启停式曲柄飞剪电力传动计算分析

上式 中 ：
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ — ０ ２ 一 Ｏ １ 作者简 介 ： 潘 帆（ １ ９ ８ ０ 一） ， 男， 安徽省无为县人 ， 本科 ， 工程 师 ， 研究方 向： 轧钢机械 。
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Ｅｑｕ ｉ ｐｍｅ ｎ ｔ Ｍ ａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕｒ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． ５， ２ ０１ ５
图 １ 为 双轴 式 四连杆 飞 剪 中的一 组 四连 杆 机 构 简 图。源 于该 四连杆机 构 的特 点 ， 剪 刃在剪 入一 剪 断 弧， 刀杆 Ｅ Ｃ垂 直 于轧 件 。
始剪角 ：
， ＝ ０ ３ ＂ Ｃｃｏｓ
了 飞剪 在 高速 情 况 下 的频 繁 启制 动 ， 目前该 飞 剪 剪 过 程 中 的运 动 轨迹 可 视 为 一 段 半 径 为 Ａｃ的 正 圆 圆
Ｖ ＝（ １ ． ０ ３—１ ． ２ ０）
由弹性变 形算 出的水 平拉 力 为 ：
Ｑ： Ｅ Ｆ
始 剪 时 电机 的转 速
Ｖ Ｘ Ｕ Ｘ ３ ０ ００ ０
凡
ｓ
式中 ：
Ｅ为 剪切 温度 下 轧件 的 弹性模 量 ， Ｎ ／ ｍｍ ； 为剪 断 时 ， 飞 剪到 轧辊 间 的距离 ， ｍｍ。
飞 剪适 用 于 剪切 断 面 大但 运 行 速度 低 的轧件 。 曲柄 式 飞剪 的工 作 制为 启 停工 作 制 ，曲柄 式 飞剪 一 般 采 用 低 转 动 惯量 、 大输 出转 矩 的直 流 电 机驱 动 剪 切 ， 助
Ｐ ＿ 一 连杆 座到曲柄座间的垂直距离 ； ｍ ｍ
口 一刀杆和连杆之 间的夹角 ； 。
计 的重要 内容 ， 介绍 了关 于启停式 曲柄飞剪传动 电机 选型计 算的通 用数 学模 型。 关键词 ： 曲柄式飞剪 ； 剪切计算 ； 电机选 型
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｇ ３ ３ ３ ． ２ １ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ５） ０ ５ — ０ ０ ４ ３ — ０ ４
力、 剪切功 、 电机选取等 内容。图 １ 为曲柄式飞剪剪 切 机构 简 图 。
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＿ Ｊ
飞剪分为滚筒式和曲柄式两种结构型式 ，滚 筒 式 飞剪 结 构 简 单 ， 可装 配 两 对 剪 刃 ， 分别 用 于 切 头切
尾， 但 这 种 飞剪 剪 切 时剪 刃 与 轧件 不 垂 直 ， 会 产生 附 加挤压力 ， 轧件 断 面越 大 ， 附加挤压力越大 ， 剪 切 力 急 剧上 升 。曲 柄 飞剪 剪切 机 构 由上 下 对 称 的两 组 曲
曲柄 式 飞剪 是 被 用在 棒 线 材 、小 型型 材 连 轧 生 产 线 上 的重 要 的 设备 之 一 ，其 工 作性 能 的优 劣 直 接 影 响 轧线 的生 产 效率 。其 用来 横 向剪切 运 行 中的 轧 件 ，剪 刃在 轧件 运 行方 向的 瞬时分 速 度 与 轧 件 的 运 行 速度 。 需 一 致 ，一 般 切 头 时 ， ＝ （ １ ． ０ ３ ～ １ ． ２ ） Ｖ 。 ； 切 尾 时 ＝ （ ０ 。 ９ ７ ～ １ ） Ｖ 。 ， 即采 用微 张力 剪切 。
生
以期规范计算方法 ， 保证计算的可靠性和准确性 。
剪 断 角为 ：
Ｏ ／ ＇ Ｃ Ｃ Ｏ Ｓ （ １ 一 ）
１ 电力传 动计算
飞剪 的设 计 计 算 内容 非 常 宽泛 ，以下 主 要 论 述
剪 切角 为 ：
＝ １ 一 。
飞剪的电力传动计算 ， 先后介绍了电机轴转速 、 剪切
《 装备制造技术｝ ２ ０ １ ５ 年第 ５ 期
启停式 曲柄 飞剪 电力传 动计算分析
潘 帆
南京 ２ １ ０ ０ １ ９ ） （ 中冶华 天工程 技 术有 限 公 司 ， 江苏
摘
要： 曲柄 式飞剪现 已成为棒线材 、 小型型材 轧钢生产线 的标 准配置 ， 启停 式 曲柄 飞剪 电力传动的设计计算是 飞剪设
Ｐ 一加杆 座到曲柄座间 的水 平距离 ； ｍ ｍ
５ 一上 下剪刃的最在重叠量 ； ｍ ｍ
图１ 曲柄 式 飞 剪 剪 切 机 构 简 图
１ ． １ 电机轴 转速 计 算
１ ． １ ． １ 始 剪角 ， 及 复位等功能 ， 随着电器元器
件 性 能 的不 断 提高 和 电控 技 术 的 飞速 发 展 ，已实 现 切精 度较高 ， 剪切误差可小 于 ２ ０ ０ ｍ ｍ， 这 为轧 钢 厂 节 约 了轧 制成 本 ，启停 式 曲柄 飞剪 现 在 已成 为 棒 线 材、 小 型 型钢 轧钢 生产 线 的标 准配 置 。本文 将介 绍 启 停 式 曲柄 飞剪 传 动 电机 选 型 计 算 的通 用数 学 模 型 ，
为剪 断轧 件 时相对 切入 深度 ；
△Ｌ ｏ ＝Ｖ ｃ ｔ Ｊ
其余代号见图 １ 。
１ ． １ ． ２ 始 剪 时 电机转速 及 剪刃 的水 平速 度
俩 者 之差 为 ：
△ Ｌ ＝ ａ Ｌ１ 一ＡＬ ０
设 轧件 的速度 为 。 ，考 虑 到 蓄能 和 不 同 的剪切 工 况 的需要 ， 始 剪 时剪刃 的水 平速 度 为 ：
（ ２ ） 侧压 力
ＦＣ＝ Ｋ Ｔ ＰＰ
一 ＿ 一
其 中， 为传 动装 置 的总速 比。
１ ． １ ． ３ 剪 断 时电机 的转 速及 剪 刃的水 平速 度
Ａｃ 一 曲柄长度 ； ｍ ｍ
０ ８ － 摇 杆长度 ； ｍ ｍ
、 ／ ／ 驻
＼ ｆ Ｂ Ｐ
ｃ ＿ ＿ 刀杆长度 ； ｍｍ
Ｏ ｃ 一连杆长度 ； ａ ｒ ｍ
柄摇杆 四连杆机构组成 ，飞剪剪切时其剪刃与轧件 近似垂直 ， 附加 挤 压 力 较 小 ， 剪切质量高 ， 但 因 曲柄 回转 半 径 结构 上 的限 制 ， 剪 切速 度 不 高 ， 因此 曲柄 式