滾切剪結構特點及應用前景分析

趙 晨 肖 帆

（1.沈陽工程學院 機械學院，遼寧 沈陽 110136；2.北方重工集團有限公司壓延設備分公司，遼寧 沈陽 110141）

軋鋼生產是目前我國工業生產中的基礎內容之一，隨著軋鋼技術的發展，我國目前的中厚板生產線已經突破40條，總生產力已達4000萬噸以上。隨著軋機的發展，各類新技術的融合，使得軋機具有了更大的剛度。20世紀70年代工程技術人員研發出了滾切式剪切機，其在中厚板剪切中的優勢使得滾切剪得到了一致的肯定。

1 滾切剪概述

根據結構差異及用途不同，滾切剪分為三大類，即：滾切式雙邊剪、滾切式剖分剪和滾切式定尺剪。（1）滾切式雙邊剪主要被設置于切頭剪后，主要用于剪切鋼板兩邊及完成成品寬度的剪切，其結構相對較為簡單，為單軸三偏心傳動式，其主要優勢在于其造價相對較低，缺陷在于負荷大；目前市場基本上都采用三軸三偏心式的滾切式雙邊剪。（2）滾切式剖分剪設置在雙邊剪之后，該種剪切剪為二軸二偏心結構，其主要用途為縱向剖分倍寬軋制鋼板，除此之外也能夠進行非對稱剖分，即針對寬度不同的鋼板也能夠剖分；實際的應用中，為了盡量縮短車間長度，降低投資成本，會將雙邊剪同其組合使用。（3）滾切式定尺剪主要用于剪切鋼板，其特點在于加緊機構使用了液壓打開結構，且剪刃座為彈簧夾緊結構，因此在刀片的更換上更加便捷。

2 滾切剪設備組成及工作原理

2.1 滾切剪設備組成

滾切式定尺剪本體主要組成部分包括：機架、減速機、主傳動裝置、前面板、壓板機構、控制桿、下刀架，上刀架、剪刃側隙調整機構，快速換刀、導衛輥、機架輥裝置等。

機架是整個設備主體部分，由左、右兩個焊接結構的機架組成。主減速機上的齒輪與曲軸是通過過盈和鍵連接，主減速機的中、下箱體用予應力拉桿連接在一起，減速箱采用兩進兩出、三級減速的傳動方式。前面板上配有壓板機構并配在兩曲軸上與機架鍵和螺栓聯結。上刀架通過連桿裝配在兩曲軸上與機架上的控制桿相連接。剪刃側隙調整機構上刀架與減速機之間由3組調整楔以及連桿和升降機、蝸輪箱組成，每個調整楔都由各自連桿及升降機帶動，

換刀裝置裝在剪機機架側面，換刀車由兩個小車和一個大車組成，兩個小車完成新舊剪刃的送進和取出且布置在大車上。大車滿足新舊剪刃更換位置的要求。導衛輥在機架內側配合鋼板側邊導向作用。機架輥裝在下刀臺剪刃前面，把鋼板喂入以備剪切。

2.2 滾切剪工作原理

滾切剪的剪切原理如圖1所示。位置a為處于最大開口度的起始位置。當曲柄軸等速同向轉動時，上刀片左端首先下降并開始剪切（位置b）。當上刀片與下刀片之間達到一定的重疊量后，上刀片將沿下刀片滾動并對鋼板進行剪切（位置c），當上刀片分別進行左端相切、中間相切和右端相切后，整個完成了一個滾切過程，回到起始位置（位置a），準備開始下一個剪切過程。

3 滾切剪結構特點

滾切剪具有其獨特的結構特點，概括起來有以下幾方面，即：（1）剪刃與鋼板之間的滑動量小，鋼板的切口規整，剪刃磨損小，在雙邊剪每剪切一個步長之后，主剪刃自動退刀，有利于鋼板的下一個步長的輸送并且避免了鋼板與剪刃的碰撞，提高了刀片的使用壽命。（2）剪切質量高，剪切對鋼板的壓彎很小，保證了鋼板的平直度。（3）滾動剪切法在實際應用中，開口度相對要大，因此鋼板能夠順利通過，便于軋鋼。（4）剪切行程大大降低，因此，傳動上剪刃的偏心軸曲柄半徑減小了，傳動力矩按比例地減小，電機功率可以降低，有節能的功效。（5）生產率大大提高。（6）滾切剪有快速換剪刃裝置，換刀時間只需30min。大大提高的了設備維修與生產的工作效率。（7）滾切剪有上下剪刃間隙調整裝置，間隙調整精度高，速度快，并且切口干凈毛刺少。雙邊剪的碎邊剪能夠單獨調整。（8）生產自動化水平大大提高，極大地減輕了工人的勞動強度。

4 滾切剪國內應用情況

圖1 滾切剪的剪切原理

以前的中厚板生產線均采用老式的鍘刀剪或火焰切割方式來進行鋼板的切頭、切尾及定尺。到了20世紀90年代，北方重工沈重集團公司與德國西馬克公司合作，為舞陽鋼鐵公司制作了第一臺滾切式雙邊剪，開創了我國使用滾切剪進行剪切的先例。近幾年來國內新建或改造升級的中厚板生產線幾乎都采用滾切式定尺剪，國內企業與國外合作制造的程度也進入了白熱化階段。新余鋼鐵公司、安陽鋼鐵公司、江蘇沙鋼集團、舞陽鋼鐵公司、唐山鋼鐵公司及臨汾鋼鐵公司、首鋼秦皇島公司、包頭鋼鐵公司、湘鋼鋼鐵公司、武漢鋼鐵公司、河北敬業集團及五礦營口中厚板升級改造等都采用一系列多種結構形式、多種用途的滾切剪，這些項目有的是與國外合作制造的，也有國內獨立設計制造的。這說明滾切剪的優勢已經在諸多鋼廠的生產中得到體現，在國內中厚板企業的應用也越來越廣泛。

5 滾切剪應用前景

在國際上，目前中厚板生產中使用最為廣泛的便是滾切式剪切剪，這也是未來剪切技術的發展趨勢。據了解，北方重工集團有限公司近幾年與SMSD合作制造了目前全國最大的雙邊剪、剖分剪，現設計轉化已經全部完成，正在制造過程中，并且在合作制造過程中對國外先進技術的消化和吸收。隨著新技術的推廣，以及滾切剪生產優勢的體現，其發展空間必然十分廣闊，應用前景非常可觀。

[1]李小偉.寬厚板滾切式定尺剪的動力學分析[D].燕山大學，2012.

[2]羅婧.平行剪切中設計參數對剪切性能的影響研究[D].大連理工大學，2012.

[3]鄒家祥.軋鋼機械（第三版）[M].北京：冶金工業出版社，2000.

[4]張恒昌，張坤.中厚板滾切剪的技術現狀和發展趨勢[J].重型機械，2013.

[5]黃萬.液壓滾切剪技術介紹[J].科技致富向導，2012.