飛剪機刀座鎖緊及液壓解鎖機構的改進

張 月

（北京京誠瑞信長材工程技術有限公司，北京 100176）

大型飛剪是大型棒材及型鋼軋制生產線上的重要設備，用于對軋件進行切頭、切尾及事故碎斷。在使用過程中，飛剪機的刀片磨損很快，刀片是飛剪機上更換最頻繁的零件。對于小型飛剪，其刀片具有重量輕、更換方便的特點，人工手動即可更換。大型飛剪的刀片尺寸大、重量重，且更換刀片的操作空間小，人工更換起來非常困難。因此，如何快速有效的更換刀片，成為了影響飛剪機乃至整個生產線的生產效率的重要因素。

目前常見的大型飛剪機刀座鎖緊及解鎖機構如圖1所示，刀片1通過螺栓和刀座2連接，刀座2安裝在刀架3的燕尾槽內，楔塊4安裝在刀座2及刀架3中間的V型槽內；碟簧6穿在碟簧壓緊軸5上，通過螺栓安裝在刀架3內，端部頂住楔塊4；活塞7及密封圈8安裝在刀架3的活塞孔內，刀架3上開有油孔，與活塞孔相連。當需要更換刀片時，向刀架3的油孔內注入高壓油，使活塞7運動，克服摩擦力及碟簧壓緊力，推動楔塊4沿V型槽滑動，從而增大刀座2及楔塊4的間隙，使刀座2得以抽出。更換好刀片后，撤去液壓油，使楔塊4在碟簧6的推力下回位，從而鎖緊刀座2。此種結構在刀架3上集成了彈簧鎖緊和液壓打開機構，可以實現刀座2及刀片1的快速更換，縮短了換刀時間，提高了生產效率，減輕了工人勞動強度。

在實際生產中，大型飛剪機通常布置在開坯機之后，軋件到達飛剪處的溫度約為900～1000℃，由于活塞7及密封圈8在生產過程中始終安裝在刀架3內，軋件的熱量輻射到刀架3再傳遞到密封圈8上的溫度超出了密封圈的耐受溫度，使其在較短時間內就發生碳化損壞，從而造成液壓油泄露，活塞7無法正常動作去推動楔塊4，因此在實際使用過程中，該種結構的故障率較高。為了克服上述缺陷，通過對現有結構進行優化及提煉，設計出一種新型的刀座鎖緊及解鎖機構，其特點是能夠快速解鎖舊刀座、鎖緊新刀座，并且操作方便、結構簡單、使用可靠有效。（其結構如圖2所示，圖3為液壓拉拔組件6的細節圖）

圖1

圖2

圖3 液壓拉拔組件

1 結構及液壓打開原理

刀片通過螺栓安裝在刀座2上，刀座2安裝在刀架1的燕尾槽內，楔塊3安裝在刀座2及刀架1中間的V型槽內，并在大端開有螺紋孔；拉拔螺栓4一端通過螺紋和楔塊3連接，另一端穿過刀架1的孔槽，并用蓋形螺母保護螺紋。碟簧5穿在拉拔螺栓4上，一端鑲在刀架1的孔槽內，另一端頂住楔塊3。

當需要換刀時，擰下蓋形螺母，安裝上液壓拉拔組件6。先將螺母7擰緊在拉拔螺栓4上，再將開有徑向孔的內六角套10套在螺母7外面，放好支撐套11，支撐套11的高度要高于螺母7及內六角套10。將缸體12及活塞13置于支撐套11上，再將螺紋套9擰在拉拔螺栓4上。缸體12上開有油孔，缸體12及活塞13間有密封油腔，向油孔內注入高壓油，克服楔面摩擦力及碟簧壓緊力，推動活塞13帶動螺紋套9上升，從而通過拉拔螺栓4帶動楔塊3沿V型槽滑動，當楔塊3大端面和刀架1貼合時，刀座2及楔塊3之間產生一定的間隙，使刀座2得以抽出。停止加壓，通過內六角套的徑向孔將螺母擰緊，可卸除液壓拉拔組件6，對另一個刀座進行解鎖。更換好新刀座后，重復上述步驟，擰下螺母7，使楔塊3在碟簧5的推力下回位，從而鎖緊新刀座。在露出頭的拉拔螺栓4上擰蓋形螺母以保護螺紋，至此，新刀座更換完畢。

2 鎖緊原理

理想情況下，剪切機上的棒材在剪切過程中是平直通過飛剪（即通過刀座傳導到楔塊的力是垂直于楔塊側面的），飛剪機工作時，楔塊3的兩側面與刀架1和刀座2的側面貼合，由于楔塊3存在一個較小的θ角度（約為5°），使得楔塊在刀座2的擠壓力作用下始終處于自鎖狀態，即在剪切過程中，即使沒有碟簧的推力，楔塊3也不會從刀架1中脫出。

然而，實際情況是，剪切時棒材很可能不是完全平直的通過飛剪，而是有一個很小的傾角，從而形成一個平行于楔塊側面的分力，即使這個分力不大，也有可能造成楔塊與刀座貼合面的瞬間脫離；此外，高溫造成的蠕變、由于油脂污染造成楔塊兩側面的摩擦系數變小、或者機械振動或其他沖擊產生的力，都有可能造成楔塊3與刀座2貼合面的瞬間脫離，以致刀座松動造成剪切故障，因此需要碟簧5在剪切過程中對楔塊3有一個附加推力。同時，碟簧5還可以推動楔塊3在更換刀片后快速歸位，壓緊刀座2。

3 結語

在該結構中，由于液壓拉拔組件并非始終安裝在刀架上，只有在需要更換刀片時才連接到飛剪上，且在此時飛剪處于停機狀態，沒有高溫軋件通過，密封圈不會因為熱輻射而發生碳化損壞，因此該結構能保證活塞腔機構的正常工作，可靠有效，故障率低。與此同時，由于液壓拉拔組件為外置機構，刀架結構簡單，易于加工，便于檢修。

大型飛剪機刀座鎖緊及解鎖機構的設立，大大簡化了換刀難度，縮短了換刀時間，對提高生產效率有積極意義。