连续运转启动剪切飞剪制造技术

一种用于冶金机械行业冷热连轧板横剪切线中的连续运转启动剪切飞剪，它由飞剪机体和电子计算机控制系统组成，采用七杆二个活动度机构设计原理。本发明专利技术的特点是它具有结构简单、节约能源、加工精度要求低、重量轻、剪切厚度范围广、剪切速度快、定尺范围大、提高产品质量、定尺调节方便，是一种理想的冷热连轧板横剪切线中的剪切飞剪。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是用于冶金机械行业冷热连轧横剪切线中的一种剪切设备。可应用于冷热连轧钢板、铜板、铝板的横剪切线中，把经过开卷、矫直、切边的板材剪切成不同定尺。板材定尺飞剪是剪切线中最复杂的设备，它一般采用一个电机传动，由剪切机构、给料机构、传动机构、匀速机构、空切机构等五大机构组成，给料机构和剪切机构之间形成机械和半机械的链锁关系。由于机构复杂给设计、制造、使用和维护带来了一定困难，因此目前国内外冶金机械行业冷热连轧板横剪切线中的剪切飞剪至今无理想的解决办法。如日本石川岛播磨公司研制的IHI摆式飞剪，采用多杆多自由度的摆式剪切机构、11辊矫直机的给料机构、无级变速器、差动器和多变档的传动机构、双曲柄滑块匀速机构、多级变档的空切机构，整个飞剪系统形成由一个电机传动的机械链锁系统，机构复杂，设备重，能耗高。再如联邦德国SMS公司研制的D1型飞剪，虽然采用电子计算机控制给料匀速的新方法，取消了机械的匀速机构，比IHI摆式飞剪有所简化，但还存在曲柄连杆式剪切机构，矫直机、夹送辊联合给料机构、伺服电机、行星差动器的传动机构、数控液压空切机构，整个飞剪系统由主电机和侗服电机传动的半机械链锁关系机构也十分复杂。联邦德国SMS公司研制的K型飞剪，比D1型飞剪增加了复杂的机械匀速机构，传动装置采用行星差动器和更为复杂的电液脉冲马达机械液压联合的空切机构。应用在镀锡板剪切线上的美国专利哈尔顿公司的哈尔顿双滚筒式飞剪，采用非圆齿轮和离合器式匀速机构，无级变速器行星差动器传动装置，螺旋刀片，更换剪体的空切方式，加工装配要求精度高。上述几种飞剪共同特点是连续运转剪切工作制，剪切精度高，机构复杂、设备重、能耗高，一般都用于薄板的剪切，如IHI型、D1型飞剪，剪切板厚δ＝1.2-6.4mm，剪切速度Vmax≤107-110m/min。K型飞剪剪切板厚δ＝0.35-3mm，哈尔顿飞剪剪切板厚δ＝0.15-0.55mm。上述两种飞剪使用速度不超过240m/min。七十年代以后采用电子计算机控制的启动剪切工作制的模式飞剪、移动式飞剪，使飞剪系统大大简化，只存在剪切机构。但由于剪切机构在剪切过程中沿钢材运行方向往复移动，造成设备重量较大，产生的动力矩也大，限制了飞剪剪切速度。当剪切板厚δ≤12.7mm时，剪切速度V≤60m/min;当剪切板厚δ≤25.4mm时，剪切速度V≤40m/min。综上可以看出，研制一种连续运转启动剪切飞剪一直是国内外急待解决的新课题。本专利技术的目的就是为了提供一种结构简单、节约能源、降低成本、剪切厚度范围广，加工精度要求低，提高产品质量，重量轻，剪切速度快，定尺范围大和调节方便，飞剪剪刃与钢板同步运动和飞剪剪切钢板的运动分开传动的最新型的连续运转启动剪切飞剪。本专利技术是这样实现的整个剪切飞剪由飞剪机体和电子计算机控制系统组成，采用七杆二个活动度机构设计原理。机体包括曲柄轴、上连杆、上剪架、下剪架、下连杆、主轴、机架及平衡缸。电子计算机控制系统，采用二台电机传动，控制其伺服电机的转速，使飞剪剪切速度在剪切任何定尺时做到剪切瞬时同步，还控制启动剪切电机(或离合器-制动器)。本专利技术实现三大特点，(1)飞剪剪刃沿板材移动方向做具有复杂轨迹的运动;(2)剪切同步，即在剪切瞬时飞剪剪刃水平分速度Vs等于板材进给速度VT;(3)在运动中飞剪把板材剪切成不同种定尺。本专利技术的要点在于它的七杆二个活动度机构设计和电子计算机控制原理。本专利技术的设计原理，具体结构由以下实施例及其附图给出附图说明图1是本专利技术的实施例1结构示意图。图2是本专利技术的实施例1杆件运动原理示意图。图3是本专利技术的实施例2杆件运动原理示意图。图4是本专利技术的实施例3杆件运动原理示意图。图5是本专利技术的剪切周期示意图。图6是本专利技术的剪切基本定尺调速方法示意图。图7是本专利技术的剪切临界定尺调速方法示意图。图8是本专利技术的剪切任意定尺调速方法示意图。根据附图2、3、4，曲柄轴O1F(O1F＝R)绕其轴心线O1O1，在伺服电机的传动下连续旋转，并通过上连杆EF推动上剪架OA，绕飞剪主轴的轴心线OO做前后摆动运动，上剪刃A点的运动轨迹是以O点为圆心，以OA为半径的 弧线，电子计算机控制伺服电机的转数，使飞剪剪刃速度Vs与板材进给速度VT在剪切瞬时相等，即Vs＝VT不产生堆钢和拉钢现象。飞剪的下剪架BC通过下连杆CD支撑在飞剪主轴偏心OD上，偏心半径r＝OD。不剪切时，飞剪主轴偏OD停止在下(上)死点上，此时上、下剪刃开口度最大，使板材顺利通过。剪切时，启动剪切电机(或离合器-制动器)，飞剪主轴旋转一周，偏心OD通过下连杆CD推动下剪架BC上升，使上、下剪架重合一次，剪切一块L的定尺，剪切后飞剪主轴偏心DD准确的停止在原始位置。电子计算机接受来自测量辊的长度信息，进行启动剪切，并控制飞剪剪切的定尺精度。附图2中下剪架BC(滑块)在上剪架OA的滑槽内上下移动，保证剪刃侧隙不变。附图3、附图4上下剪架通过铰点H，用偏心销轴联接，偏心半径C用于调节上下剪刃侧向间隙，上剪架OA通过H点拉动下剪架BC也做相同周期的前后摆动运动。空切时，飞剪下剪刃轨迹是 弧线，剪切时是bb″b′曲线。由于传动运动的伺服电机不传递剪切力，电机容量大大降低，使电了计算机控制飞剪剪切速度成为可能，并应用于本专利技术中。飞剪剪切定尺的调节L＝VT·tT……(1)VT-给料速度tT-剪切周期时间从公式(1)中可知，飞剪剪切的定尺L是板材运行速度VT和剪切周期tT的函数，与飞剪剪切速度无关，当板材进给速度不变时，控制飞剪剪切定尺，实际上是控制剪切周期tT。附图5表示剪切周期时间tTtT＝tR+tK……(2)tR-工作时间tK-停止时间tR＝t1+ta+t2……(3)t1-制动器-离合器动作时间t2-离合器-制动器动作时间ta-飞剪主偏心轴加速时间当剪切电机选择后，飞剪主轴的加速时间ta不变，压缩空气的压力稳定在工作压力范围内，离合器-制动器的动作时间t1、t2也是个常数。L＝VT(tR+tK)……(4)从公式(4)可知当tR是个常数时，电子计算机控制飞剪剪切的定尺精度，实际是控制飞剪主轴停止时间tK，因此连续运转启动剪切飞剪剪切定尺精度是高于其它启动剪切工作制，飞剪剪切定尺精度可达±1mm。飞剪剪刃的速度控制(或称飞剪的匀速方法)为使剪切任何种定尺飞剪剪刃速度，在剪切瞬时与板材进给速度同步，飞剪曲柄轴必须做变速运动，从飞剪运动方面写出飞剪剪切定尺公式。L＝(k+1)Lo+△L……(5)＝-空切次数k＝0，1，2……nLo-基本定尺△L-附加定尺基本定尺Lo是飞剪上剪架摆动一个周期进行一次剪切，剪切的定尺长度。附图6、附图7、附图8是飞剪剪切不同种种定尺时的调速方法。剪切基本定尺的定尺时L＝(k+1)Lo附图6示出飞剪剪切基本定尺的定尺时的调速方法，飞剪剪刃速度在剪切时与板材运行速度同步，所以飞剪曲柄轴做匀速运转。此时VC＝VA＝VT。剪切临界定尺时临界定尺LkrLkr＝Lo+△Lmax……(6)△Lmax＝Lo时称飞剪剪切的定尺为临界定尺Lkr。附图7示出飞剪剪切临界定尺的调速方法。飞剪剪刃速度在每两次剪切之间速度下降，剪切之前再上升到同步速度运转，做到同步剪切，此时飞剪剪刃的平均速度VcVc＝ (Lo)/(Lkr) ·V本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于冶金机械行业冷热连轧板横剪切线中的连续运转启动剪切飞剪，包括剪切飞剪机体和电子计算机控制系统，其特征在于：它采用七杆二个活动度机构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭延明，
申请(专利权)人：沈阳重型机器厂，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]