一种中厚板滚切式定尺剪装置

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一种中厚板滚切式定尺剪装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种轧钢机械设备，特别是涉及一种用于对中厚板进行横向剪切的中厚板滚切式定尺剪装置。\n背景技术\n[0002] 近年来，我国中厚板的产量连年升高。众所周知，在中厚板制造过程中，对中厚板进行剪切是极为重要的工艺步骤，现有的剪切设备主要有斜刃剪机和滚切式定尺剪机。现有的斜刃剪机因存在有切口不光洁、不平整、剪切效率低等缺陷，不能满足轧钢厂对中厚钢板质量、品种和产量的需要。因此，斜刃剪机已逐渐被滚切式定尺剪机所替代。中国实用新型专利(专利号为02203540.0)就公开了一种滚切式定尺剪机组，包括机架、上刀架、下刀架、面板、刀片间隙调整装置和定尺机等，在机架下部设有摆动轨道，在钢板剪切时，摆动轨道托住钢板上下摆动，有效提高了剪切质量。但现有的滚切式定尺剪机也存在有以下一些不足之处：\n[0003] 1、由于定尺剪机架是主要受力部件，而现有的定尺剪机架大都采用传统的“C”型机架，由于“C”型机架在受力大的情况下其刚度不足，剪切时机架震动较大，直接影响了剪刃间隙，从而影响剪切质量。\n[0004] 2、摆动辊道是定尺剪机中不可缺少的重要部件，目前国内外摆动辊道的结构形式主要采用集中传动，其动作方式有预摆式和过平衡式。但集中式传动方式占用空间较大，维修困难，如果其中一个辊子和齿轮箱出问题，整个摆动辊道就不能工作，设备的使用效率较低；而预摆式结构在剪切钢板时不能对钢板进行支撑，钢板由于自重产生的压弯变形影响切口质量，并对剪机设备稳定性产生影响。\n[0005] 3、现有的滚切式定尺剪机的剪刃间隙调整机构采用电气控制，其检测手段也是通过电气元件进行检测，虽然自动化程度较高，但是由于电气元器件经常会受周边环境的影响进而产生失效的情况，将可能会导致上、下刀架间隙值变负值，从而发生上、下剪刃互相剪切事故。\n[0006] 4、上刀架是定尺剪机用来剪切的主要部件，是实现滚动剪切的主要受力件。其传动是由偏心轴带动连杆进而驱动上刀架进行剪切。而上刀架的传动部位的润滑是保证其正常工作的重要条件，现有的上刀架传动部位的润滑采用干油润滑，虽然结构较简单，但润滑效果较差，并且由于干油润滑没有设置回油系统，因此废弃干油需要定期清理，费时费力，还容易污染钢板。\n[0007] 有鉴于上述现有的滚切式定尺剪机存在的局限性，本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种机架刚性强、变形小，提高剪切质量，避免发生上、下剪刃互相剪切事故，具有良好润滑效果，可回收润滑油的中厚板滚切式定尺剪装置。\n发明内容\n[0008] 本发明的目的是提供一种机架刚性强、变形小，提高剪切质量，避免发生上、下剪刃互相剪切事故，具有良好润滑效果，可回收润滑油的中厚板滚切式定尺剪装置。\n[0009] 为达到上述目的，本发明提出一种中厚板滚切式定尺剪装置，至少包括机架、面板、上刀架、下刀架、剪刃间隙调整机构、夹送辊、过平衡式摆动辊道机构和定尺机，所述上刀架和所述下刀架相对设在所述定尺剪装置的前部，所述定尺机设在所述定尺剪装置的后部，所述剪刃间隙调整机构安装在所述上刀架的外侧，所述上刀架能活动地设置在所述剪刃间隙调整机构与所述机架之间，所述过平衡式摆动辊道机构靠近所述下刀架设置，所述机架由相对设置的两块整体铸造成型的立板构成，在每块所述立板的表面上对应于所述上刀架的上刀片和所述下刀架的下刀片的位置开设有沿周向闭合的换刀窗口。\n[0010] 如上所述的中厚板滚切式定尺剪装置，其中，在所述两立板的相对面的下部设有用于支撑所述下刀架的台阶部；在所述立板的表面下部开设有废料输送通道；在所述立板的表面开设有多个工艺孔；在所述立板的侧面开设有面板结合键槽和预紧螺杆安装孔。\n[0011] 如上所述的中厚板滚切式定尺剪装置，其中，所述剪刃间隙调整机构插装于所述机架与所述上刀架之间，所述剪刃间隙调整机构包括：第一斜楔和第二斜楔，截面呈直角三角形状且相互倒置设置，所述第一斜楔的斜面与所述第二斜楔的斜面之间滑动接触配合，且，所述第一斜楔的直平面与所述上刀架的侧面相接合，所述第二斜楔的直平面与所述机架的侧面相接合；驱动机构，包括调整电机和升降机，所述调整电机驱动所述升降机上的升降杆移动，所述升降杆的伸出端与所述第二斜楔相抵顶，所述第二斜楔在所述升降杆的驱动下经由所述第一斜楔推动所述上刀架移动。\n[0012] 如上所述的中厚板滚切式定尺剪装置，其中，所述上刀架与所述第一斜楔之间、所述第一斜楔与所述第二斜楔之间，以及所述第二斜楔与所述机架之间的接触面均为自润滑滑板。\n[0013] 如上所述的中厚板滚切式定尺剪装置，其中，在所述升降机的上方、所述升降杆的外侧设有限位保护机构，所述限位保护机构包括：相对且间隔设置的第一固定座和第二固定座，所述第一固定座固定于所述升降机上，所述第二固定座通过两个竖直的连杆相连接固定；在所述第一固定座和第二固定座的相对侧对应设置的第一限位块和第二限位块，所述第一限位块与所述第一固定座相接，所述第二限位块与所述第二固定座相接，所述升降杆活动地穿设于所述第一固定座和所述第二固定座之间；防转件，固定于所述升降杆上，所述防转件位于所述第一限位块和所述第二限位块之间空间区域内，所述防转件在所述升降杆的驱动下与所述第一限位块和所述第二限位块相顶抵。\n[0014] 如上所述的中厚板滚切式定尺剪装置，其中，在所述第一固定座与所述第一限位块之间设有第一压簧；在所述第二固定座与所述第二限位块之间设有第二压簧。\n[0015] 如上所述的中厚板滚切式定尺剪装置，其中，所述过平衡式摆动辊道机构包括：辊道框架，靠近所述下刀架的下刀片设置；辊子组，安装在所述辊道框架上，所述辊子组由处于同一水平面上的惰性辊子和多个主动辊子并排设置构成，每个所述主动辊子分别通过各自对应连接的减速电机驱动旋转，所述惰性辊子邻近所述下刀架设置，所述惰性辊子与其相邻的主动辊子之间连接有链条，所述惰性辊子通过所述链条在所述相邻的主动辊子的驱动下旋转；摆动驱动机构，连接于所述辊道框架底侧的中部，所述摆动驱动机构包括两个平行且对称设置的弯曲臂和两个摆动驱动液压缸，两个所述弯曲臂的弯折处通过转轴枢接，每个所述弯曲臂的一端与所述辊道框架的底侧枢接，其另一端与对应的摆动驱动液压缸的伸缩端相连接，所述弯曲臂在所述摆动驱动液压缸驱动下绕所述转轴往复摆动；平动驱动机构，包括两个平行对称设置的平动驱动液压缸，所述平动驱动液压缸的伸缩端与所述辊道框架的底侧相连接，所述平动驱动液压缸驱动所述辊道框架沿轴向平动。\n[0016] 如上所述的中厚板滚切式定尺剪装置，其中，在所述辊道框架靠近所述下刀架的下刀片的端部覆设有压板。\n[0017] 如上所述的中厚板滚切式定尺剪装置，其中，在所述上刀架内开设有油腔，所述上刀架上设置的连杆与所述上刀架之间具有间隙，所述油腔与所述间隙相连通，在所述上刀架的下部开设有回流管路，所述回流管路与所述油腔的下部相连通并延伸至所述上刀架的外部。\n[0018] 如上所述的中厚板滚切式定尺剪装置，其中，所述间隙采用油宫密封。\n[0019] 如上所述的中厚板滚切式定尺剪装置，其中，所述定尺机包括定尺小车和定尺轨道，所述定尺小车沿所述定尺轨道滑动，在所述定尺机上设有用于计算定尺长度的编码器。\n[0020] 与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点：\n[0021] 1、本发明的两侧的机架立板采用整体铸造成型，换刀窗口采用闭口结构，剪切时机架的整体变形小，剪切时重叠量基本保持不变，剪切过程更接近于纯滚动剪切，从而使剪刃受力更均匀，提高剪刃寿命。\n[0022] 2、由于本发明的摆动辊道机构距剪刃距离很近，过平衡式摆动辊道在剪切时依靠剪切力将摆动辊道压下，在剪切时辊道始终支撑钢板。因此，减少了钢板由于自重产生的压弯变形，也避免了钢板由于自身变形抗力对钢板压紧装置产生的影响。\n[0023] 3、本发明的过平衡式摆动辊道机构的辊子组由惰性辊子和主动辊子构成，在实际生产过程中，若某根主动辊子出现问题，则可以等待检修时再处理，中途不影响生产，且维修方便。\n[0024] 4、本发明的剪刃间隙调整机构采用机械限位保护机构，因此在实际剪切过程中，不会由于电气元件失效而导致剪刃间隙值变负值，避免发生上下剪刃互相剪切事故。\n[0025] 5、本发明的稀油油道采用油宫密封，结构简单，成本耗费较低，润滑效果明显，从而提高了各活动部件使用寿命，高效传递剪切力，提高了剪切质量。并且采用回流管路，稀油不但可以重复利用，而且施工现场环境清洁。\n附图说明\n[0026] 以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，[0027] 图1为本发明中厚板滚切式定尺剪装置的结构示意图；\n[0028] 图2为本发明的机架的立体结构示意图；\n[0029] 图3为本发明的剪刃间隙调整机构的剖面结构示意图；\n[0030] 图4为本发明的剪刃间隙调整机构的限位组件的结构示意图；\n[0031] 图5为本发明的过平衡式摆动辊道机构的主视结构示意图；\n[0032] 图6为本发明的过平衡式摆动辊道机构的俯视结构示意图；\n[0033] 图7为本发明的具有回油管路的上刀架的剖面结构示意图；\n[0034] 图8为本发明的具有油宫密封结构的上刀架的剖面结构示意图。\n[0035] 附图标记说明：\n[0036] 1-机架；11-立板；12-换刀窗口；13-台阶部；14-废料输送通道；15-工艺孔；\n16-面板结合键槽；17-预紧螺杆安装孔；18-上刀架拉杆固定槽；2-上刀架；21-上刀片；\n22-油腔；23-连杆；24-回流管路；25-间隙；3-下刀架；31-下刀片；4-剪刃间隙调整机构；\n41-第一斜楔；42-第二斜楔；43-驱动机构；44-调整电机；45-升降机；46-升降杆；47-自润滑滑板；5-夹送辊；6-定尺机；61-定尺小车；62定尺轨道；7-推刀机构；8-限位保护机构；81-第一固定座；82-第二固定座；83-连杆；84-第一限位块；85-第二限位块；86-防转件；87-第一压簧；88-第二压簧；9-过平衡式摆动辊道机构；91-辊道框架；92-辊子组；\n921-惰性辊子；922-主动辊子；923-减速电机；924-链条；93-摆动驱动机构；931-弯曲臂；932-摆动驱动液压缸；933-转轴；94-平动驱动机构；941-平动驱动液压缸；95-压板；\n96-固定轴。\n具体实施方式\n[0037] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。\n[0038] 请参考图1、图2，分别为本发明中厚板滚切式定尺剪装置的结构示意图和机架的立体结构示意图。如图所示，本发明提出的中厚板滚切式定尺剪装置，至少包括机架1、面板、上刀架2、下刀架3、剪刃间隙调整机构4、夹送辊5、过平衡式摆动辊道机构9和定尺机\n6，上刀架2和下刀架3相对设在定尺剪装置的前部，通过剪切力对中厚板进行剪切。定尺机6设在定尺剪装置的后部进行定尺；剪刃间隙调整机构4安装在上刀架2的外侧，上刀架2能活动地设置在剪刃间隙调整机构4与机架1之间，通过剪刃间隙调整机构4达到调整上刀架2位置的目的；过平衡式摆动辊道机构9靠近下刀架3设置，机架1由相对设置的两块整体铸造成型的立板11构成，在每块立板11的表面上对应于上刀架2的上刀片21和下刀架3的下刀片31的位置开设有沿周向闭合的换刀窗口12，换刀窗口12主要是为换剪刃时使用，操作人员对剪刃在工作时的情况也从换刀窗口12进行观察。本发明与现有技术中采用的C形机架相比，本发明的机架1的立板11采用整体铸造成型，换刀窗口12采用闭口结构，使得整个机架结构稳定，大大提高了机架的整体刚度，降低了剪切时的震动幅度，在剪切力作用下机架变形量较小，剪切时稳定性进一步提高，保证了开口度和剪刃间隙大小的稳定，从而提高剪切质量。\n[0039] 如图2所示，为了满足剪机的整体功能，机架1作为剪机的核心部件，其上留有与其它部件安装和连接的位置。在两立板11的相对面的下部设有用于支撑下刀架3的台阶部13，保证整个剪机的稳定性；在立板11的表面下部开设有废料输送通道14，用于输送废料；在立板11的表面开设有多个工艺孔15和上刀架拉杆固定槽18，起到减轻铸件重量作用；在立板11的侧面开设有与面板相结合的面板结合键槽16和用于安装连接减速箱体的预紧螺杆的预紧螺杆安装孔17。\n[0040] 请参考图3、4所示，分别为本发明的剪刃间隙调整机构的剖面结构示意图和限位组件的结构示意图。如图3所示，在上刀架2的两侧分别设有推刀机构7和剪刃间隙调整机构4；推刀机构7一侧与机架固定连接，其另一侧设有弹簧，弹簧顶抵于上刀架2的侧壁上。剪刃间隙调整机构4插装于所述机架与所述上刀架之间，该剪刃间隙调整机构包括：第一斜楔41和第二斜楔42，该第一斜楔41和第二斜楔42截面呈直角三角形状且相互倒置设置，第一斜楔41的斜面与所述第二斜楔42的斜面之间滑动接触配合，且第一斜楔41的直平面与上刀架2的侧面相接合，第二斜楔42的直平面与机架1的侧面相接合，这样使得上刀架2夹持于剪刃间隙调整机构4与推刀机构7之间。如图4所示，剪刃间隙调整机构还包括用于驱动第一斜楔41和第二斜楔42产生相对滑动的驱动机构43，该驱动机构43包括调整电机44和升降机45，调整电机44驱动升降机45上的升降杆46移动，由于升降杆46的伸出端与第二斜楔42底面相抵顶，当升降杆46朝向第二斜楔45运动时，升降杆46推动第二斜楔45下行，使得第二斜楔42驱动第一斜楔41朝向上刀架2一侧移动，进而克服推刀机构的弹性力，使上刀架向远离剪刃间隙调整机构一侧移动，实现上刀架位置调整功能，由于下刀架3保持不动，因此上刀架2与下刀架3之间的间隙得以调整。\n[0041] 进一步的，如图3所示，推刀机构7与上刀架2之间、上刀架2与第一斜楔41之间、第一斜楔41与第二斜楔42之间，以及第二斜楔42与机架1之间的接触面均为自润滑滑板\n47，自润滑滑板为已有技术，在此不再详细描述。采用自润滑滑板润滑效果好，经久耐用，避免污染钢板，有利于提高产品质量。\n[0042] 作为本发明一种可选的实施方式，由于间隙调整时均为电动控制，其检测手段也是通过电气元件进行检测，由于电气元器件经常会受周边环境的影响进而产生失效情况，本发明在升降机45的上方、升降杆46的外侧设有机械式限位保护机构8，可以在剪刃因电气控制失效后保护上、下剪刃不会发生相互剪切的现象。具体地讲，如图4所示，限位保护机构8包括：相对且间隔设置的第一固定座81和第二固定座82，第一固定座81固定于升降机45上，第二固定座82通过两个竖直的连杆83相连接固定；在第一固定座81和第二固定座82的相对侧对应设置的第一限位块84和第二限位块85，第一限位块84与第一固定座\n81相接，第二限位块85与第二固定座82相接，升降杆46活动地穿设于第一固定座81和第二固定座82之间；防转件86固定于升降杆46上，在本实施例中，防转件86螺纹套接于升降杆46上，但本发明并不限于此，防转件86与升降杆46也可以采用其他公知的固定连接方式。防转件86位于第一限位块84和第二限位块85之间空间区域内，随着升降杆46的升降运动，防转件86在第一限位块84和第二限位块85之间往复移动，使得防转件86在升降杆46的驱动下与第一限位块84和第二限位块85相顶抵，当防转件86运动至与第一限位块84相接触时，该位置恰好为上刀片和下刀片的设定剪刃间隙到最小值，防转件86与第一限位块84的表面贴合，第一限位块84阻止防转件86和升降杆46继续下行，从而限制升降杆46的行程，避免了剪刃的间隙继续变小，当电气元器件产生失效情况下，可防止上、下剪刃(即上刀片和下刀片)发生相互剪切的现象，达到保护设备的功效。\n[0043] 进一步的，如图4所示，在第一固定座81与第一限位块84之间设有第一压簧87；\n在第二固定座82与第二限位块85之间设有第二压簧88。第一压簧87与第二压簧88起到缓冲作用，当防转件86与第一限位块84和第二限位块85接触后，升降杆具有缓慢减速的过程，避免因刚性的突然停止导致升降机锁死。\n[0044] 请参考图5、6，分别为本发明的过平衡式摆动辊道机构的主视结构示意图和俯视结构示意图。如图5、6所示，本发明的过平衡式摆动辊道机构9通过固定轴96安装在机架\n1上，该过平衡式摆动辊道机构9包括：辊道框架91、辊子组92、摆动驱动机构93和平动驱动机构94，其中辊道框架91靠近下刀架3的下刀片31设置；辊子组92安装在辊道框架91上，辊子组92由处于同一水平面上的惰性辊子921和多个主动辊子922并排设置构成，每个主动辊子922分别通过各自对应连接的减速电机923驱动旋转，惰性辊子921邻近下刀架3设置，惰性辊子921与其相邻的主动辊子922之间连接有链条924，惰性辊子921通过链条924在相邻的主动辊子922的驱动下旋转。第一根辊子为惰性辊子921，可以减少机架前部的安装空间，惰性辊子921通过链条924与其相邻的主动辊子922连接，主动辊子922通过各自的减速电机923驱动旋转。在实际工作时，如果有某根辊子损坏，不会影响其他辊子的传动。在推废及切头时，平动驱动机构可将摆动辊道后退以便落料。\n[0045] 摆动驱动机构93连接于辊道框架91底侧的中部，用于驱动辊道框架91摆动，摆动驱动机构93包括两个平行且对称设置的弯曲臂931和两个摆动驱动液压缸932，两弯曲臂931的弯折处通过转轴933枢接，每个弯曲臂931的一端与辊道框架91的底侧枢接，其另一端与对应的摆动驱动液压缸932的伸缩端相连接，两弯曲臂931在两摆动驱动液压缸932驱动下同步地绕转轴933往复摆动；平动驱动机构94包括两个平行对称设置的平动驱动液压缸941，平动驱动液压缸941的伸缩端与辊道框架91的底侧相连接，平动驱动液压缸驱动辊道框架91沿轴向(即平行于被剪切钢板的移动平动方向)，实现辊道框架的移动，可使摆动辊道机构的第一根辊子(惰性辊子921)剪切时尽量靠近剪刃，其最小距离可为32mm，这样可减小钢板自重对剪切断面弯曲应力，提高剪切质量。\n[0046] 在工作时，过平衡式摆动辊道机构9处于过平衡力，摆动辊道机构9预先将钢板托起，在上刀架2进行剪切的时候，对钢板有向下的挤压剪切，因此上刀架2会给予钢板一个向下的力，这个力相对于过平衡力大很多，此时，摆动辊道机构9会在剪切力的作用下向下摆动，摆动驱动液压缸932的液压系统设置有溢流阀，溢流阀的压力所产生的力为摆动辊道机构9自重与钢板自重之和的1.2倍(即过平衡系数为1.2)，所以摆动辊道机构9会在剪切力作用下通过溢流阀的作用向下摆动。由于上刀片21通过钢板将垂直运动传递给摆动辊道机构9，可实现摆动辊道机构9与上刀片21随动，提高了工作效率。\n[0047] 进一步的，在辊道框架91靠近下刀架3的下刀片31的端部覆设有压板95。这样，上刀片21向下剪切时，剪切力通过钢板传递至压板95，再传递给摆动辊道机构9使其移动，压板95起到保护钢板和摆动辊道机构9的作用。\n[0048] 进一步的，如图7、图8所示，在上刀架2内开设有油腔22，上刀架2上设置的连杆\n23与上刀架之间具有间隙，油腔23与间隙25相连通，在上刀架2的下部开设有回流管路\n24，回流管路24与油腔23的下部相连通并延伸至上刀架2的外部。这样，间隙25、油腔23、回流管路24依次连通形成回流通道。由于上刀架2上开设油腔23不但可以减轻上刀架2重量，有利于提高剪切质量，而且油腔23可以容纳上刀架2润滑时的稀油，并且可以避免稀油污染影响油质。上刀架2底部的回油管路24，可以将油腔23里的稀油输出进而实现重复利用。\n[0049] 进一步的，如图8所示，间隙25采用油宫密封。这样，可以将稀油通过油宫导入上刀架的油腔23，稀油润滑效果明显高于干油润滑。\n[0050] 进一步的，如图1所示，定尺机6包括定尺小车61和定尺轨道62，定尺小车61沿定尺轨道62滑动，在定尺机6上设有用于精确计算定尺长度的编码器。定尺精度不会由于定尺长度大小而受影响，从而可靠稳定的进行定尺，提高产品质量和成材率。\n[0051] 综上所述，本发明在剪切时整个机架受力变形小，保证了剪刃的开口度和剪刃间隙值的稳定，良好的润滑效果保证了运动部件的灵活和延长了零件的使用寿命，过平衡式的摆动辊道也减少了剪切时钢板的变形，保护了设备，提高了剪切质量。本发明实现了剪切质量好、剪切精度高、剪切能力强、剪切效率高、产品切口断面光洁等有益效果。\n[0052] 以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。