型鋼廠冷鋸定尺精度研究與改進

摘要: 本文論述了了萊鋼集團型鋼廠冷鋸機的結(jié)構(gòu)和組成，分析了影響冷鋸剪切精度的主要原因，并提出了提高剪切精度的措施。經(jīng)過改進后，定尺剪剪切誤差控制在3‰以內(nèi)。

關(guān)鍵詞：型鋼 冷鋸 研究

前言

山鋼集團萊蕪分公司型鋼廠主要生產(chǎn)各種規(guī)格的H型鋼，工字鋼等產(chǎn)品。在產(chǎn)品定尺以及切頭尾時，一般采用冷鋸鋸切。冷鋸的主要作用是對成品進行定尺剪切、取樣和尾料處理。型鋼廠在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)冷鋸精度偏差較大，經(jīng)常發(fā)生定尺、取樣尺寸不準，導(dǎo)致產(chǎn)品成材率降低，影響企業(yè)效益。

本文主要分析了影響冷鋸剪切精度的主要原因，并提出了解決方案。

1．設(shè)備特點及構(gòu)成

新型冷鋸的特點具有高剛性、高剪切精度、減少鋸片的磨損、帶弧度的上剪刃可以保證剪切無彎曲、剪切時間短，便于提高產(chǎn)量、鋸片自動更換等特點。

該冷鋸為滾切式，弧形上刀刃沿著直線型下刀片滾動實現(xiàn)剪切。主要組成部分有：機架、傳動裝置、刀架及剪刃固定裝置、壓緊裝置、推尾裝置、長度測量裝置、擺動輥道、剪刃更換裝置等組成。

主傳動裝置由上下可分的主減速機箱體、齒輪、齒輪軸及偏心軸組成，偏心軸的支撐軸承采用滑動軸承。主電機安裝在剪機上部的平臺上，由2臺電機驅(qū)動，主電機和減速機之間設(shè)置有安全離合器。

鋸片安裝在上鋸片盒中，由螺栓和鋸片盒固定在一起，鋸片盒和上刀架通過鎖緊缸進行固定（疊簧鎖緊液壓松開）。上刀架通過兩個連桿與兩個偏心軸相連接，偏心軸的一端支撐在前面板上，另一端支撐在主減速機的箱體中。。

在冷鋸機前的機架輥采用2段3點支撐結(jié)構(gòu)，并設(shè)置了緩沖彈簧，當剪切時機架輥將被壓下一定的距離，以減小剪切力對機架輥的影響。

為保證剪切質(zhì)量，對于不同厚度的產(chǎn)品及材質(zhì)必須進行間隙調(diào)整，剪刃間隙采用1臺AC電機通過蝸輪、蝸桿和4組斜楔根據(jù)厚度強度等進行調(diào)整。采用單邊斜楔調(diào)整，斜楔的比例為1:10。為保證最小間隙0.5mm，在調(diào)整機構(gòu)上設(shè)有機械限位裝置（一個螺母和定位銷），當斜楔磨損后，可以通過手動調(diào)整螺母的位置以保證最小間隙。剪刃的間隙一般設(shè)定在板厚的10%左右，針對不同的鋼種有所變化。為保證剪切過程中間隙的恒定，在剪機的前面板上設(shè)有12個彈簧共4組，消除剪刃上刀架和前面板及斜楔之間的間隙，每個彈簧的壓緊力范圍為172~195KN。壓緊裝置（Hold down device）由3組組成，安裝在剪機的前板上，每組通過2個液壓缸帶動連桿在剪切時壓住。尾部推出裝置由5個推臂組成，安裝在冷鋸的前板上，能處理的最大廢料長度為1100mm，每個推臂由1個液壓缸控制。長度測量裝置由剪機入口的測量輥及其支架組成，測量輥的尺寸為Ф190×30mm。測量輥用來測量分切板、切頭長度。該輥應(yīng)該有精確的周長，直接在鋼板表面滾動，通過一個連接軸與一個脈沖發(fā)生器連接。測量輥離剪刃非常近，確保可以測量短板。測量輥上配有空氣管，在工作過程中吹出穩(wěn)定的氣流。測量輥升降通過一個氣缸動作來實現(xiàn)。

擺動輥道用于鋼板的輸送并配合剪切動作。采用單獨傳動，有6根輥子設(shè)置在一個框架上。在鋼板剪切過程中，擺動輥道由液壓缸控制上下升降。擺動輥道有3個位置，即剪切位置、正向運輸位置及反向運輸位置。

剪機牌坊、主減速機、馬達平臺、前板都為焊接鋼結(jié)構(gòu)，上刀架和連桿為鑄鋼，偏心軸、中間軸、齒輪軸為鍛鋼。

2.影響冷鋸精度的原因

冷鋸的剪切精度主要受測長輥、型鋼位置檢測等多種因素的影響，現(xiàn)將各因素具體分析如下。

2．1 測量輥使用一段時間后，由于測量輥本身的磨損，以及測量輥表面粘上異物等原因，可能會導(dǎo)致測量輥的實際直徑發(fā)生改變，影響測量精度。

2．2 由于操作工無法清楚的看到冷鋸中的型鋼，不能對型鋼定位進行直接的觀察，這樣操作就會造成剪切精度有誤。

3．提高冷鋸剪切精度的措施

3.1 為防止測量輥由于磨損或者粘上異物導(dǎo)致測長輥上下微幅彈跳或外徑變大，影響測量精度，必須定期檢查壓縮空氣的壓力，防止壓力過大導(dǎo)致測量輥與鋼板碰撞過重，造成測量輥磨損。必須定期清潔、測量并標定測長輥外徑。修改測量程序，當發(fā)現(xiàn)測量輥直徑有所變化時，能通過程序人工設(shè)定測量輥直徑，保證測量的準確性。

3.2 在冷鋸剪切位置增加一監(jiān)控攝像頭。操作人員可根據(jù)監(jiān)控畫面，清楚的觀察到型鋼的定位情況，進行正確的剪切操作。冷鋸前0.5m的位置增加一測長光柵。型鋼經(jīng)過鋸片線后會觸動該光柵，開始測長。將該測長數(shù)據(jù)寫入剪切程序，將測量輥與光柵分別測量的數(shù)值在程序中自動進行比較。如果兩者相差10 mm以上，程序自動取兩者的平均值作為剪切數(shù)值。有利于提高剪切精度

4.結(jié)論

萊鋼集團型鋼廠針對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的冷鋸剪切不準的問題，在原有設(shè)備的測量系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)上，通過增加測長光柵、增加監(jiān)控畫面等方法對現(xiàn)場設(shè)備進行了改造設(shè)計，取得了良好的效果。實施上述改進措施后，成品剪切精度有很大提高，連續(xù)3個剪切精度偏差不大于千分之三。取得了良好的效果。

5.參考文獻

[1]杜忠新. 定尺剪剪切精度的影響因素和改善措施 [J].中國重型裝備, 2012(1):21-23

6.作者簡介

陳新剛， 男 ，目前為山東省冶金設(shè)計院股份有限公司工程師，現(xiàn)從事冶金機械設(shè)備設(shè)計研究工作。