冶金行业飞剪机培训教材

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图9-16曲柄摇杆式飞剪机(施罗曼飞剪机)原理图 a－剪切机构(四杆件曲柄摇杆机构);b－曲柄摇杆偏心五杆件机构; c－曲柄摇杆双偏心六杆件机构 1－连杆(上刀架);2－摇杆(下刀架);3－曲柄;4－机械偏心轴;5－液压偏心套
二、连续工作制剪切长度的调节 飞剪的连续工作制用在轧件运动速度高，剪切长度较短的情况 下。在此工作制度下，剪切长度的基本公式仍为： L v0t 当剪刃不是每转相遇都进行剪切，并将用剪刃转数 n 表示时，则 剪切长度公式可写为 60v 1
L
0
n
k f ( , k) n
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式中 n－飞剪机主轴或刀片转速（即剪刃每分钟转数）； k －空切系数，即在相邻两次剪切时间内，剪刃所转的周数。剪 刃每转一周剪一次时， k 1 ，每转两周剪切一次，k 2 ，依次类 推。
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一、启动工作制剪切长度的调节 启动工作制是剪切一次以后，剪刃停在某一位臵上，下次剪切 时，飞剪重新启动。这种工作制飞剪主要用于轧件的切头、切尾或切 长定尺且速度较小的轧件。飞剪的启动可由人工操作，也可由机械开 关或光电管控制。此时被剪切轧件的长度按下式确定（见图9－10）
L v0t L0 92
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图9－6 (c) 具有液压偏心空切机构的摆式飞剪机 a —结构简图; b —空切机构剖面 1—上刀架；2 —摆杆；3 —空切偏心轴；4 —匀速连杆；5 —匀速偏心轴； 6 —主偏心轴；7 —空切液压缸；8 —连杆；9 —下刀架
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5.曲柄摇杆式飞剪机（施罗曼飞剪杌) 这种飞剪机也称为施罗曼(Schloemann)飞剪机,用 来剪切冷轧板带。由于飞剪机作时总能量波动较小,故可 在大于5m/s的速度下工作图9-7为曲柄摇杆式飞剪机结构 简图。 上刀架1(连杆)通过偏心枢轴6与下刀架2(摇杆)相 铰接。下刀架2在曲柄3与上刀架1的带动下,以偏心轴4 (机械偏心)偏心套5(液压偏心)为中心作往复摆动。当改 变偏心轴4与偏心套5的偏心位臵时,可得到不同的空切次 数。
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图 9 －6(a) IHI摆式飞剪机结构简图 1－上刀架;2－下刀架；3－连杆；4－套式连杆；5－内偏心套；6－ 外偏心套；7－销轴；8-主曲柄轴；9、10-摇杆；11－摇杆轴头；12－连杆
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图9－6(b) IHI摆式 飞剪机结构简图 1－曲柄轴； 2－上刀架； 3－下刀架； 4－套式连杆； 5－外偏心套筒; 6－内偏心套筒； 7－连杆; 8－摇杆； 9－连杆
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即被剪下轧件的长度等于相邻两次剪切间隔时间内轧件所走过 的距离。当为常数时，剪切长度与相邻两次剪切间隔时间成函数关系。 上式为飞剪机调节长度的基本方程。可以看出，只要改变相邻两次剪 切间隔时间 t 便可得到不同的剪切长度。对于不同工作制度的飞剪， 改变的方法亦不同。 飞剪有启动工作制和连续工作制两种。
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3.曲柄偏心式飞剪机 这类飞剪机的刀片作平移运动,其结构简图如图9-5所示。双 臂曲柄轴9(BCD)铰接在偏心轴12的镗孔中,并有一定的偏心距e. 双臂曲柄轴还通过连杆6(AB)与导架10相铰接。当导架旋转时, 双臂曲柄轴以相同的角速度随之一起旋转。刀片15固定在刀架8 上，刀架的另一端与摆杆7铰接,摆杆则铰接在机架上。通过双 臂曲柄轴、刀架和摆杆可使刀片在剪切区作近似于平移的运动, 以获得平整的剪切断面。 通过改变偏心轴与双臂曲柄轴(也可以说是导架)的角速度 比值,可改变以调整轧件的定尺长度。这类飞剪机装设在连续钢 坯轧机后面,用来剪切方钢坯。
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图 9－5曲柄偏心式飞剪机结构简图 1－小齿轮；2、11－传动导架的齿轮；3、4－铰链；5－双臂曲柄轴的曲 柄头；6－连杆；7－摆杆；8－刀架；9－双臂曲柄轴；10－导架； I2－偏心输;13、14－传动偏心轴的齿轮；15－刀片;16－滚动轴承
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4.摆式飞剪机 图9-6是IHI(日本石川岛播磨重工业公司)摆式飞剪机结 构简图,用来剪切厚度小于6.4mm的板带。刀片在剪切区 作近似于平移的运动,剪切质量较好。上刀架1在“点2” 与主曲柄轴8相铰接.下刀架2通过套式连杆4、外偏心套6 、内偏心套5与主曲柄轴8相连.下刀架2可在上刀架1的滑 槽中滑动。上下刀架与主曲柄轴连接处的偏心距为e1,偏 心位臵相差1800。当主曲柄轴8转动时，上下刀架作相对 运动，完成剪切动作。 在主曲柄轴8上,还有一个偏心e2。此偏心通过连杆12 与摇杆10的轴头11相连,而摇杆9则通过连杆3在“点1”与上 刀架相连。因此,当主曲柄轴8转动时,通过连杆12、摇杆 10、9和连杆3使上下刀架作往复摆动。由于上下刀架除 能上下运动外还可进行摆动,故能剪切运动中的轧件。
图 9－2 回转式飞剪机 1－刀片;2－杠杆;3－传动齿轮
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图 9－3曲柄连杆式飞剪机 1－刀架;2－曲柄轴;3－摆杆;4－传动齿轮
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图9－3(a) 曲柄连杆式飞剪机的剪刃运动轨迹
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图9 －4曲柄－回转联合式飞剪机 a－曲柄连杆式; b回转式 1－刀架;2－曲柄轴;3－箱体;4－摆杆;5－连杆
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2、曲柄回转杠杆式飞剪机 为了使剪切面平直（尤其是剪切较厚板材时），在剪切过程中， 剪刃彼此接近时，应保持互相平行并与运动的带村表面垂直。这时 两个剪刃可以倾斜放臵，成为斜刃剪型式，这样可以保证必要的重 叠量，提高剪切断面质量，同时也可以降低剪切力。曲柄连杆式飞 剪机就能满足这些条件，它的两个剪刃能够完成复杂的椭圆形运动 轨迹。而在剪切区内，剪刃运动的轨迹几乎与带村的水平运动一致。 这里剪刃作平移运动，沿垂直面相互接近，实现剪切。 曲柄连杆式飞剪机可装在连续式热轧带钢精轧机组前作切头用， 采用启动工作制；也可装在板带材横切机组里作切定尺用，这里飞 剪采用连续工作制，有较大的定尺范围，所以除要求有剪切机构外， 还有空切机构和匀速机构。由于采用了匀速机构，剪刃在一周内作 不等速运动，使在剪切时，剪刃的速度等于或稍大于轧件的运动速 度。我国某厂的曲柄连杆式飞剪机，最大剪切力为1000kN，剪切带 材厚度为2～8mm，宽度600～1500mm，长度2～8m，剪刃斜度为 1:140。 7
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通常用特殊的空切机构来保证要求的 k 值。该机构 可使剪刃不是每转相遇时都进行剪切。 从公式(9－4）看出，为了保证剪切长度的精确性， 必须使 v0 / n 值在工作中保持常数。因此，要用电气或机 械的联系系统，使送料辊和剪机的速度同步。连续工作 制度下，该同步关系是飞剪机传动的一贯基本条件。 一般0 为常数，则被剪切轧件长度的调节可通过改变 n 和 k 值的方法来实现。 如果飞剪机前用送料辊送进轧件时，则式（9－4） 又可写成下式 n0 L D0 k 95 n
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一．对飞剪机的基本要求 生产工艺对飞剪机有下列基本要求： （1）剪刃在剪切轧件的同时还要随着运动的轧件一起运动， 即剪刃应同时完成剪切和移来自百度文库两个动作，且剪刃在轧件运动方向的 瞬时分速度 v应与轧件运动速度 v0 相等或大2％～3％，即
v (1 ~ 1.03)v 0
剪切轧件时，如果 v 小于 v0 ，则剪刃将阻碍轧件运动，导 致轧件弯曲，甚至产生轧件缠刀事故。反之，如果 比v0 大很多 时，则轧件中将产生较大拉应力，影响轧件的剪切质量，同时增加 飞剪的冲击负荷。 （2）能剪切不同规格和不同定尺长度的产品，而且要能满足 定尺长度精度和剪切断面质量的要求。 （3）应能满足轧机或机组生产率的要求。 （4）飞剪的运动构件，加速度和质量应力求最小，以减少惯 性力和动负荷。 4
i
np nq
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式中：n p —剪切一次偏心套旋转的转速； nq —剪切一次主曲柄轴旋转的转速。 (2)改变刀片运动轨迹 采用此法改变空切系数时，飞剪机上下刀片运动轨迹的 变化，使得上下刀片在飞剪机主轴每转一圈时不是都能相遇 进行剪切的，这就实现了空切的要求。
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图5－8 IHl摆式飞剪机刀片轨迹图 a－无空切时；b－空切系数κ=2时；c－空切系数κ=4时
式中、 D0－送料辊直径；
n0
–送料辊每分钟转数。
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1、改变飞剪机主轴转速 n 来调长 该工作制特点是剪刃圆周速度与轧件运行速度仅在一 定转数下才相等。保持轧件运行速度不变，在一定范围 内改变剪刃转数，使剪刃线速度稍大于轧件线速度的条 件下进行剪切，这时可以得到不同的剪切长度。 将 k 1, v v0 时所得到的剪切长度称为基本剪切长 度 L j ，可用下式表示
轧钢辅助设备 Auxiliary Equipment of Rolling Mills
第九章 飞剪机
Flying Shears
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主要内容 生产工艺对飞剪机的基本要求； 飞剪机的类型； 启动工作制剪切长度的调节； 连续工作制剪切长度的调节； 飞剪机传动必须遵循的基本条件（一贯准则）； 飞剪机的结构类型； 飞剪机力能参数计算。
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三．飞剪机的机构组成 概括来说，飞剪一般有以下几部分机构。 （1）飞剪本体 飞剪本体一般包括以下几种机构： 1）剪切机构 能够独立完成剪切动作的机构； 2）调长机构 改变飞剪剪切定尺长度的机构，其中一般包括 调速装臵、匀速机构和空切机构； 3）剪刃间隙调整装臵 根据所剪切轧件的规格，调整飞剪两 个剪刃之间间隙的机构。 （2）夹送系统 使轧件按照工艺要求的运动速度通过飞剪的系 统，常用的夹送系统有夹送辊、夹送矫直机和辊道等。 （3）传动系统 一般包括飞剪本体和夹送系统的传动装臵。 （4）控制系统 控制定尺飞剪剪切长度精度、启动工作制飞剪 启动及制动位臵等方面的电气或电气—液压控制系统。
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第一节
概述
横向剪切运动着的轧件的剪切机叫飞剪机， 简称飞剪。它可装设在连续式轧机的轧制作业 线上，剪切轧件的头部与尾部或将轧件剪切成 定尺长度；也可设臵在横切机组、重卷机组、 镀锌机组和镀锡机组里，将带钢剪成定尺或裁 成规定重量的钢卷。采用飞剪机有利于使轧钢 生产迅速向高速化、连续化方向发展。因此， 它是轧钢生产发展的重要手段之一。
L j D0 n0 nj 97
式中 n j－剪刃的基本转数。 当飞剪机在空切制度下工作时，其剪切长度将为 L j 的 k 倍，即 L kLj
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2.改变空切系数 k 来调长
改变空切系数的机构称为空切机构。空切机构的类型 很多,但从方法上看,基本上可分为改变飞剪机上下两个主轴 角速度的比值和改变上下刀片运动轨迹两大类型. (1)改变飞剪机上下两个主轴角速度的比值 此时,在上刀运动轨迹不变的情况下,可以改变上下两刀 片相遇的次数,以实现空切来调长。
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图 9 －7(a) 曲柄摇杆式飞 剪机结构简图 1－上刀架 (连杆);2－下刀 架(摇杆);3－曲 柄；4－偏心轴 (机械偏心)；5 －偏心套(液压 偏心);6－偏心 枢轴;7－剪刃 间隙调整装臵
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图 9－7(b)曲柄摇杆式飞剪机机构简图 a—剪切机构（四杆件曲柄摇杆机构);b－曲柄摇杆偏心五杆机钩; c－曲柄摇杆双偏心六杆机构 1－曲柄；2－连杆；3－摇杆；4—机械偏心；5－液压偏心;6－机架
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二．飞剪机的类型
飞剪的类型很多，目前应用较广泛的飞剪机有滚筒式飞剪机、曲柄 回转杠杆式（也称曲柄连杆式或斯米特曼式）飞剪机、摆式飞剪机和曲 柄摇杆式（施罗曼式）飞剪机等。 1、滚筒式飞剪机 该类飞剪机应用比较广泛，它可设臵在连轧机前作为切头、切尾飞 剪，其剪切轧件厚度已达45mm；它也可设臵在连轧机后或横切机组上， 作为定尺飞剪，用来剪切厚度小于12mm的钢板或小型型钢。 双滚筒式飞剪机的剪切机构是两个反向旋转的滚筒，每个滚筒上都 装有剪刃。剪刃随滚筒作圆周运动，当两剪刃相遇时进行剪切，如图9 －1所示。由于飞剪的结构简单，旋转部分质量分布均匀，因此可以用 来剪切运动速度高达15m/s以上的轧件。但这类飞剪的剪刃在剪切区不 是做平行移动，在剪切厚轧件时剪下的轧件端面明显不平。因此作为成 品定尺飞剪时，双滚筒式飞剪机只适于剪切薄板或小型型钢。
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第二节 剪切长度调整
根据工艺要求，飞剪要能剪切多种定尺长度，因此，要求飞剪的剪 切长度能够调节。 通常用专门的送料辊1（见图9－8）或最后一架轧机的轧辊将轧件 送往飞剪机2进行剪切。如果轧件运动速度 v0 为常数，而飞剪每隔 t 秒剪切一次轧件，则被剪下的长度 L 为
L v0t f (t )