圆盘剪工艺改进

圆盘剪工艺改进

圆盘式剪切机通常设置在精整作业线上用于将运动着的带材纵向边部剪切或者剪切成窄带材。文章介绍了圆盘式剪切机的传动原理，影响圆盘剪剪切带材边部质量的因素以及改进方法。

标签：圆盘剪；间隙量；重叠量

1 概述

圆盘剪全称是圆盘式剪切机，圆盘式剪切机由于刀片是旋转的圆盘，因而可连续纵向剪切运动板材和带材。按传动方式可分为拉剪和动力剪。拉剪即剪刃转动没有传动装置，由其他动力装置将带材拉过圆盘剪进行剪切。动力剪即有独立的电机作为动力输出自主运转，有的动力剪亦可作为拉剪使用，只需在传动系统中增加离合器即可。

圆盘剪一般被放置于机组的中部，为了使切边时不产生毛刺，并保持最小的宽度公差。必须用防跑偏装置加以控制，以使带钢能精准对中和无冲击地进入圆盘剪。因此，在圆盘剪的入口侧布置了一套夹送辊纠偏装置。圆盘剪之后还需设置废边卷取机或者碎边剪，将剪下来的带材边部卷取缠绕成卷或者剪切成200mm碎段滑入废料收集小车中，然后进行废料回收再利用。

2 圆盘剪主要技术性能

3 圆盘剪的组成

圆盘剪由上下错位的、垂直的两片圆形刀片组合而成，调整一定的间隙及重叠量对通过两刀片之间的带材进行剪切。圆盘剪切机有下列几个机构组成：左右机架、上下刀轴、刀轴旋转传动系统，刀盘重合度调节和刀盘侧向间隙量调节，机座调整机构等组成。

3.1 机架

圆盘剪设计有两个左右对称的机架，上下刀轴、刀片、重叠量调整装置、间隙量调整装置都装在机架上。机架为焊接箱式结构，其上安装上下刀轴，刀轴为悬臂式。

3.2 上下刀轴

上下刀轴为圆盘剪的主要部件，圆锥滚子轴承、芯套（下刀轴）、偏心套（上刀轴）、圆盘剪刀片、隔套、液压螺母等都安装在刀轴上。上下刀轴的平行度要求要高，如果上下刀轴平行度不符合要求，会导致圆盘剪刀片间隙量和重叠量调整出问题，直接的后果就是剪切时产生毛边或剪切不断，严重影响剪切质量。

3.3 传动机构

传动机构由交流电机、减速机、离合器、同步齿轮等组成，动力由交流电机经减速机带动刀轴转动，进行剪切带材。为保证刀片同步，同步齿轮用连杆相连，使齿轮传动的中心距不变，提高了齿轮传动精度。

3.4 侧向间隙量调整

正常情况下，间隙量一般设置为带材厚度的7%～10%，然而也会根据材料的硬度做出相应变化。通过交流电机驱动蜗杆，带动蜗轮，蜗轮与下刀盘上的芯套用螺紋联接。通过结构上的设计，保证蜗轮在芯套轴向上不能移动，蜗轮的旋转运动经芯套转化为刀盘的轴向移动实现侧向间隙的调节。

3.5 重合度调整

电机输出的动力传到压下机构上，由蜗轮减速机驱动蜗杆，带动蜗轮，蜗轮与上刀轴上的偏心套用键联接。偏心套的旋转，将使上刀盘的垂直位置发生变化，从而调整上下刀盘的重合度。重叠量应为剪切带材板厚的1/3-1/2取值调整。

4 影响剪切质量的因素

4.1 刀片和隔套

圆盘剪刀片是影响带材剪切质量最重要的因素，刀片材质和热处理对带材边部质量的影响最大。刀片热处理硬度低，韧性高，刃口易钝化，使用寿命短；刀片硬度高，韧性低，刃口易爆裂。

隔套包括上隔套和下隔套，隔套在带材剪切过程中对带材起支撑作用并且保护带材不被刀片压伤，提高成品带材表面质量。

4.2 侧向间隙

侧向间隙量是影响带材剪切质量重要的因素之一。当侧向间隙过大时，剪切面出现不整齐，因为在剪切面附近会产生塑性变形，该断口不是被剪断的，而是以揉搓形式产生的撕裂现象。这种剪断口，在剪切较厚而软的低碳钢板时较容易见到；当侧向间隙过小时，上下刀刃处产生的裂纹相交，会造成带材被二次剪切，出现毛刺被挤出的现象。

4.3 重合度

上下剪刃重合度的设定与带材厚度和材质有关。重叠量过小时，带材剪切不断，边部易弯曲而产生扣头现象或鱼鳞纹等质量缺陷；当重合度过大时，剪切力会迅速增加，引起带材“竖立”现象。

5 改进措施

5.1 选择合适的刀片

刀片的材质应具有硬度高、韧性好和强度大的性能。刀片表面硬度均匀性和尺寸精度对带材边部质量影响很大，根据剪切不同材料选用合适刀片材质，并进行合适的热处理，表面淬火硬度HRC≥58，表面粗糙度0.8～0.4μm，端面跳动6μm。当刀片的刃口有缺陷时就应对刀片进行修磨，新刀或修磨后的刀片为防止边部损坏，剪刃应垂直放置在专用的木架上，为防止剪刃生锈，表面应涂油然后用防锈油纸覆盖。

5.2 侧向间隙量优化

侧向间隙量是影响带材剪切质量重要的因素之一。如果侧向间隙调整不当，不仅会缩短圆盘剪的使用寿命，而且会影响带材边部剪切质量。侧向间隙量经验公式Δ=h/9，侧向间隙量与带材厚度关系如图2、图3所示。但是圆盘剪刀片尺寸精度，隔套尺寸精度都会影响侧向间隙调整，刀轴变形以及刀轴定位也会影响侧向间隙，而且还需根据带材材质和硬度决定间隙量的调整。

5.3 重合度优化

重合度的设定与带材厚度有关，重叠量主要通过影响带材的咬入角进而影响剪切力。带材厚度从0-1.4mm时，重叠量随厚度增加了增大，带材厚度大于1.4mm 时，重叠量随厚度增加而减小。如图2、图3所示。

6 结束语

圆盘剪剪切带材时，如果侧向间隙、重叠量等参数调整不合适，会对带材边部质量产生影响。如果带材边部出现质量问题，应根据边部形状特征和各项参数设置以及刀片状况进行综合分析，查找问题原因，进行工艺优化，保证带材边部剪切质量。

参考文献：

[1]周国盈.带钢精整设备[M].北京：冶金工业出版社.

[2]鄒家详.轧钢机械[M].北京：冶金工业出版社.

[3]武汉钢铁设计研究院.板带车间机械设备设计（下册）[M].北京：冶金工业出版社.

[4]张军妮.影响圆盘剪剪切精度的主要因素[J].科技创新与应用，2016（21）：118-119.