1刀架;2曲柄轴;3箱体;4摆杆;5连杆,3.曲柄偏心式飞剪机 这类飞剪机的刀片作平移运动,其结构简图如图9-5所示。双臂曲柄轴9(BCD)铰接在偏心轴12的镗孔中,并有一定的偏心距e.双臂曲柄轴还通过连杆6(AB)与导架10相铰接。当导架旋转时,双臂曲柄轴以相同的角速度随之一起旋转。刀片15固定在刀架8上，刀架的另一端与摆杆7铰接,摆杆则铰接在机架上。通过双臂曲柄轴、刀架和摆杆可使刀片在剪切区作近似于平移的运动,以获得平整的剪切断面。 通过改变偏心轴与双臂曲柄轴(也可以说是导架)的角速度比值,可
7、改变以调整轧件的定尺长度。这类飞剪机装设在连续钢坯轧机后面,用来剪切方钢坯。,12,13,图 95曲柄偏心式飞剪机结构简图 1小齿轮；2、11传动导架的齿轮；3、4铰链；5双臂曲柄轴的曲 柄头；6连杆；7摆杆；8刀架；9双臂曲柄轴；10导架； I2偏心输;13、14传动偏心轴的齿轮；15刀片;16滚动轴承,4.摆式飞剪机图9-6是IHI(日本石川岛播磨重工业公司)摆式飞剪机结构简图,用来剪切厚度小于6.4mm的板带。刀片在剪切区作近似于平移的运动,剪切质量较好。上刀架1在“点2”与主曲柄轴8相铰接.下刀架2通过套式连杆4、外偏心套6、内偏心套5与主曲柄轴8相连.下刀架2可在上刀架1的滑槽中滑动
8、。上下刀架与主曲柄轴连接处的偏心距为e1,偏心位置相差1800。当主曲柄轴8转动时，上下刀架作相对运动，完成剪切动作。 在主曲柄轴8上,还有一个偏心e2。此偏心通过连杆12与摇杆10的轴头11相连,而摇杆9则通过连杆3在“点1”与上刀架相连。因此,当主曲柄轴8转动时,通过连杆12、摇杆10、9和连杆3使上下刀架作往复摆动。由于上下刀架除能上下运动外还可进行摆动,故能剪切运动中的轧件。,14,15,图 9 6(a) IHI摆式飞剪机结构简图 1上刀架;2下刀架；3连杆；4套式连杆；5内偏心套；6外偏心套；7销轴；8-主曲柄轴；9、10-摇杆；11摇杆轴头；12连杆,16,图96(b) IHI摆式
9、飞剪机结构简图1曲柄轴； 2上刀架； 3下刀架； 4套式连杆； 5外偏心套筒;6内偏心套筒； 7连杆; 8摇杆； 9连杆,17,图96 (c) 具有液压偏心空切机构的摆式飞剪机a 结构简图; b 空切机构剖面 1上刀架；2 摆杆；3 空切偏心轴；4 匀速连杆；5 匀速偏心轴；6 主偏心轴；7 空切液压缸；8 连杆；9 下刀架,5.曲柄摇杆式飞剪机（施罗曼飞剪杌)这种飞剪机也称为施罗曼(Schloemann)飞剪机,用 来剪切冷轧板带。由于飞剪机作时总能量波动较小,故可 在大于5m/s的速度下工作图9-7为曲柄摇杆式飞剪机结构 简图。 上刀架1(连杆)通过偏心枢轴6与下刀架2(摇杆)相铰接。下刀
10、架2在曲柄3与上刀架1的带动下,以偏心轴4 (机械偏心)偏心套5(液压偏心)为中心作往复摆动。当改 变偏心轴4与偏心套5的偏心位置时,可得到不同的空切次 数。,18,19,图 9 7(a)曲柄摇杆式飞剪机结构简图 1上刀架(连杆);2下刀架(摇杆);3曲柄；4偏心轴(机械偏心)；5偏心套(液压偏心);6偏心枢轴;7剪刃间隙调整装置,20,图 97(b)曲柄摇杆式飞剪机机构简图 a剪切机构（四杆件曲柄摇杆机构);b曲柄摇杆偏心五杆机钩; c曲柄摇杆双偏心六杆机构 1曲柄；2连杆；3摇杆；4机械偏心；5液压偏心;6机架,21,三飞剪机的机构组成 概括来说，飞剪一般有以下几部分机构。 （1）飞剪本体
11、 飞剪本体一般包括以下几种机构： 1）剪切机构 能够独立完成剪切动作的机构； 2）调长机构 改变飞剪剪切定尺长度的机构，其中一般包括调速装置、匀速机构和空切机构； 3）剪刃间隙调整装置 根据所剪切轧件的规格，调整飞剪两个剪刃之间间隙的机构。 （2）夹送系统 使轧件按照工艺要求的运动速度通过飞剪的系统，常用的夹送系统有夹送辊、夹送矫直机和辊道等。 （3）传动系统 一般包括飞剪本体和夹送系统的传动装置。 （4）控制系统 控制定尺飞剪剪切长度精度、启动工作制飞剪启动及制动位置等方面的电气或电气液压控制系统。,22,根据工艺要求，飞剪要能剪切多种定尺长度，因此，要求飞剪的剪切长度能够调节。通常用专门的
12、送料辊1（见图98）或最后一架轧机的轧辊将轧件送往飞剪机2进行剪切。如果轧件运动速度 为常数，而飞剪每隔 秒剪切一次轧件，则被剪下的长度 为即被剪下轧件的长度等于相邻两次剪切间隔时间内轧件所走过的距离。当为常数时，剪切长度与相邻两次剪切间隔时间成函数关系。上式为飞剪机调节长度的基本方程。可以看出，只要改变相邻两次剪切间隔时间 便可得到不同的剪切长度。对于不同工作制度的飞剪，改变的方法亦不同。飞剪有启动工作制和连续工作制两种。,第二节 剪切长度调整,23,24,一、启动工作制剪切长度的调节 启动工作制是剪切一次以后，剪刃停在某一位置上，下次剪切 时，飞剪重新启动。这种工作制飞剪主要用于轧件的切头
13、、切尾或切 长定尺且速度较小的轧件。飞剪的启动可由人工操作，也可由机械开 关或光电管控制。此时被剪切轧件的长度按下式确定（见图910） 二、连续工作制剪切长度的调节 飞剪的连续工作制用在轧件运动速度高，剪切长度较短的情况 下。在此工作制度下，剪切长度的基本公式仍为： 当剪刃不是每转相遇都进行剪切，并将用剪刃转数 表示时，则 剪切长度公式可写为 式中 飞剪机主轴或刀片转速（即剪刃每分钟转数）； 空切系数，即在相邻两次剪切时间内，剪刃所转的周数。剪 刃每转一周剪一次时， ，每转两周剪切一次， ，依次类 推。,25,26,27,通常用特殊的空切机构来保证要求的 值。该机构可使剪刃不是每转相遇时都进行
14、剪切。 从公式(94）看出，为了保证剪切长度的精确性，必须使 值在工作中保持常数。因此，要用电气或机械的联系系统，使送料辊和剪机的速度同步。连续工作制度下，该同步关系是飞剪机传动的一贯基本条件。 一般 为常数，则被剪切轧件长度的调节可通过改变 和 值的方法来实现。 如果飞剪机前用送料辊送进轧件时，则式（94）又可写成下式 式中、 送料辊直径； 送料辊每分钟转数。,28,1、改变飞剪机主轴转速 来调长 该工作制特点是剪刃圆周速度与轧件运行速度仅在一定转数下才相等。保持轧件运行速度不变，在一定范围内改变剪刃转数，使剪刃线速度稍大于轧件线速度的条件下进行剪切，这时可以得到不同的剪切长度。 将 时所得
15、到的剪切长度称为基本剪切长度 ，可用下式表示 式中 剪刃的基本转数。 当飞剪机在空切制度下工作时，其剪切长度将为 的 倍，即,29,30,2.改变空切系数 来调长改变空切系数的机构称为空切机构。空切机构的类型 很多,但从方法上看,基本上可分为改变飞剪机上下两个主轴 角速度的比值和改变上下刀片运动轨迹两大类型.(1)改变飞剪机上下两个主轴角速度的比值此时,在上刀运动轨迹不变的情况下,可以改变上下两刀 片相遇的次数,以实现空切来调长。式中： 剪切一次偏心套旋转的转速；剪切一次主曲柄轴旋转的转速。(2)改变刀片运动轨迹采用此法改变空切系数时，飞剪机上下刀片运动轨迹的 变化，使得上下刀片在飞剪机主轴每转一圈时不是都能相遇 进行剪切的，这就实现了空切的要求。,
