线材轧机粗轧机组后飞剪设计实践

表# 齿轮技术参数
级别 高速级 输出级 8 / 3 3 & $ & $ 齿轮精 ! " # 度系数 ／ （ （ ） "）／ 9 ／ ) ) ) $ & ) & & 5 " 1 1 1 : ; ／ & $ 3 ) $ & ) & & 5 " 1 1 1 : ; ! 1 0 1 0 ) $ ) $ ／ & ) & & 5 " 1 1 1 : ; ／ & ) & & 5 " 1 1 1 : ; 齿面硬度 表面硬度 < = > # ? @ " 芯部硬度 < = > 0 # ! " $
对于硬齿面齿轮材料，选用 ) $ > , A . ) 8 B ’， ，淬透层 经过渗碳淬火，齿面硬度为 < = > # ? @ " 为& ， 其试样 5 6 ! ) 5 0 -，芯部硬度 < = > 0 # ! " $ 力学 性 能： ， ， # $ 6 $ 8 D E # 6 # 8 D E $" C "& 7 2? 。 6 $， # $， %F "" ? # G % "0 为了保证齿轮的抗弯曲能力和接触能力，在 制造工艺等技术条件上严格要求，使齿轮精度达 到1 ，齿表面粗糙度为 &E2 1 1 : ; $ 5 $ 6 -。 $ 对于齿轮加工，采用二次热处理，二次探伤， 以消除内部隐患。在精磨前采用特制磨前滚刀，切 去渐开线过渡部分。磨齿时进行双向修形，减少由 于轴变形引起的齿轮过载，避免齿轮干涉。 启停式飞剪启动、制动频繁，剪切对齿轮的 冲击负荷较大，若齿轮的啮合侧隙较大，不仅传 动不稳，而且必然加大剪刃的间隙，直接影响剪
! 可横移启停式飞剪的设计
! " # 传动系数设计 启停式飞剪传动系数如下： 主电机型号 ! ， " # $ % & ’，电压" " $ (（直流） 功率) ／ ，工作转速& & " * +，额定转速" ) $ , . / " $ ／ 。 ! 0 1 $ ,. / 主传动系统：电机!齿轮联轴器!齿轮（高 速轴） ! 传动剪切轴 " ! 剪切轴 #。速比： !2 ／ ／ 。最小剪切周期为0 。 & $ 3 ) ) 4 1 0 1 0 5 6 0 7 高速轴上配置固定飞轮及可移飞轮，当剪切
第& ・ 第 0期 ?卷
胡海清等：线材轧机粗轧机组后飞剪设计实践
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啮合，底座设计为燕尾槽与平面相结合的方式， 能横向移动，以满足工艺要求。
合，使轮齿侧隙保持最小动压润滑油膜厚度，既 可以利用此油膜承受剪切时的冲击力，又可以充 分润滑齿面，充足的润滑油带走轮齿工作时产生 的热量。同时，采用了偏心套调整轮齿中心距， 使齿轮的加工制造和使用达到和谐的统一。 ! " ! 飞剪剪切机构 )，剪刃为平剪 本飞剪剪切断面为 ) # $ $ 刃，材料为 0 > , ) + 6 (，剪刃与本体剪股联接采 用楔键，刀座用螺栓联接。其优点是联接紧固， 更换剪刃迅速、方便、可靠，如图&所示。
刃间隙。 （ ）设置飞轮离合装置可使飞剪适用范围 ) 广、运行能耗低，并具有较高的稳定性。因此， # ! * % + & &飞剪较适合老轧线改造。 （ ）采用液压横移机构，适合轧制线变化。 + （ ,） 飞 剪 为 直 流 电 机 传 动， 剪 切 动 作 由 . /控制，计算机控制电机启停，因而剪切精 度高，切头、切尾精度为 0$ & ’ ’，定尺剪切精 度为0 + & ’ ’。同时可实现自动和手动操作。 （ ）整机横移，料头收集不受横移影响。 1 （ ）集中强制润滑，润滑充分，有效地延长 2 使用寿命。 （ ）本体结构先进，性能可靠，重量轻，能 3 耗低。
! " #$ # % & () * + " # * , & ( % " # . / , ) 0 . + # $1 # " & ( $ + " # / ) 2 " & ( % + . ( $ % ) * ’ ’ ’ ’ 3 & / # , / ) $4 & , ,
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线材轧机粗轧机组后飞剪设计实践
胡海清 张春山 黄德伟
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7 前言
邯钢三轧厂在一火成材改造中，在 " T ! ! M M 轧机前增加"架轧机，形成七连轧。在连轧机组 、第 后增设$台切头、切尾、分段剪。由于第 # U机架采用了原 " T ! ! M M 轧机，不能横向移动， 因此要求飞剪具有横向移 动 功 能，与 " T ! ! M M 轧机轧槽匹配，横移量为 V’ " ! M M。由于飞剪 位于粗轧区，剪切断面大，速度低，因而飞剪应 具有良好的剪切性能。
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摘
要：介绍了邯钢三轧厂在线材轧机粗轧机组后的飞剪设计中，采用了硬齿面齿轮传动，零侧隙啮合，
液压缸锁紧与横移及简便实用的剪刃间隙调整机构。并介绍了该飞剪的使用效果及优缺点。 关键词：线材轧机；启停式飞剪；硬齿面齿轮 中图分类号：% & ’ ’ ’ ( ) * $ 文献标识码：+ 文章编号： （ ） $ ! ! ’ , # ) ! ! ! ! ’ , ! ! # ! , ! ’
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飞剪本体采用焊接结构，粗加工后回火处 理，消除加工应力。轴承使用 ! " # 轴承，集中 强压润滑。针对剪切轴产生热量大的问题，采用 了双向直喷润滑机构，以加大热交换量。飞剪前 有夹送辊，机前机后装有气动控制导槽。
" 可移式启停式飞剪使用效果及优缺点
经优化设计，并采用新技术、新工艺，可移 式启停式飞剪在邯钢三轧钢厂使用效果良好，两 年来无事故发生，且切头合理，定尺率高。该剪 有以下特点。 （ $） 以 往 认 为， 回 转 式 飞 剪 适 宜 剪 切 %以下的轧件断面。 邯钢三轧厂粗轧机 % & & & ’ ’
)，速度小于 断面大于 ) ／ $ $ $ & 5 # 6 7时，挂
上可移飞轮。通过高速轴上离合飞轮装置来满足 不同剪切速度对剪切机构惯量矩的不同要求。 ! " $ 飞剪传动齿轮设计 根据剪切速度低、剪切断面大的特点，飞剪 传动箱采用硬齿面齿轮及齿轮零侧隙啮合，选用 新材料及先进的加工工艺，以提高齿轮啮合的平 稳性。齿轮技术参数见表& 。
图# 飞剪剪切机构
& %轴； ) %剪股； 0 %剪刃； " %楔键
从动轴与剪股用可调紧固联接方式，取代传 统的键配合联接，上下剪股通过一对相互啮合的 齿轮来实现同步。这对齿轮可以在任何位置达到 上述要求。为了保证在任何安装位置时，上下剪 刃的侧隙都符合要求，采用了锥面联接中过盈量 随轴向位移的变化而变化的原理，在主动轴上用 键联接，在从动轴上用涨套过盈联接方法来调整 上下剪刃的侧隙，此法安装调整很方便。 ! " % 飞剪横移锁紧及本体结构 由于工艺要求飞剪必须具备横移功能，横移 量为H0 # $ -。因此采用飞剪本体与底座相对 滑动方法，用液压缸横移。横移时， 0 个锁紧液 压缸打开，横移液压缸动作，移动飞剪本体。正 常生产时， 0个锁紧液压缸工作，锁紧飞剪。其 中，横移油缸：型号为 ’ ／ ，工作 I J F $ & % & $ $ # $ 油压为 & ，最大推力 ’ 2& $ 8 D E ) # 5 1 * A，最大 行程? $ $ -。 锁紧油缸：型号为 < ／ ，工作 I J K $ &%6 $ " $ 压力为& ，最大推力 ’ 2 $ 8 D E 6 $ 5 " ) * A。 底座结构采用直角平面与 1 燕尾槽相结合 $ 9 的形式，横移方便，锁紧平衡，如图)所示。
8 飞剪型式的选择
根据 工 艺 要 求，切 头 长 度 为 " !!) ! ! M M， 切尾 长 度 为 " !!) ! ! M M， 分 段 长 度 为 ( !! ／ ） 、T $ $ ( " M（轧 件 速 度 ! W’ ( ! M ; ( #!$ $ ( " M （! W ／ ） ，最小剪切周期为’ ，横移行 $ ( ) M ; ( S ’ ; 程为V ’ " ! M M。 适用范围：轧件速度为 $ ／ ，最大 ( ) ! ’ ( ! M ;
钢种 Y 。 $ " !Y ) ’ " 工作方式：启动制动工作用于切头、切尾、 分段；连续运转工作用于碎段。 目前，粗轧机出口飞剪型式一般有曲柄连杆 式飞剪、启停式回转剪、连续式回转剪、单偏心 轴随动式飞剪及双偏心轴曲柄摆动式飞剪。轧钢 厂大多采用曲柄连杆式飞剪。使用曲柄连杆式飞 剪有以下缺点： （ ）机械事故高：有的厂飞剪机械事故高达 $ ／ 。 $ ! ! 9 0 （ ）维修工作量大：由于结构复杂，曲柄式 ) 飞剪检修维护量大，每年必须进行大修。 （ ）由于其结构原因，剪刃间隙难以控制， ’ 并且传动链较多，造成传动不稳，振动。 结合邯钢三轧厂改造工艺要求，剪切断面 大，速度低的特点，参照国内外先进技术，选用 了启停式回转剪，采用硬齿面齿轮传动，零侧隙
)，剪切温度 剪切断面为 ) " ! ! M M #S " ! X，剪切
收稿日期： ) ! ! ! , ! ) , ) S 万方数据 $ 作者简介：胡海清（ ，男（汉族） ，河北人，高级工程师，科长。 # ’ !）
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（邯郸钢铁集团责任有限公司，河北
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万方数据 切质量。为此，采用了国外先进技术零侧隙啮
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轧
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组后采用回转剪切方式，也取得了较好效果。 （ ）飞剪本体采用具有国际先进水平的硬齿 % 面零侧隙齿轮啮合传动技术。 （ ）本机采用平刀刃剪切，楔 键 速 换 刀 机 ( 构，下剪股键联接，上剪股涨套联接，可微调剪
图! 飞剪底座结构示意图