專利名稱：連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是用于冶金機(jī)械行業(yè)冷熱連軋橫剪切線中的一種剪切設(shè)備。可應(yīng)用于冷熱連軋鋼板、銅板、鋁板的橫剪切線中，把經(jīng)過開卷、矯直、切邊的板材剪切成不同定尺。
板材定尺飛剪是剪切線中最復(fù)雜的設(shè)備，它一般采用一個(gè)電機(jī)傳動(dòng)，由剪切機(jī)構(gòu)、給料機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、勻速機(jī)構(gòu)、空切機(jī)構(gòu)等五大機(jī)構(gòu)組成，給料機(jī)構(gòu)和剪切機(jī)構(gòu)之間形成機(jī)械和半機(jī)械的鏈鎖關(guān)系。由于機(jī)構(gòu)復(fù)雜給設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)帶來了一定困難，因此目前國(guó)內(nèi)外冶金機(jī)械行業(yè)冷熱連軋板橫剪切線中的剪切飛剪至今無(wú)理想的解決辦法。
如日本石川島播磨公司研制的IHI擺式飛剪，采用多桿多自由度的擺式剪切機(jī)構(gòu)、11輥矯直機(jī)的給料機(jī)構(gòu)、無(wú)級(jí)變速器、差動(dòng)器和多變檔的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、雙曲柄滑塊勻速機(jī)構(gòu)、多級(jí)變檔的空切機(jī)構(gòu)，整個(gè)飛剪系統(tǒng)形成由一個(gè)電機(jī)傳動(dòng)的機(jī)械鏈鎖系統(tǒng)，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備重，能耗高。
再如聯(lián)邦德國(guó)SMS公司研制的D1型飛剪，雖然采用電子計(jì)算機(jī)控制給料勻速的新方法，取消了機(jī)械的勻速機(jī)構(gòu)，比IHI擺式飛剪有所簡(jiǎn)化，但還存在曲柄連桿式剪切機(jī)構(gòu)，矯直機(jī)、夾送輥聯(lián)合給料機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)、行星差動(dòng)器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、數(shù)控液壓空切機(jī)構(gòu)，整個(gè)飛剪系統(tǒng)由主電機(jī)和侗服電機(jī)傳動(dòng)的半機(jī)械鏈鎖關(guān)系機(jī)構(gòu)也十分復(fù)雜。
聯(lián)邦德國(guó)SMS公司研制的K型飛剪，比D1型飛剪增加了復(fù)雜的機(jī)械勻速機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)裝置采用行星差動(dòng)器和更為復(fù)雜的電液脈沖馬達(dá)機(jī)械液壓聯(lián)合的空切機(jī)構(gòu)。
應(yīng)用在鍍錫板剪切線上的美國(guó)專利哈爾頓公司的哈爾頓雙滾筒式飛剪，采用非圓齒輪和離合器式勻速機(jī)構(gòu)，無(wú)級(jí)變速器行星差動(dòng)器傳動(dòng)裝置，螺旋刀片，更換剪體的空切方式，加工裝配要求精度高。
上述幾種飛剪共同特點(diǎn)是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)剪切工作制，剪切精度高，機(jī)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備重、能耗高，一般都用于薄板的剪切，如IHI型、D1型飛剪，剪切板厚δ＝1.2-6.4mm，剪切速度Vmax≤107-110m/min。K型飛剪剪切板厚δ＝0.35-3mm，哈爾頓飛剪剪切板厚δ＝0.15-0.55mm。上述兩種飛剪使用速度不超過240m/min。
七十年代以后采用電子計(jì)算機(jī)控制的啟動(dòng)剪切工作制的模式飛剪、移動(dòng)式飛剪，使飛剪系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化，只存在剪切機(jī)構(gòu)。但由于剪切機(jī)構(gòu)在剪切過程中沿鋼材運(yùn)行方向往復(fù)移動(dòng)，造成設(shè)備重量較大，產(chǎn)生的動(dòng)力矩也大，限制了飛剪剪切速度。當(dāng)剪切板厚δ≤12.7mm時(shí)，剪切速度V≤60m/min;當(dāng)剪切板厚δ≤25.4mm時(shí)，剪切速度V≤40m/min。
綜上可以看出，研制一種連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪一直是國(guó)內(nèi)外急待解決的新課題。
本發(fā)明的目的就是為了提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)約能源、降低成本、剪切厚度范圍廣，加工精度要求低，提高產(chǎn)品質(zhì)量，重量輕，剪切速度快，定尺范圍大和調(diào)節(jié)方便，飛剪剪刃與鋼板同步運(yùn)動(dòng)和飛剪剪切鋼板的運(yùn)動(dòng)分開傳動(dòng)的最新型的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的整個(gè)剪切飛剪由飛剪機(jī)體和電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成，采用七桿二個(gè)活動(dòng)度機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原理。機(jī)體包括曲柄軸、上連桿、上剪架、下剪架、下連桿、主軸、機(jī)架及平衡缸。電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，采用二臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)，控制其伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使飛剪剪切速度在剪切任何定尺時(shí)做到剪切瞬時(shí)同步，還控制啟動(dòng)剪切電機(jī)(或離合器-制動(dòng)器)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)三大特點(diǎn)，(1)飛剪剪刃沿板材移動(dòng)方向做具有復(fù)雜軌跡的運(yùn)動(dòng);(2)剪切同步，即在剪切瞬時(shí)飛剪剪刃水平分速度Vs等于板材進(jìn)給速度VT;(3)在運(yùn)動(dòng)中飛剪把板材剪切成不同種定尺。本發(fā)明的要點(diǎn)在于它的七桿二個(gè)活動(dòng)度機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和電子計(jì)算機(jī)控制原理。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理，具體結(jié)構(gòu)由以下實(shí)施例及其附圖給出

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1桿件運(yùn)動(dòng)原理示意圖。
圖3是本發(fā)明的實(shí)施例2桿件運(yùn)動(dòng)原理示意圖。
圖4是本發(fā)明的實(shí)施例3桿件運(yùn)動(dòng)原理示意圖。
圖5是本發(fā)明的剪切周期示意圖。
圖6是本發(fā)明的剪切基本定尺調(diào)速方法示意圖。
圖7是本發(fā)明的剪切臨界定尺調(diào)速方法示意圖。
圖8是本發(fā)明的剪切任意定尺調(diào)速方法示意圖。
根據(jù)附圖2、3、4，曲柄軸O1F(O1F＝R)繞其軸心線O1O1，在伺服電機(jī)的傳動(dòng)下連續(xù)旋轉(zhuǎn)，并通過上連桿EF推動(dòng)上剪架OA，繞飛剪主軸的軸心線OO做前后擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，上剪刃A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是以O(shè)點(diǎn)為圓心，以O(shè)A為半徑的
弧線，電子計(jì)算機(jī)控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，使飛剪剪刃速度Vs與板材進(jìn)給速度VT在剪切瞬時(shí)相等，即Vs＝VT不產(chǎn)生堆鋼和拉鋼現(xiàn)象。飛剪的下剪架BC通過下連桿CD支撐在飛剪主軸偏心OD上，偏心半徑r＝OD。不剪切時(shí)，飛剪主軸偏OD停止在下(上)死點(diǎn)上，此時(shí)上、下剪刃開口度最大，使板材順利通過。剪切時(shí)，啟動(dòng)剪切電機(jī)(或離合器-制動(dòng)器)，飛剪主軸旋轉(zhuǎn)一周，偏心OD通過下連桿CD推動(dòng)下剪架BC上升，使上、下剪架重合一次，剪切一塊L的定尺，剪切后飛剪主軸偏心DD準(zhǔn)確的停止在原始位置。電子計(jì)算機(jī)接受來自測(cè)量輥的長(zhǎng)度信息，進(jìn)行啟動(dòng)剪切，并控制飛剪剪切的定尺精度。
附圖2中下剪架BC(滑塊)在上剪架OA的滑槽內(nèi)上下移動(dòng)，保證剪刃側(cè)隙不變。
附圖3、附圖4上下剪架通過鉸點(diǎn)H，用偏心銷軸聯(lián)接，偏心半徑C用于調(diào)節(jié)上下剪刃側(cè)向間隙，上剪架OA通過H點(diǎn)拉動(dòng)下剪架BC也做相同周期的前后擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
空切時(shí)，飛剪下剪刃軌跡是
弧線，剪切時(shí)是bb″b′曲線。由于傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)不傳遞剪切力，電機(jī)容量大大降低，使電了計(jì)算機(jī)控制飛剪剪切速度成為可能，并應(yīng)用于本發(fā)明中。
飛剪剪切定尺的調(diào)節(jié)L＝VT·tT……(1)VT-給料速度tT-剪切周期時(shí)間從公式(1)中可知，飛剪剪切的定尺L是板材運(yùn)行速度VT和剪切周期tT的函數(shù)，與飛剪剪切速度無(wú)關(guān)，當(dāng)板材進(jìn)給速度不變時(shí)，控制飛剪剪切定尺，實(shí)際上是控制剪切周期tT。
附圖5表示剪切周期時(shí)間tTtT＝tR+tK……(2)tR-工作時(shí)間tK-停止時(shí)間
tR＝t1+ta+t2……(3)t1-制動(dòng)器-離合器動(dòng)作時(shí)間t2-離合器-制動(dòng)器動(dòng)作時(shí)間ta-飛剪主偏心軸加速時(shí)間當(dāng)剪切電機(jī)選擇后，飛剪主軸的加速時(shí)間ta不變，壓縮空氣的壓力穩(wěn)定在工作壓力范圍內(nèi)，離合器-制動(dòng)器的動(dòng)作時(shí)間t1、t2也是個(gè)常數(shù)。
L＝VT(tR+tK)……(4)從公式(4)可知當(dāng)tR是個(gè)常數(shù)時(shí)，電子計(jì)算機(jī)控制飛剪剪切的定尺精度，實(shí)際是控制飛剪主軸停止時(shí)間tK，因此連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪剪切定尺精度是高于其它啟動(dòng)剪切工作制，飛剪剪切定尺精度可達(dá)±1mm。
飛剪剪刃的速度控制(或稱飛剪的勻速方法)為使剪切任何種定尺飛剪剪刃速度，在剪切瞬時(shí)與板材進(jìn)給速度同步，飛剪曲柄軸必須做變速運(yùn)動(dòng)，從飛剪運(yùn)動(dòng)方面寫出飛剪剪切定尺公式。
L＝(k+1)Lo+△L……(5)＝-空切次數(shù)k＝0，1，2……nLo-基本定尺△L-附加定尺基本定尺Lo是飛剪上剪架擺動(dòng)一個(gè)周期進(jìn)行一次剪切，剪切的定尺長(zhǎng)度。
附圖6、附圖7、附圖8是飛剪剪切不同種種定尺時(shí)的調(diào)速方法。
剪切基本定尺的定尺時(shí)L＝(k+1)Lo附圖6示出飛剪剪切基本定尺的定尺時(shí)的調(diào)速方法，飛剪剪刃速度在剪切時(shí)與板材運(yùn)行速度同步，所以飛剪曲柄軸做勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)VC＝VA＝VT。
剪切臨界定尺時(shí)臨界定尺LkrLkr＝Lo+△Lmax……(6)△Lmax＝Lo時(shí)稱飛剪剪切的定尺為臨界定尺Lkr。
附圖7示出飛剪剪切臨界定尺的調(diào)速方法。飛剪剪刃速度在每?jī)纱渭羟兄g速度下降，剪切之前再上升到同步速度運(yùn)轉(zhuǎn)，做到同步剪切，此時(shí)飛剪剪刃的平均速度VcVc＝ (Lo)/(Lkr) ·VT……(7)剪切任意定尺時(shí)附圖8示出飛剪剪切任意定尺時(shí)的調(diào)速方法。這兩種調(diào)速方法是前兩種方法的組合，用下列公式表示L＝(Lo+△L)+kLo……(8)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪采用兩種啟動(dòng)剪切方式。剪切速度Vs≤120m/min時(shí)，采用交流電機(jī)傳動(dòng)和飛輪連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，離合器-制動(dòng)器啟動(dòng)剪切工作制。此種方式適合剪切厚度。δ＝4-25.4mm的中厚板或產(chǎn)量較低的有色金屬板，δ＝0.35-3mm剪切線之中。剪切速度Vs＞120m/min時(shí)，采用直流電機(jī)啟動(dòng)剪切方式，適用于剪切板厚δ＝0.15-3mm，冷軋薄板的剪切。
由于剪切板材厚度剪切速度不同，按其結(jié)構(gòu)、設(shè)備重量、技術(shù)性能、剪切材料可設(shè)計(jì)出六種不同規(guī)格的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪(1)剪切板厚δ＝6.5-25.4mm，剪切速度V≤60m/min，剪切熱軋厚板;(2)剪切板厚δ＝2.5-12.7mm，剪切速度V≤90m/min，剪切熱軋中厚板;(3)剪切板厚δ＝1.2-6.4mm，剪切速度V≤120m/min，剪切熱軋薄板;(4)剪切板厚δ＝0.35-3mm，剪切速度V≤240m/min，剪切冷軋薄板;(5)剪切板厚δ＝0.15-0.55mm，剪切速度V≤240m/min，剪切鍍錫(鋅)薄板;(6)剪切板厚δ＝0.15-3mm，剪切速度V≤90m/min，剪切有色金屬板材。
連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪的技術(shù)性能剪切板厚δ＝0.15-25.4mm剪切定尺L＝0.5-∽m剪切速度V＝40-240m/min定尺精度L±1mm根據(jù)附圖1，上連桿2一端裝在曲柄軸1上，另一端鉸接在上剪架3上，下剪架4裝在下連桿5上，而下連桿5又被裝在主軸6上，二個(gè)平衡缸8裝在機(jī)架7上，平衡缸另一端鉸接在下剪架4上。
連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪與現(xiàn)有技術(shù)相比具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)約能源，降低成本，加工精度高，重量輕，剪切厚度范圍廣，剪切速度快，剪切定尺范圍大，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低環(huán)境污染，消除噪音，應(yīng)用范圍廣，定尺調(diào)節(jié)方便，剪切定尺精度高，該設(shè)備將把冶金機(jī)械行業(yè)冷熱連軋板剪切線的剪切飛剪技術(shù)向前提高一步，將廣泛地應(yīng)用在九十年代以后研制的冷熱連軋板橫剪切線中。
權(quán)利要求
1.一種用于冶金機(jī)械行業(yè)冷熱連軋板橫剪切線中的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪，包括剪切飛剪機(jī)體和電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于它采用七桿二個(gè)活動(dòng)度機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪，其特征在于所說的飛剪機(jī)體是由曲柄軸、上連桿、上剪架、下剪架、下連桿、主軸、機(jī)架及平衡缸組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪，其特征在于所說的電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用二臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)，并控制其伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，使飛剪剪刃速度在剪切任何定尺時(shí)做到剪切瞬時(shí)同步，還控制啟動(dòng)剪切電機(jī)(或離合器-制動(dòng)器)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪，其特征在于所說的飛剪剪切定尺L采用兩種調(diào)速方法，(1)基本定尺Lo及倍尺的剪切，L＝(k+1)Lo，曲柄軸勻速旋轉(zhuǎn)，此時(shí)Vs＝Vc＝VT;(2)任意定尺的剪切，L＝(k+1)Lo+△L，剪切任意定尺時(shí)飛剪剪刃的平均速度Vc，Vc＝ (Lo)/(LKr) ·VT。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪，其特征在于所說的飛剪剪切速度為二類(1)剪切速度Vs≤120m/min時(shí)，采用交流電機(jī)和飛輪連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，離合器-制動(dòng)器啟動(dòng)剪切工作制;(2)剪切速度Vs＞120m/min時(shí)，采用直流電機(jī)啟動(dòng)剪切工作制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪，其特征在于所說的剪切飛剪由于剪切板材厚度剪切速度不同，按其結(jié)構(gòu)、設(shè)備重量、技術(shù)性能、剪切材料可設(shè)計(jì)出六種不同規(guī)格的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪(1)剪切板厚δ＝6.5-25.4mm，剪切速度V≤60m/min，剪切熱軋厚板;(2)剪切板厚δ＝2.5-12.7mm，剪切速度V≤90m/min，剪切熱軋中厚板;(3)剪切板厚δ＝1.2-6.4mm，剪切速度V≤120m/min，剪切熱軋薄板;(4)剪切板厚δ＝0.35-3mm，剪切速度V≤240m/min，剪切冷軋薄板;(5)剪切板厚δ＝0.15-0.55mm，剪切速度V≤240m/min，剪切鍍錫(鋅)薄板;(6)剪切板厚δ＝0.15-3mm，剪切速度V≤90m/min，剪切有色金屬板材。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪，其特征在于所說的剪切飛剪由三種桿件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成不同的結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪，其特征在于所說的剪切飛剪根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，連桿EF與上剪架不同位置聯(lián)接，形成不同的桿件比。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪，其特征在于所說的剪切飛剪的第三種結(jié)構(gòu)可以用于熱軋板坯、方坯、型材定尺的剪切。
全文摘要
一種用于冶金機(jī)械行業(yè)冷熱連軋板橫剪切線中的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)剪切飛剪，它由飛剪機(jī)體和電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成，采用七桿二個(gè)活動(dòng)度機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原理。本發(fā)明的特點(diǎn)是它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)約能源、加工精度要求低.重量輕、剪切厚度范圍廣、剪切速度快、定尺范圍大、提高產(chǎn)品質(zhì)量、定尺調(diào)節(jié)方便，是一種理想的冷熱連軋板橫剪切線中的剪切飛剪。
文檔編號(hào)B23D25/02GK1057220SQ9010515
公開日1991年12月25日 申請(qǐng)日期1990年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月16日
發(fā)明者郭延明 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)重型機(jī)器廠