鋁冷軋機組碎邊機原理結構及使用問題解決的分析

趙向東

（新疆眾和股份有限公司 烏魯木齊 830013）

1 前言

冷軋機組用于鋁及鋁合金卷坯的帶材的不可逆軋制，使用來料厚度為6mm左右熱軋卷，通過數道次的不可逆軋制，軋制為厚度為0.32mm 左右的鋁帶材，作為后續鋁箔軋機生產鋁箔的原料。

在鋁板帶生產過程中，當板帶軋制到一定厚度后，需要對鋁帶進行切邊，使鋁帶兩側邊部斷面平直、光潔，無裂紋、撕裂、夾層、毛刺、亮點等缺陷，以滿足后續工序加工的要求。切邊后的斷面應光亮平整，邊緣不得有較大毛刺，更不允許有穿透厚度的裂口，否則會導致后續軋制過程中鋁帶材從缺陷處撕裂并導致斷帶等軋制異常。

鋁冷軋機組切邊的主要設備是圓盤切邊剪和碎邊機等，安裝在軋機的出口一側，左右圓盤剪和碎邊機的刀軸等共用一個機架，并能沿滑道同時向冷軋機組中心線移動，以適應不同寬度的鋁帶材。圓盤剪的兩對刀盤呈懸臂式布置，鋁帶材軋制到需要切邊的約0.6mm 厚度時，將圓盤剪和碎邊機通過傳動機構調整到與鋁帶材寬度相適應的位置，鋁帶材穿過圓盤剪刃進行切邊，切下的鋁邊隨著軋制過程持續導入到碎邊機刀刃間并被切為長度約為120mm左右的碎條并落入圓盤剪碎邊機下方的收集箱中，實現了鋁帶材軋制過程中在線切邊、碎邊及碎條收集的工藝過程。

2 碎邊機碎邊原理及結構分析

鋁冷軋機組碎邊機為雙滾筒式，上刀軸為懸臂式，通過在前后箱體內下刀軸上的齒輪傳動。二個下刀軸通過一根長軸與傳動機構連接，在下刀盤中心孔內裝有滑鍵用以傳遞扭矩同時在切邊時導向前后刀盤面對而移動。碎邊機由一臺5.5kw 的直流電機通過一臺速比為3.55的減速機和聯軸器傳動碎邊機的下刀軸，下刀軸通過齒輪傳動上刀軸完成剪切碎邊。傳動電機自帶ZYS-3A測速發電機，用測速發電機控制刀刃的圓周速度使之與軋制過程中的鋁帶材速度相匹配。

碎邊機的圓柱形刀盤上裝有三對斜刃剪，剪刃的固定采用斜鍥壓緊的方式，上刀軸裝有螺紋副，用以調整剪刃的側隙。上下刀軸的距離固定，上下刀軸的齒輪傳動裝有付齒輪機構，即上刀軸上的齒輪做成主副二片式齒輪，滾齒時一次滾成，裝配時靠三個彈簧使二片齒輪錯位以消除和下面主動齒輪嚙合時的齒側間隙，這種結構設計使得上下刀片之間的調好的側隙不會改變，進而保證了上下碎邊剪刃的側隙恒定不變，最終保證圓盤切邊剪切下的廢邊被持續導入碎邊機并切斷后落入碎邊收集框，切邊倒刺的軋制過程得以持續完成。

冷軋機組碎邊機主要技術參數匯總表

3 冷軋機組碎邊機的使用及常見問題和解決方法

3.1 碎邊機刀刃的安裝、加工及間隙調整

（1）碎邊機上下刀盤的φ115 圓柱面上各加工有三條等分的斜槽（上下刀盤的斜槽方向一左一右），將斷面為矩形的刀片裝在斜槽內，用斜鍥緊固，再在外圓磨床上刃磨成φ120.6 的刃口，新刀刃裝配后名義重疊量為0.6mm。

（2）碎邊機上下刀盤刀刃的重疊量是不可調的，刀刃磨損后通過在斜槽底部塞入墊片的方式保證刀刃露出斜槽的高度進而保證上下刀刃的重疊量。

（3）碎邊機上下刀盤的側隙調整按照下列步驟進行：開固定刀盤的螺母上的緊定螺釘；旋轉螺母，使上刀盤前進或后退，能使上下刀片達到需要的間隙（一般為鋁帶厚度的3%～5%），調整過程中用塞尺測量和控制需要調整到的間隙尺寸；間隙調定后，鎖緊螺釘，間隙調整完畢。

（4）剪刃調整注意事項：三對刀片的側隙應基本保持一致；剪刃的間隙取鋁帶厚度的3%～5%，應根據鋁帶的材質和厚度確定，一般材質較硬時取上限，反之取下限。

3.2 碎邊機使用中的常見問題及解決辦法

（1）碎邊機依靠傳動上刀軸的主副二片式齒輪傳遞力矩，裝配時靠三個彈簧使二片齒輪錯位以消除和下面主動齒輪嚙合時的齒側間隙。因此，裝配時裝入的壓簧必須具有足夠的彈力抵消剪切力的反作用力，保證剪切碎邊過程中側隙不會發生變化，否則就會出現切不斷的現象并最終造成圓盤切邊剪切下的廢邊堆積而使軋制過程無法繼續。此外，根據生產量和碎邊量，要定期更換主副齒輪之間的彈簧，保證彈簧消除側隙的能力。

（2）碎邊機刀刃隨著生產過程會出現磨損，因此需要更換新的刀刃保持碎邊能力；另外，為了降低刀具使用成本，更換下來的受磨損刀刃需要重磨以重復使用。加工新刀刃或者重磨使用過的刀刃時，是將斷面為矩形的刀片裝在斜槽內（重磨使用過的刀刃時，為了保證碎邊機上下刀盤的重疊量，要在斜槽底部塞入厚度能保證重磨后的重疊量），用斜鍥緊固，再在外圓磨床上刃磨成φ120.6 的刃口以保證刀刃裝配后0.6mm的名義重疊量。

由于刀刃的加工或重磨過程都需要使用碎邊機的上下刀盤，如果沒有在軋機制造過程中配做尺寸、精度、互換性等一致的備用刀盤，則在使用刀盤外送加工、重磨刀刃的過程中，冷軋機組無法進行切邊、碎邊作業，會大大影響生產效率和生產的調度組織。

（3）冷軋機組圓盤切邊剪是通過拉剪的方式進行切邊---即通過圓盤剪上下刀盤與鋁帶材之間的摩擦力，由鋁帶材拉動圓盤剪剪刃旋轉切邊，可以保證切邊速度與軋制速度的一致。而碎邊機是由電動機驅動跟隨軋機速度進行碎邊，所以保證測速電機完好及調速系統能夠保證碎邊機轉速與軋制速度匹配就尤為重要，否則會造成軋制過程中斷，嚴重影響生產。

4 結語

由于切邊過程的特殊工藝狀況造成切邊及碎邊的線速度受限，而在線切邊及碎邊又要求冷軋機組的軋制速度必須與切邊和碎邊的速度保持匹配，因此一定程度上影響了投資費用昂貴的冷軋機組的生產效率，而碎邊機的維修保養和故障等會進一步影響冷軋機組的生產效率。

因為上述原因，鋁帶材軋制過程中的切邊工序除了采用本文介紹的安裝在冷軋機組出口一側的圓盤切邊剪和碎邊機跟隨軋制過程在線完成，還有采用專門的用于切邊的重卷機組進行切邊的方式：即鋁帶材軋制到需要切邊的厚度時，轉運到配置了圓盤切邊機及切邊碎邊及收集（或切邊卷取收集）的重卷機組上進行切邊，之后再轉運回冷軋機組繼續軋制。但重卷切邊的方式增加了設備、場地的投資，重卷切邊過程中鋁帶材需要重新開卷和卷取，存在導致擦劃傷等外觀質量缺陷的隱患。

冷軋機組軋制過程中必須完成的切邊工序通過安裝在機組出口側的圓盤切邊剪和碎邊機及碎邊小車完成，實現了鋁帶材軋制過程中在線切邊、碎邊及碎條收集的工藝過程，提高了設備的集成化程度。相應的，也對碎邊機的使用維護等提出了較高要求，否則會因為碎邊機的故障等造成冷軋機組無法正常運行，嚴重降低冷軋機組的運行效率。