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摘要
飛剪機(jī)有上下兩個(gè)剪切輥，每個(gè)輥都有刀片，上下兩輥被同一臺(tái)電機(jī)不停地驅(qū)動(dòng)，并且剪切輥的切線速度與來(lái)料板材的水平速度相一致。上剪切輥?zhàn)鰣A周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)镀D(zhuǎn)到高于最低點(diǎn)時(shí)為非剪切位置，當(dāng)?shù)镀_(dá)到最低位置時(shí)和下剪切輥配合完成對(duì)來(lái)料的剪切，上剪切輥取代了被電機(jī)驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，而這個(gè)結(jié)構(gòu)是用來(lái)控制每個(gè)輥在完整的運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)能夠從完全停止啟動(dòng)和從運(yùn)動(dòng)中完全停止。
旋轉(zhuǎn)滾筒式飛剪機(jī)
——發(fā)明領(lǐng)域
這個(gè)發(fā)明通常涉及鋼鐵制造廠的處理方法，尤其是與剪切長(zhǎng)的熱軋鋼材用的先進(jìn)旋轉(zhuǎn)滾筒式飛剪機(jī)相適應(yīng)，例如箍鋼帶、型材、棒材、線材，這些鋼材在熱連軋車間的最后一道工序時(shí)有著很高的流動(dòng)速度，這個(gè)時(shí)候飛剪機(jī)將流動(dòng)的鋼材剪切成合適的長(zhǎng)度以便成卷或放置在冷床上冷卻。
現(xiàn)有技術(shù)
在連續(xù)熱連軋機(jī)方面有一個(gè)趨勢(shì)（以下簡(jiǎn)稱熱連軋機(jī)），那就是使板帶鋼在加工中的流動(dòng)速度從原來(lái)的600米/分鐘加速到現(xiàn)在的1000米/分鐘甚至更高。另外，由于大厚板的應(yīng)用，盤卷的重量已經(jīng)從原來(lái)的25噸左右增加到現(xiàn)在的40噸甚至更多。
高重量大尺寸的盤卷在高速、高效率的熱連軋機(jī)上生產(chǎn)時(shí)一大特點(diǎn)，這一特點(diǎn)正在用于各種生產(chǎn)線，如酸洗線、平整線、剪切線，這些生產(chǎn)線在鋼鐵方面已經(jīng)有了相應(yīng)的處理能力，這些處理能力使得鋼廠本身也沒(méi)有太多問(wèn)題。然而，對(duì)于出售的盤卷產(chǎn)品有一些問(wèn)題，就是說(shuō)這些產(chǎn)品必須符合客戶生產(chǎn)設(shè)備對(duì)盤卷的處理能力，這些客戶像切割和剪切工廠，汽車、管線制造商。用飛剪切割來(lái)料達(dá)到符合上述盤卷重量從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外銷售，這種切割形式如安裝在熱連軋機(jī)上的用于切尾和切定尺的滾筒式飛剪機(jī)，這時(shí)就會(huì)就會(huì)遇到下面問(wèn)題。
旋轉(zhuǎn)式剪切機(jī)每次的切割都需要啟動(dòng)和停止轉(zhuǎn)鼓，在這個(gè)過(guò)程中采用了一個(gè)所謂的啟動(dòng)——停止系統(tǒng)。正因?yàn)槿绱耍瑢?duì)于上下轉(zhuǎn)輥直徑相同的剪切機(jī)，一個(gè)剪切循環(huán)必須在轉(zhuǎn)輥的大約一個(gè)或兩個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)完成，一個(gè)剪切循環(huán)是指轉(zhuǎn)滾從靜止加速到最大速度，然后再?gòu)淖畲笏俣鹊酵Ｖ埂Ｈ绻麅芍睆讲煌?，例如：上下輥徑比?：3時(shí)，那么剪切輥從停止到全速再?gòu)娜俚酵Ｖ沟囊粋€(gè)循環(huán)必須在上輥大約三個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)完成。
在上旋轉(zhuǎn)滾筒直徑0.8m，下旋轉(zhuǎn)滾筒直徑1.2m的條件下，上下旋轉(zhuǎn)滾筒的慣性效率將會(huì)轉(zhuǎn)換為下旋轉(zhuǎn)滾筒軸的20000kg.m2和1200m/min的板帶熱軋速度。例如，上下滾筒轉(zhuǎn)變成下旋轉(zhuǎn)滾筒軸所需的凈加速扭矩大約為45500kg.m，當(dāng)此扭矩與一個(gè)過(guò)載3倍電機(jī)相轉(zhuǎn)化時(shí)，它相當(dāng)于5000千瓦。這是和電機(jī)自身所需功率相比較的結(jié)果，沒(méi)有考慮像機(jī)械效率一類的因素，但是它表明，需要一個(gè)具有很大承載能力的電機(jī)。
由于剪切機(jī)的這個(gè)性質(zhì)，那么根據(jù)這個(gè)發(fā)明設(shè)想用剪切機(jī)剪切速度超過(guò)1000m/min的板帶是不合實(shí)際的。另外，起止控制系統(tǒng)也有這樣的特性，由于上下滾筒只有完成剪切后才停止，那么發(fā)生在停止的下滾筒和經(jīng)過(guò)上滾筒的帶鋼之間的滑移隨著軋制速度的增加而增加。這將會(huì)導(dǎo)致板帶表面出現(xiàn)劃痕、磨損、粘著這樣的問(wèn)題，即產(chǎn)品的商業(yè)價(jià)值就會(huì)丟失。
還有一個(gè)問(wèn)題是，由于旋轉(zhuǎn)飛剪是在滾筒連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)完成剪切，那么每次剪切的長(zhǎng)度不變。另外，甚至通過(guò)‘漏切’來(lái)獲得不同長(zhǎng)度的方法都不能得到長(zhǎng)度超過(guò)10m的板帶，‘漏切’是說(shuō)用直徑相同的上下滾筒，通過(guò)上滾筒或下滾筒周期性地豎直移動(dòng)來(lái)達(dá)到剪切出不同長(zhǎng)度的方法。當(dāng)然，也可以用上下滾筒直徑相同的飛剪實(shí)行‘漏切’來(lái)實(shí)現(xiàn)不同長(zhǎng)度的板帶。
正是由于這個(gè)原因，下面的做法到現(xiàn)在為止已成為慣例，那就是產(chǎn)品分割成卷對(duì)外銷售，將熱軋帶鋼一次卷一大卷，等冷卻后展開(kāi)，然后根據(jù)對(duì)外銷售帶卷的重量剪切成同一長(zhǎng)度，最后再卷成卷。但是，這種做法的不足是，需要額外的重卷設(shè)備。
現(xiàn)在，熱軋厚板帶鋼車間在生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)了下述問(wèn)題，例如，由板帶車間生產(chǎn)的產(chǎn)品超過(guò)4.5mm或是厚達(dá)約16mm。來(lái)自這樣生產(chǎn)線的板帶鋼在高速運(yùn)行時(shí)不可能被切割成適合冷床的長(zhǎng)度。由于這個(gè)原因，長(zhǎng)厚板冷卻是不可能的。這樣，下面的做法就成了一個(gè)慣例：將熱板帶一次卷成一個(gè)大卷，冷卻后展開(kāi)，然后用矯直機(jī)矯直或在一系列重壓下進(jìn)行冷矯直，矯直是為了防止板帶在剪切或氣割后產(chǎn)生變形，最后完成分割從而生產(chǎn)出所需鋼板。但是，在這個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，重壓下的冷矯直是為了整平鋼板，因此，殘余應(yīng)力的驅(qū)散減少和了解有關(guān)平直板的知識(shí)都是必須的。
這個(gè)發(fā)明概括
此項(xiàng)發(fā)明的目的就是明顯減少每次剪切操作加速減速所消耗的能量，加減速的能量消耗是飛剪機(jī)的一大特點(diǎn)。這項(xiàng)發(fā)明的另一目的是防止板帶在生產(chǎn)過(guò)程中表面出現(xiàn)劃痕、磨損、粘著等類似損壞。此發(fā)明還有一個(gè)目的就是提供給飛剪有剪切大于最小可能長(zhǎng)度的任意所要長(zhǎng)度板帶鋼的能力。此項(xiàng)發(fā)明更大的目的是省去生產(chǎn)外售帶卷的開(kāi)卷線設(shè)備。此項(xiàng)發(fā)明另外一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)熱軋板帶由較大長(zhǎng)度。
簡(jiǎn)單地說(shuō),此項(xiàng)發(fā)明使旋轉(zhuǎn)滾筒式飛剪機(jī)擁有第一、第二轉(zhuǎn)鼓，這兩個(gè)轉(zhuǎn)鼓上安有各自的剪切刃，而且能夠在不同速度下旋轉(zhuǎn)，這就能夠在來(lái)料特定流動(dòng)速度下進(jìn)行剪切。以下是驅(qū)動(dòng)組合：轉(zhuǎn)鼓的驅(qū)動(dòng)方式由電機(jī)傳動(dòng)機(jī)制來(lái)耦合二者;一個(gè)電機(jī)給轉(zhuǎn)鼓提供一個(gè)連續(xù)的切向速度，這個(gè)速度和來(lái)料同步。轉(zhuǎn)鼓的移動(dòng)由另一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，因此能夠使第一個(gè)轉(zhuǎn)鼓在遠(yuǎn)離第二個(gè)轉(zhuǎn)鼓的回收位置和接近第二轉(zhuǎn)鼓的剪切位置之間移動(dòng)，而且在后一個(gè)位置時(shí)剪切刃的速度同來(lái)料相同，從而完成剪切；控制方式是指控制第二個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓使其能夠完成周期運(yùn)動(dòng)，每個(gè)周期有以下過(guò)程：第二個(gè)電機(jī)在剪切刃與來(lái)料速度一致而第一個(gè)轉(zhuǎn)鼓在收縮位置時(shí)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，然后移動(dòng)第一個(gè)轉(zhuǎn)鼓到剪切位置進(jìn)行剪切；完成剪切后第一個(gè)轉(zhuǎn)鼓回到收縮位置，第二個(gè)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
這個(gè)發(fā)明的性質(zhì)、工作原理、特點(diǎn)都將從后面的具體說(shuō)明中優(yōu)先顯現(xiàn)出來(lái)，結(jié)合所附圖紙來(lái)閱讀此項(xiàng)發(fā)明，這些圖紙像零件圖一樣都有參考數(shù)字。