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1、2250曲柄式切头飞剪技术总结2250曲柄式切头飞剪1 概述曲柄式切头飞剪是热连轧的板坯的线上的一台重要设备,它一般位于热卷箱后F1精轧机前,主要用于切掉从粗轧机过来头部和尾部,便于精轧机的咬入.2 技术参数型式：曲柄式切头飞剪工作方式间歇启动式剪切温度：900-1100剪切最大断面：602130 mm材料剪切强度极限：140N/ mm2剪切力：12000KN剪刃长度：2350mm剪切速度：0.41.75m/s剪切带钢头尾长度:500mm传动电机：功率：AC 1850KW转速：0250500r/min过载倍数：3 数量：2台减速机速比：i =5.363 设备组成与结构：曲柄式切头飞剪主要由飞剪
2、本体、废料收集装置、剪刃更换装置、离线剪刃位置测量装置等组成.a) 飞剪本体飞剪本体是曲柄式切头飞剪的主要组成部分,中间坯的切头、切尾都由其完成的,它主要由传动装置、机架装配、剪切机构、剪刃间隙调整装置、运输辊道、冷却润滑系统等组成.l 传动装置切头飞剪的传动装置是由两台1850KW,0250500 r/min的电机驱动圆柱齿轮减速机,减速机的两根输出轴分别拖动上下转毂,为保证上下转毂的运动同步,在减速机设计时应使两根输出轴机械同步.为了使整个飞剪剪切系统稳定,使速度波动变化在一个允许的范围内,因此在减速机的高速轴上设置有一个大惯性矩的飞轮.飞轮与高速轴的连接是通过一个多片式气动磨擦离合器连接
3、.当中间坯速度0.8m/s时飞轮开始工作.每个电机都装有制动器,制动器安装在高速轴的传动端.制动器只有在下列情况下闭合：设备紧急停车；设备检修、更换剪刃；剪刃间隙调整.减速器原理图l 机架装配机架装配主要由底座、操作侧机架、传动侧机架与连接横梁、检修平台、导向板等组成.底座主要用来固定两片机架、检修平台、导向板等.底座本身采用框形焊接结构,刚性好.两片机架嵌入底座并用螺来安装剪切机构剪切机构、剪刃间隙调整装置、中间运输辊道等.栓把合.由于机架是主要受力件,因此其主体部分采用铸钢件.机架主要用两片机架的上部用两根横梁连接在一起.横梁采用焊接框形结构,刚性好.底座的入口和出口侧分别装有导向板,用于
4、将废钢导入废料收集装置.在两机架的内侧设置有检修平台,用于对剪切机构的检修.机架装配示意图l 剪切机构剪切机构由上剪切机构、下剪切机构组成.上剪切机构由上摆杆、上剪毂、上曲柄轴装配、上剪刃装配等组成.上摆杆、上剪毂、上曲轴装配三者组成了一个四连杆机构.上摆杆一端通过一对滚动轴承铰接在上横梁上,另一端通过一对滚动轴承铰接在上剪毂的一端.上剪毂做成开口式,在其内壁上装有一对滑动轴承.上剪毂一端通过一的通过一对滚动轴承与上摆杆连接,另一端将上曲柄轴放入,用上压盖压紧,压盖与剪毂用螺栓把合.上曲柄轴装配主要由上曲柄轴、滚动轴承、透盖、端盖等组成,上曲柄轴是一根具有偏心距的曲轴,其两端通过两个滚动轴承安
5、装在机架上,传动端与减速机输出轴相连.上剪刃装配由上刀架、上剪刃、垫片、上挡块等组成,上剪刃采用人字形剪刃,这种剪刃形状有利于带材的自动对中,剪切力较小.上剪刃通过螺栓把合在上刀架上.上刀架采用42CrMo制造,其一端做成T形槽.整个上剪刃装配装置用弹簧锁紧缸安装在上剪毂上.下剪切机构由下摆杆、下剪毂、下曲柄轴装配、下剪刃装配等组成.下摆杆、下剪毂、下曲轴装配三者组成了一个四连杆机构.下剪切机构结构与上剪切机构基本相似,只是下下摆杆的固定端与剪刃间隙调整装置相连.下剪刃采用直线形剪刃.剪切机构示意图剪刃锁紧示意图l 剪刃间隙调整装置由于各种制造误差与设备磨损,必须有一套简便的调整机构来保证剪刃
6、的理想间隙.剪刃间隙调整装置是依靠改变下剪切机构中摆杆的长度来实现剪刃间隙的调整,因此切头飞剪把下剪切机构中下摆杆的支点轴做成偏心轴偏心距为10mm.当气动马达通过减速机带动偏心轴转动时,下摆杆长度发生变化变化范围为10mm,随之剪刃间隙发生变化.在偏心轴的另一端设有剪刃间隙指示刻度盘和固定偏心位置的多孔板.l 中间运输辊道：中间运输辊道主要由辊子装配、盖板、传动装置、辊道架、入口导卫等组成.曲柄式切头飞剪有4根辊子装配,每根辊子由一台电机单独驱动.辊子装配把合在辊道架上,辊道架采用焊接结构,用螺栓把合在机架上.在飞剪入口侧设有入口导卫,入口导卫采用焊接结构,安装在入口在辊道架上.b) 废料收
7、集装置：废料收集装置由溜槽、料斗、出口挡板、移动小车、固定轨道以与缓冲限位装置等组成.溜槽分两段,一段固定在基础上另一段安装在支座上,在溜槽的出口处设置有出口挡板,出口挡板由液压缸推动可绕固定在溜槽上的铰点转动,用来控制废料是否进入料斗.曲柄式切头飞剪设有两个料斗,料斗放置在移动小车上,移动小车安装在固定轨道上.当一个料斗装满时,移动小车在液压缸的带动下运动到起吊位置.当在移动料斗时,出口挡板应处于关闭位置.在小车的非传动侧安装有缓冲限位装置.废料收集装置示意图c) 剪刃更换装置剪刃更换装置工作时布置在飞剪本体的操作侧,当需要更换剪刃时将剪刃更换装置放在预先设计好的位置,当换剪刃完毕后,将剪刃
8、更换装置吊走便于起吊料斗.剪刃更换装置主要由底座、支座、传动装置、横移托架、导向托架、平台栏杆等组成.底座采用焊接框形结构,底座靠近机架侧设计成U形结构,便于底座沿轧制方向的定位.底座一端安装在机架上另一端安装在基础上.在底座的两端安装有平台栏杆便于人工操作.支座安装在底座上主要用于安装传动装置、横移托架、导向托架.传动装置主要由链轮、链条、液压马达减速机等组成.传动装置安装在支座上.横移托架通过一根销轴与链条相连,在横移托架上把合着两根螺柱用于连接剪刃托架.在支座的入口侧安装有导向托架,导向托架的底面和侧面都安装有托轮,用于对下剪刃的导向和定位.剪刃更换步骤： 将上下剪刃旋转到更换剪刃位置,
9、将剪刃更换装置安装在正确的位置； 开动液压马达将横移托架伸入到机架中到设定的位置； 弹簧锁紧缸松开剪刃； 将横移托架上的螺柱分别与上下剪刃相连； 开动液压马达将横移托架和剪刃一同取出； 起吊走剪刃； 将在离线剪刃位置测量装置上调整好的剪刃安装在横移托架上； 开动液压马达将横移托架和剪刃伸入到机架中到设定的位置； 弹簧锁紧缸锁紧； 松开螺柱取出横移托架,吊走剪刃更换装置；注：在每次更换剪刃后都应调整剪刃间隙.d) 离线剪刃位置测量装置：离线剪刃位置测量装置主要用于调整上下剪刃之间的重叠量和剪刃间隙.离线剪刃位置测量装置由支架和耐磨板组成.上剪刃装置用螺栓固定在支架上,上下剪刃通过其本身装置中的垫
10、片来调整其之间的间隙和重叠量.离线剪刃位置测量装置示意图4 剪切机构杆件的优化设计为研究方便,根据机械原理将切头飞剪的运动机构简化为曲柄四连杆机构,见下图：曲柄四连杆机构图a) 工艺参数分析与计算：l 剪切带坯长度计算公式：式中：检测元件至飞剪剪刃的距离；检测元件发出信号飞剪启动至飞剪剪切的时间；带坯运行速度.如果剪切带坯头部后,带坯是分段变速的,则剪切长度计算公式为：如果剪切带坯头部后,带坯的运行是匀变速的,则剪切长度计算公式为：l 剪刃重叠量VE对于热剪来说必须有重叠量,否则剪不断钢材.剪刃重叠量大小影响剪切时间和剪刃的使用寿命,一般不易过大.剪刃重叠量可按下式计算：VE =1.5+0.1
11、S+0.0005B式中：VE最小重叠量mm；S带材厚度mm；B带材宽度mmVE=1.5+0.1S+0.0005B=1.5+0.1x60+0.0005x2130=8.56510mml 剪刃倾斜角 当板厚大于40mm时 = = =2.66113当板厚小于40mm时 =根据斜剪刃的剪切原理可知,随着剪刃倾斜角的增大,剪切力和剪切力矩减小.另一方面,角增大延长了剪切时间,增加了剪刃的磨损,降低了剪刃使用寿命.一般取=3为宜.l 曲柄半径l1曲柄半径l1是飞剪的最重要的机构参数,其大小影响电机功率和开始剪切角.根据下图可求出曲柄半径l1；由图中可知上下由上式得： l1=式中开始剪切角；VE剪刃重叠量；L
12、被剪切最大钢板宽度；剪刃倾斜角；S被剪切最大钢板厚度； 由上式可知曲柄半径l1的大小与最大板厚S、剪刃倾角、最大板宽L、剪刃重叠量VE有关.l1随着板厚的增大而增大,随着剪切角的减小而减小.在计算中一般选=40,求得l1后,在确定.一般取l1=33.5S,这样确保=3550,从而确保剪切力矩不至于过大.l1=125.8/0.4679=268.8544818270以上公式的计算,是忽略了刀杆和剪刃的长度对曲柄半径的影响,因为根据机构原理图,对其进行速度分析,发现连杆机构中的与刀架连接的连杆基本上可看作连杆做近似平动旋转角度为1,每点速度都相同,因此忽略了连杆长度.l 开始剪切角由上图可知： 将以
13、上三式合并得 l E剪切结束角l 等待角w为了使剪切时剪刃远离轧件,减少钢板对剪刃的烘烤,一般取上曲柄的最上点和下曲柄的最下点为剪刃的等待位置.l 启动角S根据工艺要求,切头飞剪采用启动工作制,启动角的确定需能满足,剪刃有足够的加速行程.即剪刃在开始剪切时能达到所要求的速度.通常这个角度应在270位置上,这个位置能否满足启动尚需校核.式中,电机平均启动力矩；电机空载力矩；转换到电机轴上的飞轮力矩；n电机转数；i传动比；b) 飞剪结构其它杆件的确定：l 连杆和刀杆夹角的计算曲柄半径确定后尚需选择与计算连杆、机架杆、刀杆,连杆与刀杆间夹角.确定的原则是保证从剪切开始到剪切结束剪刃间隙逐渐减小,并保
14、证重叠量.这些参数之间的关系推导过程如下.首先将简化的曲柄四连杆机构放入坐标系中,方向如图所示,逆时针方向为正值.连杆长度是由BC坐标决定的,方程为：B、C两点的动力受连杆的定长约束,所以有下列关系：将上两式合并整理后得：将其写成三角方程式：式中, 为了用代数法求解,再设按三角公式科写出：这样上式可变成 解方程,x有两个根,所以有两个可能值： 舍去其中不合理解后,得出与关系式,从而可得出连杆长度和连杆与刀杆之间夹角.只有满足上述关系后剪切过程中剪刃间隙才能逐渐减少,保证剪切过程顺利进行. 从上式可看出,在式曲线中,当曲柄转角时=0.我们可以在这个位置上求出连杆与刀杆的夹角,只有根据这个关系确定
15、的和才能保证剪刃间隙从大到零变化. 曲柄转到死点T时即时,摆杆也处于垂直位置,即=0.此时科算出连杆与刀杆夹角：=-l 曲柄中心到辊道上表面距离Ws、Wx由上图可知,曲柄中心到辊道上表面的距离分别为Ws和Wx,这个窗口尺寸由剪刃更换装置决定.Wsa+d+/2Wxb+d+/2式中a、b为机架窗口大小由快速换剪刃装置大小决定；式中为机架轴承孔,其大小由曲轴的大小来决定；式中b为机架窗口上下沿到轴承孔最低高端的距离,其大小由机架的强度来决定；l 刀杆长度尺寸lu、ldWs、Wx确定后根据剪切位置、重叠量、被剪钢板厚度和剪刃形状来决定.设曲轴在40时开始剪切钢板即剪刃开始接触钢板在0时两剪刃重叠量达到
16、最大10mm；为了保证上剪刃先接触钢板所以数值圆整时,lu应取大值.l 机架杆长度l4的确定；由上图可知：一般情况下l5Ws+Wx. l5越大,剪刃轨迹变化越平滑,剪刃间隙越小,l5的增大会使机架宽度增大；h值不宜过大,h值过大会使机架高度增加,稳定性降低,剪刃间隙增大.h的值一般为h1/51/6l5l 摆杆l3的确定:摆杆l3的长度变化对剪刃间隙有影响,随着l3的增大, 剪刃间隙也在增加.根据经验通常l3按下式选取l 各杆长度得出后应按机械原理来校合.以上各杆件满足各自的条件后还应注意以下几个问题:L2偏小、L3偏大时,剪切区剪刃水平速度差加大,运动角减小,连肝不均匀系数增大,因此几个杆件的
17、长度应匹配.根据剪切工艺要求,剪刃始终要垂直与带材的表面,因此连杆机构应能满足这个要求.5 飞剪结构的运动与力能参数分析a) 曲柄式飞剪的剪切结构为四连杆机构,所以应用解析法分析平面连杆机构可求出该连杆机构各点的位移、速度、加速度等.l 机构的位移分析：如图所示,四杆机构各边矢量方向得l1+l2=l3+l4分别在x轴和y轴上的投影：消去后得为了求解,将用三角函数表示,变换公式：；带入上式得：解出：或者：式中,N为符号系数,当BDC三顶点顺序为逆时针方向,；反之当求出后,再确定：连杆2上剪刃与钢板接触点P的坐标：注释：B为连架杆1与连杆2的铰接点,D为连架杆3的固定铰接点,C为连架杆3与连杆2的
18、铰接点.l 机构的速度分析：将求位移的式子求导：在上式中先后消去与后得：将P点的位移式对时间求导得出P点在x轴和y轴上的速度：l 机构的加速度分析：将速度分析式对时间求导得：在上式中先后消去与后得：将、速度分析式对时间求导得：上式中已知条件为：将曲柄的固定铰点定为0,0点下剪切机构：l1270mml22504.496mml3850mml42536.7105mm2500 -430p1034.7mm86.566上剪切机构l1270mml22504.496mml3850mml42536.7105mm2500 -430p990mm86.566以上数据中p值取剪刃开始接触钢板的位置根据上式得出、关系图;
19、根据以上公式和图表可以看出,曲柄式切头飞剪的剪刃运动轨迹为一椭圆形结构,在上下剪刃同时接触钢板时,上剪刃的水平速度要高于下剪刃的水平速度.b) 飞剪机构的力分析l 曲柄式切头飞剪剪切力计算：当飞剪在稳定剪切条件下进行剪切,飞剪剪切力按平行剪计算.最大剪切力计算公式为：Fmax被剪钢板最大原始断面面积；剪切温度下被剪钢板的抗拉强度；K考虑由于刀刃磨钝、刀片间隙增大而使剪切力提高的系数,其数值根据剪切机能力选取；小型剪切机P1.6MNK=1.3中型剪切机P2.58.0MNK=1.2大型剪切机P1.6MNK=1.1Pmax 0.61.1140602130 11808720N剪机设计能力为Pmax 1
20、2000KN当时飞剪在稳定剪切条件下进行剪切,飞剪剪切力按斜刃剪计算.因为曲柄式切头飞剪剪刃为人字形,带有倾斜角,剪切原理与斜剪刃相同,因此剪切力的计算采用斜剪刃的剪切力计算公式：该节计算所需要查阅的图表,根据王海文的轧钢机械一书得到.从斜剪刃剪切时的剪切情况分析,剪切力有三个部分组成：式中：纯剪切力；带坯被剪切部分由于上剪刃继续运动,上剪刃压在带坯上的弯曲力；由于上剪刃的压力作用,使带坯在分离部位产生的曲线形局部弯曲力.1确定 兆牛式中：带坯厚度；刀具倾斜角；单位剪切功.由于切头飞剪的剪刃圆弧很大,单位剪切功可以利用平行剪剪刃的计算.经验计算式为： 式中：平均单位剪切抗力；带坯剪断时的相对切
21、入深度；带坯在剪切温度时的强度极限；延伸率.一般地：小型飞剪设备中型飞剪设备大型飞剪设备不同温度下钢件抗拉强度Tensile strength of the distinct steel in different temperature钢 种剪 切 温 度100095090085080075070020常温合金钢8.5101213.516202370高碳钢89111215172260低碳钢7891010.5121540注：常温20时的值：合金钢以30CrMnSi,高碳钢以45钢,低碳钢以A3钢为代表.2 确定力 兆牛 式中：转换系数,可查相关图表得到.3 确定力根据实验求得,0.00265,1
22、00,代入上式得到： 式中：,为剪刃之间的间隙.,为压板至下剪刃之间的距离.4 总剪切力 兆牛 式中：刀钝系数,一般取1.151.20.l 水平方向的动载荷计算切头飞剪在剪切时,在水平方向上存在使带坯加速或减速而产生的动载荷和.在切头时,剪刃拉动带坯加速前进,带坯的速度被加速到剪刃水平速度,加速时间为.根据动量和冲量的关系得到动载荷的计算公式：式中：带坯的重量,重力加速度,剪刃转速.设剪切时为匀速运动,设在剪切开始和终了之间的任一转角处的转角为,则有以下关系式：设：, , 再：根据这一公式可以计算剪刃上承受的动载荷.对于剪切带坯尾部时,公式3.30可写为：l 剪切功的计算：A=Fh设a=,a称
23、为单位剪切功,也就是剪切高度为1mm,断面为1mm2试件所需要的剪切功.c) 飞轮矩的计算折算到电机出轴端飞剪飞轮矩包括两部分： 飞剪本体飞剪剪切机构飞轮矩 飞剪传动系统飞轮矩飞剪本体飞剪剪切机构飞轮矩由于飞剪剪切机构是一个曲柄连杆机构,其运动规律决定于曲柄轴的运动,由机械原理可知,对于单自由度的机械系统,其运动问题可转化为原动件的运动问题来研究.为了保证这种转化能反映原机械系统的运动情况,引出等效质量、等效转动惯量与等效力、等效力矩的概念.所以飞剪本体飞轮矩的计算可转化为求等效质量、等效转动惯量的问题.根据等效转动惯量转化的原则有：则式中：m、v 等效质量与质量集中点的速度；J、 等效转动惯
24、量与等效构件的角速度；mi、Jsi 第i个构件质量与其对质心轴的转动惯量；i、vsi 第i个构件角速度与其质心的速度.根据上式可得飞剪剪切机构转化到曲柄轴上的转动惯量为：曲柄轴质量；曲柄轴质心速度；曲柄轴对其质心轴的转动惯量；剪毂质量；剪毂质心速度；剪毂对其质心轴的转动惯量；摆杆质量；摆杆质心速度；摆杆对其质心轴的转动惯量；飞剪传动系统飞轮矩因为飞剪剪切机构曲柄轴与传动系统低速轴相连所以曲柄式切头飞剪折合到电机轴端的总的转动惯量为：则飞剪折合到电机轴端的总的飞轮矩d) 电动机计算切头飞剪采用启动工作制,在启动工作制的情况下,电机的功率由飞剪的加速条件来确定.因此切头飞剪电机选择的任务包括：l
25、计算电动机功率；l 确定飞剪的总飞轮力矩；l 校验电动机的发热和过载.电动机的发热计算使要防止飞剪在最重的工作条件下,电机的发热正常.过载计算是要防止在剪切时电动机的瞬时短期过载.启动工作制的飞剪电动机,仅由飞剪运动质量的加速条件确定,因为飞剪的加速时间很短.根据飞剪的结构与工作条件的不同,加速时间通常在0.12秒的范围内.在指定的时间间隔内,启动工作制的飞剪,电动机的输出力矩,用电动机在加速时间内的平均力矩来进行计算：式中：换算到电机轴上的飞轮力矩；加速时间.上式中忽略了飞剪的空转力矩即摩擦力矩,对于使用滚动轴承的飞剪,摩擦力矩很小,可忽略不计.启动工作制电动机的额定力矩,等于在规定时间内,
26、将飞剪的滚筒加速到剪切转速时所必需的平均力矩.然后用这一平均力矩计算电动机的功率,其计算公式为：根据选择出来的电动机,进行飞剪加速时间校验,验证是否在需要的加速时间内达到所要求的剪切速度.同时在按照均方根力矩,校核电动机的发热.6 曲柄式切头飞剪剪切工艺：a) 对曲柄式切头飞剪的基本要求：l 剪刃在剪切轧件时要岁随着运动着的轧件一起运动；l 飞剪应在一定温度下剪切规定的各种材质,各种宽度和厚度的带材.l 剪切时,剪刃保证适当的侧隙和重合度.l 能满足轧机或机组的生产率；b) 剪切位置的长度应满足两方面的要求：l 切掉中间坯头尾不规则的区段,不得残存舌头和鱼尾的形状；l 被切掉部分的长度应小于剪
27、切机至剪后第一根辊道间的距离,以便被切掉的部分顺利地进入滑道.c) 切头剪对电力传动控制系统的要求：l 为保证剪切质量,控制系统应具有良好的动态性能,切头剪在剪切时能按剪切指令迅速而且准确地进行加速和减速、停车；l 根据剪切方式以与剪刃自动位置控制APC等要求能无级地调速；l 因为剪刃的调整,自动位置控制和切尾剪刃的复位等需要要求剪刃能可逆运转；l 电源情况正常与否、剪刃是否对好位置以与齿轮和轴承的润滑等要求有必要的联锁方式；l 切头剪的操作方式分自动和手动,自动方式由计算机设定和操作人员在操作平台上用选择开关进行设定.当计算机功能开关防在 通ON位置时,应优先由计算机来设定.手动方式即在机旁
28、操作；l 自动方式剪切时,剪刃有自动位置控制APC；l 剪刃可以由手动复位到要求的起动位置；l 有因电器的异常停止和由操作人员判断的事故停止；l 为调整试车应有机旁操作点；l 其他保护联锁关系.d) 曲柄式切头飞剪曲轴控制原理图与说明：为了满足电机的启动条件,剪刃一般位于270位置即图中ST位置.l 剪切头部：在控制系统发出启动信号后,剪切机开始从ST位置启动,直到完成一个剪切循环,为了减小中间坯对剪刃的烘烤,剪刃应停止在远离中间坯的位置即图中0WP位置.l 剪切尾部：在控制系统发出启动信号后,为了满足剪刃的加速条件,剪刃开始从WP位置反转到ST位置,开始一个新的剪切循环.剪切完成后剪刃停止在
29、ST位置上,等待下一次剪切. 图中其它位置说明：T点正常更换剪刃位置WN不能用快速更换剪刃时,应在WN位置人工手动更换剪刃；RP剪刃在该位置时,上剪毂与剪前辊道空间最大,此位置可用来清除氧化铁皮；e) 飞剪的连锁控制：l 只有在润滑系统正常情况下飞剪才能启动；l 只有飞剪制动器打开后飞剪才能启动；l 板材速度在0.41.75m/s飞剪允许启动；l 切头时飞剪的速度与飞剪前设备的速度匹配,切尾时飞剪的速度与F1精轧机速度匹配；l 当飞剪接到启动信号后,如果飞剪剪刃没有在理论设定位置,那么飞剪前辊道将停止运转.f) 剪切控制原理与剪切方程式切头飞剪是在带钢运动状态下进行剪切的,因此便需要对飞剪剪毂
30、的启动时间进行比较精确的控制.使上下剪刃进行剪切时,中间坯所在位置被剪下钢板的头尾长度就能得到预先设定的长度值,这种功能控制就是飞剪的切头切尾控制.l 切头过程的剪切方程式当中间坯头部从R2粗轧机出来时,启动设在飞剪前端的计时器,经过一段延时发出剪切信号,又经过一段很短的滞后时间d,切头剪开始启动,并按一定的加速度A加速到比中间坯运行速度快约00.25倍的速度,称为超前速度.再在这个速度下匀速很短一段时间s,开始进行剪切.故剪切时间只是剪刃在死点下一个很短暂的瞬间.图1 剪头过程运行时间示意图Figure 1 The temporal schematic sketch when the Cro
31、p Shear is cutting head上述时间的总和为见图1在这段时间里d 、A、s为固定值,只有延时为可调整的.在总时间内中间坯走过的距离为1+2.图2 剪头过程示意图Figure 2 The schematic sketch of Crop Shear is cutting head如图2所示,1为一定数,2为切头长度.综合时间与距离因素,要改变切头长度2,可以通过计时器的延时改变时间来达到.令为中间坯的运行速度,则面积图1为中间坯在段时间内运动的距离位移.即=其中：计时器延时时间内中间坯走过的距离；发出剪切信号到转鼓起动的滞后时间里中间坯走过的距离；转鼓起动到切断点时间内中间坯走
32、过的行程；剪刃起动到切断点所走过的距离；剪刃起动过程中中间坯比剪刃多走过的距离；根据普通运动学方程式可知,当物体从静止加速到速度,其加速度为,则该物体走过的行为程. 因此我们可以得到切头过程的剪切方程式： =+如满足上式,即能对切头长度进行比较精确的控制.l 切尾过程的剪切方程式切尾时,中间坯已经处于精轧机的加速轧制中,故切尾的定尺控制与切头不同,必须对轧制时的加速度进行考虑.图3 剪尾过程运行时间示意图Figure 3 The temporal schematic sketch when the Crop Shear is cutting caudal如图3所示,为一条斜线.切尾时在计时器延
33、时、滞后、启动时间和稳速时间的总和时间里中间坯运动的位移为,见图4.图4 剪尾过程示意图Figure 4 The schematic sketch of Crop Shear is cutting caudal由图3与图4可得到关系式： =式中： = 计时器延时时间里中间坯运动的位移； 发出剪切信号到转鼓起动的滞后时间内中间坯所运动的位移； 转鼓起动到切断点时间里中间坯运动的位移； 剪刃从起动到剪切所运动的位移；=为剪刃起动过程中中间坯比剪刃多运动的位移；图中点的速度为,为点速度.则：切尾过程的剪切方程式：式中：热金属检测器HMD到切头剪剪切点的距离；剪切长度,切头为+,切尾为；剪刃由起动点到
34、剪切点的行程；切头剪线速度对中间坯运行速度的超前速度比,经验数据切头时取025%,切尾时取10%；切头剪的加速度V中间坯的运行速度；中间坯的运行加速度；发出剪切信号时的中间坯运行速度；从热金属检测器测出信号到切头剪计时器发出剪切信号所用时间；从发出剪切信号到切头剪起动所经过的时间.7 总结：根据以上论述可以看出曲柄式切头飞剪有以下优点：l 剪刃寿命长 剪刃寿命取决于剪刃重合量.曲柄剪剪刃重合量为10mm,而滚筒剪只有5mm.根据德国梯森公司的经验,一对曲柄剪剪刃的寿命为滚筒式剪刃的10倍.l 剪切质量好 曲柄剪剪刃在剪切过程中其本上是平行的,角度变化不超过1,所以切口平直,质量好.而滚筒剪在切60mm厚板时,剪刃与剪子中心线间的夹角达18,切口是斜的.l 剪刃间隙调整容易 曲柄剪传动装置从减速机伸出两根轴,直接带动曲柄轴,调整剪刃间隙方便.滚筒剪在每个滚筒上装有分配齿轮,互相啮合,调整剪刃间隙困难.l 剪刃更换容易l 剪切厚度大 可切80mm厚钢板,滚筒剪则只能60mm板坯.
