轧钢机械第九章

第九章飞剪机第一节概述一、飞剪的用途和对飞剪的根本要求飞剪用来横向剪切运动着的轧件。它可装设在连续式轧机的轧制作业线上，用来切头、切尾；也可装设在横切机组、连续镀锌和连续镀锡机组等连续作业精整机组上，用来剪切定尺长度。在中小型轧钢车间和连续式板带车间都广为应用。飞剪能够剪切运动着的轧件，对它有三个根本要求；1)剪刃在剪切轧件时，要随着运动着的轧件一起运动，即剪刃应该同时完成剪切与移动两个动作，且剪刃在轧件运动方向的瞬时分速度应与轧件运动速度相等或稍大，即=(1～1．03)。如果小于，那么剪刃将阻碍轧件的运动，会使轧件弯曲，甚至产生轧件缠刀事故。反之，如果大得过多，那么在轧件中将产生较大的拉力，这会影响轧件的剪切质量和增加飞剪的冲击负荷。2)对于切头飞剪，能按要求切去轧件不规那么的头部、尾部；对于定尺飞剪。在同一台飞剪上，要能根据产品品种规格的不同和用户的要求，剪切多种定尺长度，且长度尺寸公差和剪切断面质量符合国家有关规u、cos拶定。3)能满足轧机或机组生产率的要求。根据对飞剪的根本要求和工作特点，飞剪一般由传动机构、剪切机构、调节剪切长度机构和剪刃侧问隙调整机构等组成。有的飞剪还设置了夹送、矫直及切头收集等辅助装置。夹送辊速度须与剪刃速度很好配合，以实现同步剪切(图9—1)。假设以表示剪刃的圆周速度，表示轧件的运动速度，为咬入角，那么按同步剪切条件cos≥，得≥(9一1)其中式中——被剪轧件厚度；——剪刃的重迭量；——飞剪滚筒直径(由剪刃的尖端算起)。二、飞剪的类型及其剪切工作原理轧钢车间的飞剪按用途可分为切头飞剪和定尺飞剪两类。按工作原理和结构型式来分，应用较广泛的有圆盘式飞剪、滚筒式飞剪、曲柄回转杠杆式飞剪和摆式飞剪等。1．圆盘式飞剪圆盘式飞剪常用在小型和线材车间，它可以剪切运动速度达10m／s以上的轧件。一般安装在精轧机组前对轧件进行切头，以保证精轧机组的轧制过程顺利进行；或者安装在冷床前，对长轧件进行粗剪，使进入冷床的轧件不致太长。图9—2是线材车间的圆盘式切头飞剪结构简图。该车问采用五槽轧制，故此飞剪装有五对圆盘刀片。为了便于刀片安装，圆盘刀片7由两个半环组成，用螺栓8固定在刀盘6上。为了便于轧件咬入，在刀片圆周上滚有花纹。上下刀盘的重迭量为1～3mm，刀盘问侧间隙为0．2～0．4mm，可用螺母9进行调整。刀盘是由电动机1经减速箱2和齿轮座3传动的。此飞剪采用连续工咋制运转。圆盘式飞剪所以能横向剪切运动着的轧件，主要是由于刀盘轴线与轧件运动方向倾斜一定角度(图9—3，以50°为宜)，使刀盘圆周速度在轧件运动方向上的分速度与轧。件运动速度相等或稍大。轧件进入圆盘刀片是通过诱导板3自动实现的。当运动着的轧件头部穿过上下刀盘重迭局部的外侧碰到诱导板后，就沿着诱导板一边前进…边进入圆盘刀片重迭局部进行切头。经切头后的轧件，在刀盘的带动下滑入出口喇叭口5，送往精轧机。诱导板安装在固定导板1上，控制着切头长度。圆盘式飞剪的结构极为简单，工作可靠，安装和使用也较方便。其缺点是轧件的剪切断面是倾斜的，但对于切头或在冷床前粗剪轧件影响不大。2．滚筒式飞剪滚筒式飞剪是一种应用很广的飞剪，它装设在连轧机组或横切机组上，用来剪切厚度小于12mm的钢板或小型型钢。用作切头飞剪时，采用起开工作制，其剪切厚度可达45mm。滚筒式飞剪的刀片作简单的圆周运动(如图9一1)，故可剪切运动速度高达15m／s以上的轧件。用作定尺飞剪时，一般采用连续工作制。滚筒式飞剪由于在剪切区刀片不是作平行移动，在剪切厚轧件时轧件断面不平整。这类飞剪以剪切薄板材和小型型钢为宜。小型车间的滚筒式飞剪，由于轧件宽度不大，往强将刀片装在作圆周运动的杠杆上(图9—4)。双滚筒式飞剪也可装设在带材圆盘式剪机后面，作碎边剪用，此时双滚筒上装有多对刀片，将废边切成碎段。还可装设在连轧机的粗轧机组后面，作事故剪用，将轧废的坯料连续切成短截。3．曲柄回转杠杆式飞剪用飞剪剪切厚度较大的板材或钢坯时，为了保证轧件剪切断面的平整，往往采用刀片作平移运动的飞剪，曲柄回转杠杆式飞剪就是此类飞剪中的一种。图9—5是曲柄回转杠杆式飞剪的结构示意图。飞剪的剪切机构是由刀架、偏心套筒和摆杆组成的四连杆机构。刀架1作成杠杆形状，其一端固定在偏心套筒上，另一端那么与摆杆2相连。当偏心套筒(曲柄)转动时，刀架在剪切区域内作近似平移运动，固定在刀架1上的刀片能垂直或近似垂直于轧件，所以剪切断面比拟平整。在剪切钢板时，可以采用斜刀片，以便减小剪切力。当作为切头飞剪时，摆杆是铰接在固定架体上。而作为定尺飞剪时，摆杆2的摆动支点那么铰接在可升降的立柱3上，立柱可由曲柄主轴同步齿轮(图中未画出)经小曲柄轴、连杆、曲折杆4带动升降。此飞剪采用改变刀片运动轨迹，使上下刀片不是每转都相遇的方法实现空切。4．摆式飞剪图9—6是IHI(日本石川岛播磨重工业公司)摆式飞剪的结构简图。用作剪切厚度小于6．4mm带钢的定尺飞剪，刀片在剪切区域作近似于平移的运动，剪切断面质量较好。上刀架l在“点2”与主曲柄轴8相铰接，下刀架2通过套式连杆4与空套在主曲柄轴8上的内偏心套5、外偏心套6相连。下刀架可在上刀架的滑槽中滑动。上下刀架与主曲柄轴连接处的偏心距为，偏心位置相差180°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。此偏心通过连杆12与摇杆10的轴头11相连，而摇杆9那么通过连杆3在“点l”与上刀架相连。因此，当主曲柄轴8转动时，通过连杆12、摇杆l0、9和连杆3使上下刀架作往复摆动，使剪切时刀片水平分速度与轧件速度相等。如果内、外偏心套5和6与主曲柄轴同速转动，那么主轴每转一周剪切一次；如果不是同速转动，而是通过变速装置分别以不同的转速转动时，可以实现空切。第二节剪切长度调整根据工艺要求，飞剪要将轧件剪切成规定长度，因此，对于定尺飞剪，要求剪切长度能够调整。将轧件送往飞剪进行剪切，通常是用专门的送料辊(图9—7)或最后一架轧机的轧辊进行的。如果轧件运动速度为常数，而飞剪每隔秒剪切一次，那么被剪下的轧件长度为(9—2)即被剪下的轧件长度等于在相邻两次剪切间隔时间内轧件昕走过的距离。当为常数时，剪切长度与间隔时间成函数关系。式(9一2)就是飞剪凋长的根本方程。由此可见，只要改变相邻两次剪切间隔时间，便可得到不同的剪切长度。对于不同工作制度的飞剪，改变两次剪切间隔时间的方法也不同。一、起开工作制飞剪的调长起开工作制飞剪用于剪切轧件的头部、尾部和剪切长度较长而速度较低的轧件。飞剪的起动和制动是自动进行的。当轧件头部作用于装设在飞剪后的光电管或机械开关(图9—8)时，飞剪便自动起动。轧件的定尺长度按下式确定(9—3)式中一一光电管与飞剪问的距离；——飞剪由起动到剪切的时问。在调节定尺长度时，通常不采用移动光电管位置的方法(即改变值)，而是通过时间继电器来改变时间。为了使轧件被切下局部末端不阻碍光电管在下次剪切时再次发生作用，必须使轧件被剪下局部与剩余局部之间有一定的间隙，一般是用增加剪后辊道速度的办

法来实现这一要求的。当轧件定尺长度较短时，可能出现小于，此时，光电管就需要放在飞剪的前面(图9—86)，此时轧件剪切长度为(9—4)显然，只有在两次剪切问隔时间内能保证完成飞剪的起动和制动时，飞剪才能采用起开工作制。起开工作制的飞剪刀片运动路线有两种情况，图9—9表示刀片作简单路线运动，刀片由初始位置1起动，加速转动到剪切位置2时到达了轧件运动速度，进行剪切，切断后飞剪制动，能使刀片停在仞始位置1。而速度高和转动惯量大的飞剪，通常在一转内来不及完成起动和制动要求，聪口在剪切位置时刀片速度不能加速到轧件运动速度，并在剪切后刀片不能在初始位置停止。此时就需要采用较为复杂的运动路线(图9—9)：刀片由初始位置l起动，加速转动到剪切位置2时，到达轧件运动速度进行剪切。切断后，刀片在2～3段内制动，并由位置3低，速反转至初始位置l停止，准备下次剪切。二、连续工作制飞剪调长在轧件运动速度较高的情况下，用于剪切定尺长度的飞剪一般都采用连续工作制。假设以表示每剪切一次刀片(或飞剪主轴)所转的圈数，那么此时剪下的轧件定尺长度按根本方程可表示为(9—5)式中—一飞剪主轴转一圈的时间；——飞剪主轴或刀片转速；——在相邻两次剪次间隔时间内，飞剪主轴或刀片所转的圈数，称为空切系数或倍尺系数。如以送料辊直径和转速来表示轧件运动速度，那么式(9—5)改为(9—6)由以上二式可见，当或一定时，连续工作制飞剪剪切的定尺长度取决于刀片的转速和空切系数。因而轧件剪切长度的调节，可采用两种方法，即改变刀片的转速和改变空切系数。1．改变飞剪主轴转速来调节剪切长度当刀片的水平分速度与轧件运动速度相等且空切系数=1时，飞剪剪下的轧件长度称为根本长度，而与之对应的飞剪主轴转速称为根本转速咒，。根据前两式可写出根本长度的公式为=(9—7)或=(9—8)对于由单独电动机驱动的飞剪调长时，改变飞剪主轴转速可通过改变飞剪电动机转速来实现。一般电动机的调速范围为1～2倍，那么飞剪主轴转速可在以下范围内变化=(I～2)(9—9)或=(1～0．5(9～10)由式(9—5)和式(9—7)可知，轧件剪切长度的调节范围为／=(9—11)考虑飞剪主轴转速的调速范围后，贝4／=(1～0．5)(9—12)或／=(1～2)(9—13)式(9—12)和式(9—13)所示的剪切长度调节范围，可分别用图9—10中的斜直线0A与0C间和0A与0B间所示的粗线段来表示。由式(9—13)可见，当=1时，=(1～2)，由此可知，不改变时，降低主轴转速可增大切长，但调节范围较小，而改变时，那么可成倍增大切长。当飞剪与送料辊用同一台电动机驱动时，飞剪主轴转速的改变就不能通过改变电动机转速来实现。如将式(9—6)中的送料辊转速和飞剪主轴转速，以电动机转速及其相应的传动比来表示，那么得式中——电动机至送料辊的传动比；一一电动机至飞剪主轴的传动比。由式(9—14)可知，此时要调节切长，可改变两传动比与的比值。显然，如因调长需要而改变送料辊传动比时，电动机转速也要作相应的调整，以保证轧件运动速度不改变。2．改变空切系数来调节切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，但从实现空切的方法上看，根本上可分为两类：1)改变飞剪上下两个主轴角速度的比值，以改变上下两刀片相遇的次数实现空切来调长。例如，在图9—6所示的IHI摆式飞剪中，在上刀片运动轨迹不变的情况下，用改变下刀内、外偏心套转速的方法，以改变下刀的运动轨迹，如图9—11所示。其中，图9一11为无空切时刀片轨迹，上下刀片每圈都相遇，空切系数=l；图为=2时的刀片轨迹图，由于下刀片轨迹的改变，飞剪主轴转两圈后，上下刀片才在剪切位置相遇；图是=4时的刀片轨迹图，飞剪主轴转四圈，上下刀片相遇一次。而符滚筒式飞剪上，可用改变上下两滚简直径的比值来实现空切。如分别为l、1／2、1／3、1／4……时，那么小滚筒每转一圈剪切一次、每转两圈剪切一次，……，由此可得相应的值为1、2、3、4……。但是由于这些比值使上下滚简直径相差太大，在使用上很不方便。实际上作成以下比值=l／l、1／2、2／3、3／4、4／5、……同样可以得到相应的值：l、2、3、4、5、……。应该指出，在改变上下滚筒直径的同时，其相互啮合的上下两同步齿轮也作相应改变。此外，通过改变滚筒上刀片的数目也可改变空切系数。例如在碎边剪机上，在滚筒上就装了多对刀片，如为两对刀片，那么每半转剪切一次，=1／2。2)不改变两主轴速比，只改变刀片运动轨迹，使上下两刀片不是每转都相遇以实现空切。例如在盐柄回转杠杆式飞剪上，当空切机构投入工作后，刀片的轨迹如图9一12所示。其中，图以为无空切时刀片轨迹，图6为K=2时的刀片轨迹图。在设计飞剪时，为了得到较大范围的切长调节，在定尺飞剪上一般都能同时改变飞剪主轴转速和空切系数，其切长调节范围如前所述，已表示在式(9一12)、(9一13)和图9—10中。三、匀速机构当采用改变飞剪主轴转速来调长时，那么会出现刀片与轧件速度不同步，为了保证能在剪切瞬时刀片水平分速度与轧件运动速度一致，在飞剪中必须设置匀速机构(或称同步机构)。飞剪的匀速机构根本上可分为两类：1)飞剪主轴作不等速运动的匀速机构，如双曲柄匀速机构、椭圆齿轮匀速机构；2)飞剪主轴作等速运动的匀速机构，如径向匀速机构。1．双曲柄匀速机构图9一13表示带双曲柄匀速机构的飞剪简图。电动机l通过减速机2使主动摇杆3始终以等速旋转，通过双曲柄轴4带动从动摇杆5，从而驱动飞剪主轴6旋转。双曲柄轴4的两端两个曲柄A和B(曲柄外套有滑块)分别在摇杆3和摇杆5的滑槽中滑动。双曲柄轴的位置可调，可按需要调节偏心距。当=0时，主动摇杆以等速旋转，从动摇杆和飞剪主轴也以相同的角速度等速旋转。设此时刀片的转速为根本转速(图9—14之直线1)，剪下的轧件长度为根本长度。如要增加剪切长度，那么应降低主动摇仟转速，如图9—14之直线2，实际上，刀片的平均转速在=(1～0．5)范围内变化．与此相应的剪切长度凋节范围(当=1时)为=(1～2)

在降低飞剪主轴转速的同时，为了保证在剪切时刀片的瞬时速度与轧件速度相一致，就需要适当的调整双曲柄轴偏心距值。改变值后(>0)，在主动摇杆以等速旋转时，从动摇杆(刀片主轴)那么以变角速度旋转(图9—14中的曲线2′)使之在最大角速度到达同步速度时进行剪切，如图中=360°时的位置。具有这类匀速机构的飞剪，通常不剪切小于根本长度的定尺，因为剪切长度小于根本长度时，刀片的平均速度要高于根本转速，这就使剪切在刀片的最小瞬时速度下进行(见图9—14的虚线)。这样，在剪切时刀片减速，不能利用飞剪飞轮力矩的能量。设主动摇杆的匀角速度为：，双曲柄轴的曲柄A从主动摇杆处获得圆周速度曲柄B以速度(=)推动从动摇杆，使之获得角速复,按双曲柄机构原理(图9—13b)图中之几何关系，可推导出从动摇杆5(即刀片主轴)的角速度为(9—15)式中——滑块B的瞬时线速度；,——滑块A和滑块B在滑槽中的旋转半径，=A，=B；——主动摇杆转角；——从动摇杆转角；——滑块B在摇杆5滑槽中的旋转半径01B(即R2)与曲柄臂OB(设曲柄臂长为)之间的夹角。式(9—15)即为飞剪主轴瞬时角速度的变化规律(如图9—14中的曲线)。当=0，=0，=0时，=，=(9—16)按式(9—11)在=1时，以角速度代替，以代替，且当=时，可同步剪切，那么得将式(9—16)之比值关系代入上式，那么得因此，当需要轧件剪切长度为时，可按下式适当调节偏心距2．椭圆齿轮匀速机构图9—15为一对椭圆齿轮，根据椭圆齿轮啮合原理，当主动椭圆齿轮以等速旋转时，其共轭椭圆齿轮从动轴的转速在360°一周内呈周期变化。如图9一15所示，椭圆齿轮的节圆曲线方程为而椭圆齿轮的偏心率为式中——主动椭圆齿轮节圆曲线半径；——主动椭圆齿轮的转角；——椭圆的长半轴；——椭圆的短半轴；——椭圆对称中心线焦点的距离。因+=2，那么被动椭圆齿轮节圆曲线半径为当主动椭圆齿轮以等角速度旋转时，那么被动椭圆齿轮的变角速度可用下式表示当=0时，为最小，即为当=180°时，为最大，即为如果～之间的值能满足轧件定尺长度剪切所要求的最大和最小剪切速度时，此共轭椭圆齿轮即可作为飞剪的匀速机构。为了保证啮合运动平滑，比值／通常不超过4(某厂的滚筒式哈尔登定尺飞剪此比值取为2．8)。如轧件需剪切的定尺长度时，先确定从动齿轮(即刀片主轴)平均角速度(等于，即图9—16中的直线1)，由于被动椭圆齿轮的角速度呈周期变化(图9—16中曲线2)，其值与主动椭圆齿轮转角有关。根据匀速要求，应使剪切时飞剪主轴的瞬时角速度等于根本角速度，即满足下式要求

椭圆齿轮啮合位置的转角要加以调整，使在剪切轧件时两椭圆齿轮在转角处啮合(图9—16)。因此，需在飞剪主轴与椭圆齿轮匀速机构之间装设离合器。调整时，先将飞剪上下刀片停在剪切位置，然后使离合器脱开，将主动椭圆齿轮转到的转角后，再将离合器合上即可。上述的双曲柄和椭圆齿轮匀速机构，由于飞剪主轴速度不均匀，在飞剪中会产生较大的动力矩，需增加飞剪电动机功率和飞轮力矩。目前有以径向匀速机构取代双曲柄匀速机构的趋向。3．径向匀速机构在轧件运动速度不变情况下，要改变定尺长度，必须改变飞剪主轴转速。径向匀速机构是在飞剪主轴作等速运动时，能使刀片的轨迹半径(即曲柄半径)相应地在和范围内变化(图9—17)，来保证剪切时刀片水平分速度与轧件运动速度一致。假设近似地以刀片圆周速度钞作为刀片的水平分速度，那么剪切时刀片与轧件运动速度的同步关系可表示为由此得(9—26)式中——刀片轨迹半径；——飞剪主轴转速。当空切系数=1时，剪切轧件的定尺长度为=(9—27)设=1、=时轧件的定尺长度为根本长度，此时，飞剪主轴转速为根本转速，那么由上两式可得为了减小定尺长度，就要增大飞剪主轴转速礼，同时要相应地减小刀片轨迹半径。飞剪主轴转速的变化范围为=(j～2)，与之相应的刀片轨迹半径就应在R=(1～0．5)范围内适当调节。由式(9～27)和式(9—29)可得剪切轧件的定尺长度调节范围为=(1～0．5)或／=(1～0．5)(9—30)式(9—30)所表示的定尺长度调节范围，用图9一10表示那么在直线0A与0C之间。采用径向匀速机构克服了双曲柄匀速机构的缺点，飞剪的动力特性较好。但是，径向匀速机构的结构较复杂。第三节飞剪机结构飞剪一般应包括剪切、调长、匀速、剪刃间隙调整和传动系统等机构。其中剪切机构、剪切长度调整机构(空切机构和变速机构)、匀速机构是决定飞剪特点的三个主要机构。常见的飞剪结构类型较多，下面分别介绍几种不同类型飞剪的工作原理与结构特点。一、双滚筒切头飞剪图9—18所示双滚筒切头飞剪装设在1700热连轧机精轧机组前面，用来剪切轧件的头部和尾部，由于只用来切头、切尾，故没有设置切长调整机构和匀速机构。飞剪的剪切机构由各装着两把刀片的两个相对转动的滚筒组成。每个滚筒上的两把刀片15刃口皆为弧形，其圆弧半径为19329．4mm。每把刀片用8个螺栓和压板固定于滚筒的槽口中，一个滚筒上的两把刀片位置相差180°。切头刀片可使轧件端部呈外凸圆弧形，以减少轧件咬入时的冲击负荷。切尾刀片使轧件尾部也呈外凸圆弧形，以减少轧后轧件的鱼尾长度。刀片A、B分别用来剪切头尾，其运动路线如图9一19所示。不剪切时，刀片停在水平位置。当轧件需要切头时，飞剪起动使刀片A旋转90°进行剪切，滚筒转动180°制动停止。需要切尾时，由于此时轧件运动速度比切头时要大，因而切尾时刀片B的角位移要大于90°。飞剪起动后先使滚筒反转一定角度，再正转进行切尾，切尾后刀片旋转到水平位置制动停止。上下两滚筒采用四列圆柱滚动轴承。由图9—18可知，装在滚筒轴传动端的同步齿轮5为斜齿轮，故在操作侧装有双向止推轴承，承受轴向力。为了便于快速更换刀片，轴承座14采用整体式。当要更换刀片时，先松开压紧楔块8，然后由更换滚筒装置(类型更换轧辊装置)将轴承座与滚筒一起从飞剪机架窗口中拉出并横移，再将另一套已装配好并已调整好刀片侧隙的滚筒和轴承座推入机架，用压紧楔块8将轴承座压紧。这一结构型式的另一优点是机架不承受剪切力。机架采用钢板焊接结构。刀片侧间隙调整装置示于图9—20，这是下滚筒操作侧端部放大图。止推轴承内座圈通过端盖6与轴套固定在滚筒轴承压盖2的端部，止推轴承外座圈那么安装在带螺杆的轴承套3内，并通过端盖11和螺栓固定。带螺杆的轴承套3安装在带外螺纹的中间套筒1内。中间套筒1的外螺纹与外套筒4的内螺纹相啮合。而外套筒4那么套装在轴承套3的螺杆上，并用螺母将其固定。为了消除外套筒4与中间套筒1之间的螺纹间隙，在外套筒4端面装有四个锁紧螺钉8。上下滚筒的同步齿轮由于采用斜齿轮传动，当一个斜齿轮作轴向移动时，必然推动与其相啮合的另一个斜齿轮作相应的角位移，使一个滚筒相对另一个滚筒转动一个角度，从而改变上下滚筒刀片之问的侧间隙。显然，在调整刀片侧问隙时，要先松开锁紧螺钉8，再转动外套筒4。由于中间套筒1固定在轴承座上，外套筒4就相对中间套筒1作轴向移动，并通过轴承套3、端盖11和滚筒轴承压盖2带动滚筒及径向滚动轴承内座圈一起作轴向移动，实现刀片侧间隙调整。刀片侧间隙调整后，还要使刀片圆弧对齐。这是通过松开刀片固定螺栓后，沿轴向移动刀片来实现的。由于在滚筒上装有两把刀片，而当一对刀片用上述方法调整好侧间隙后，就不允许滚筒再有轴向移动，故另一对刀片侧间隙的调整只能用增减垫片的方法来调整。刀片侧间隙的调整和测量是在机架外进行的。齿轮传动假设在无侧间隙情况下工作，可减少和消除冲击负荷。此飞剪上下滚筒的同步齿轮是通过加长齿宽和提高齿轮加工精度来消除齿隙影响的。在某些飞剪上，为了改善上下滚筒同步齿轮的工作性能，被动轴上齿轮往往采用主副齿轮结构。如图9—21所示，从动轴上齿轮作成主副齿轮，主齿轮1与轴用键固定，而副齿轮2那么与主齿轮1的轮毂滑动配合。主副齿轮通过压装在主齿轮轮毂上的销钉5及压装在副齿轮上的销钉6与弹簧4相联，主副齿轮l和2同时与装在主动轴上的齿轮3啮合。在弹簧4的作用下，使主齿轮和副齿轮的齿面，分别压在主动轴齿轮3的工作面与非工作面上，这就保证了上下滚筒的同步齿轮在无侧隙下工作。二、双臂杆飞剪1．飞剪结构与剪切过程图9—22所示为一台小型轧钢车间用双臂杆飞剪，用来把30mm以下的成品棒材于进入冷床前进行分段剪切。飞剪主要由主电机(带测速发电机与通风机)、齿轮箱、双臂杆剪切机构、气路系统等部件组成，它们安装在共同的底座上。高速轴上带有飞轮，与主电机4(55kW、750r／min、Z2102直流电机)相连接，作连续运转。高速轴上小齿轮与固定在空心轴13右端的大齿轮相啮合，空心轴左端装有气动离合器。空心轴通过滚针轴承空套在下转轴12上。上转轴10的左端装有气动制动器8(制动器外壳用定位销紧固在飞剪齿轮箱上)及接近开关7，上下转轴间用=l的两齿轮啮合，两转轴右端装有带有剪切刀片的双臂杆，作转动剪切。刀片回转半径390mm，剪切速度为4～12m／s。飞剪起动后，主电机经减速齿轮带动离合器外壳处于连续运转状态。剪切时由飞剪前面的热金属检测器发出剪切信号给电磁阀，然后按以下程序完成一个剪切周期：电磁阀(接通)一气动制动器8(翻开)一气动离合器14(合上)一齿轮、转轴、一双臂杆转动、实现剪切；切断后，上转轴左端的接近开关发出信号指令电磁阀换向；电磁阀(换向)一离合器(翻开)一制动器(合上)，一双臂杆迅速而准确的制动在原始位置上。飞剪的剪切速度必须保证大于轧件速度，由调整主电机的转数来实现。剪刀片的原始位置按轧制速度的变化随时调整，操作方法是调整接触开关的感应片位置。飞剪在运行过程中全部实行自动操作与控制，每条轧件除了切头由热金属检测器指令进行外，其余分段剪切均由延时继电器自动延时进行。2．气动离合器气动离合器与气动制动器的结构根本相同，它们都由外壳内的内、外摩擦片，隔热板和气囊等局部组成(图9—23)。气囊3为一空心扁圆断面的胶皮圆环，一端与气路联接，另一面紧贴隔热板9。外摩擦片11圆周上带外齿，与外壳4的内齿啮合，内摩擦片10带内齿，与空心轴上以键固定的齿套8相啮合。当气囊充气(压缩空气)时，压紧内、外摩擦片，通过摩擦力传递转动力矩。为了排气迅速及消除噪音，在气囊和气路连接处装有快速排气阀2和消声器1。此外，在回转通风接头7上，还可通冷却风，用以改善摩擦片的散热条件。三、施罗曼(曲柄摇杆式)飞剪惯性力大的固有特性，限制了摆式飞剪剪切速度的提高。为了克服这一缺点，施罗曼公司对摆式飞剪从结构上作了改良，把上刀架与主动曲柄相连，并增设了平衡惯性力的配重。这种改良后的飞剪称为曲柄摇杆摆式飞剪或施罗曼飞剪，是一种结构紧凑的新型带钢定尺飞剪。装设在连续式冷轧带钢车间横切机组中的飞剪系统，除飞剪本体外还包括输入设备。带钢由侧导向辊对中，并引导进入矫直机，矫直后的带钢经定尺夹送辊与皮带导板台送入飞剪剪切。各设备之间的速度调整都是自动进行的。定尺夹送辊与飞剪均装有脉冲发送器。这两个脉冲信号同时输入自动控制系统进行比拟，根据信号比拟结果，可通过液压马达微调夹送辊速度，以获得高精度的剪切定尺长度。此飞剪实现了全部自动化操作，根据剪切定尺长度要求(数字输入)，由计算机计算并调整飞剪各有关参数(飞剪与定尺夹送辊间速比、曲柄半径、空切次数等)。这些调整工作是在飞剪停止运转、剪刃处于剪切位置时进行的。各项参数调整好以后，便有信号显示，通知飞剪可以起动进行剪切。除自动化系统外，还设有手动操作系统。1．剪切机构此飞剪的剪切机构简图表示在图9—24上，上刀架1与下刀架2通过枢轴4连接起来，枢轴4有调整剪刃侧间隙的偏心()。下刀架(即摇杆)以为中心摆动。下刀架的摆动中心处装有空切用液压偏心套5及空切用机械偏心轴6。曲柄3的半径是可调的，为最小半径，为最大半径。通过改变曲柄转速与半径大小的方法得到不同剪切定尺长度(即采用径向匀速的方法)。曲柄3以为中心旋

转，通过枢轴4带动下刀架2以为中心摆动，当不空切时，剪切机构为曲柄摇杆四杆机构(图9—24)，此时上下剪刃按简单的轨迹运行剪切轧件。剪刃侧间隙可通过调整装置7，转动联接上下刀架的偏心枢轴4来调整。2．匀速机构图9—25为曲柄摇杆摆式飞剪机组成局部示意图，其曲柄半径可以通过调整装置改变其大小。调整装置由液压马达及蜗轮减速机传动。飞剪的径向匀速调整装置如图9—26所示，曲柄半径R的大小决定于偏心EK与EL的相位角。当EL转动75°时，那么曲柄半径自减小为。

在图9—26a中，当上剪刃处于下极限位置时，定位油缸1的活塞下降使辊子推人定位凸轮2的凹槽内，使曲柄轴3定位。接通液压管路a，推动柱塞圆盘4向右靠；接通液压管路c，推动带孔圆盘5向右靠，径向齿轮离合器6脱开，此时带孔圆盘5已与柱塞圆盘4由联接销轴7连接成整体。液压马达通过蜗轮减速机及小齿轮8带动内齿圈9，从而使柱塞圆盘与带孔圆盘以o8为圆心旋转一定角度(即转动偏心EL，改变EK与EL间的相位角)，直到符合定尺长度所要求的曲柄半径为止。半径调位以后，接通液压管路b、d使联接销轴7脱开，径向齿轮离合器6合上，定位油缸1的活塞上升，辊子退出凸轮2的凹槽，飞剪处于可工作状态。只调匀速机构(相应改变主轴转速)，得到的定尺长度调节范围较小，按式(9—30)为：L=(0．5～1)Lj即L=0．5～lm3．空切机构当剪切定尺长度超过根本定尺长度后，就需要用空切机构来到达剪切倍尺长度的要求。空切机构由空切机械偏心和空切液压偏心两套机构组成。当空切机构都投入工作，剪切机构就成为六杆机构(图9—24c)。

如图9—25所示，空切机械偏心轴由飞剪电动机通过传动齿轮与空切变速齿轮箱15传动。当离合器推向左面时，曲柄与空切偏心轴的转速比为2:l，此时曲柄转两圈剪切一次，郎剪切长度为两倍根本长度；当离合器推向右面时，曲柄轴与空切偏心轴的转速比为4:1，此时曲柄转四圈剪切一次，即剪切长度为四倍根本长度。由于机械偏心O3是绕O2，旋转的，当O3转到最低点时，下刀架下降是不能剪切的。当剪切长度超过四倍定尺长度时，液压偏心投入工作。由旋转液压缸19使偏心套22以O3为中心往复转动150°，旋转液压缸的运动根据剪切长度所需要的空切次数，由电气联锁控制(图中18为仿型器，即旋转凸轮开关)。由于下刀架固定在偏心套上，当偏心套的中心O4绕O3旋转而下降时，下刀架也随之下降，因而土-下剪刃不会相遇，即不能剪切。由此可见，无沦机械偏心还是液压偏心，只要其中任何一个未处于最高位置，飞剪就只能空切。液压偏心也投入工作，可实现8倍切或16倍切，故此飞剪实际剪切定尺范围为0．5～16m。四、哈尔登滚筒式定尺飞剪图9—27、9～28所示为哈尔登滚筒式定尺飞剪，装设在1700冷连轧厂电镀锡机组中，用来将厚度为0．12～0．55mm、宽1050mm的镀锡带钢剪切成定尺长度为400～1200mm的板材。剪切精度可达±0．8mm。1．结构组成(图9—27)滚筒式定尺飞剪主要由剪机本体和送料矫直机9两大局部组成，其中包括主传动变速箱2和矫直机传动箱以及无级变速器12，都装在一个整体底座上。附属局部包括自动干油站8和稀油润滑系统14以及润滑油冷却器15等。直流主电动机1经主传动变速箱2通过其输出端的离合器5与上下滚筒分配齿轮6相接，分别带动上下滚筒。送料矫直机由十三

个矫直辊和两对送料辊组成，皆由矫直机齿轮分配箱传动。2．切长调整哈尔鼙飞剪没有空切机构，而且飞剪本体和送料矫直机共用一台直流电动机驱动，剪切长度L只能通过调节滚筒转速和轧件夹送速度采实现。由公式(9一14)(式中应为1)可知，改变电机至滚筒轴的传动比与电机至送料辊的传动比的比值，就可改变剪切长度。飞剪有三个手柄J-1、A、J，以长拉杆操纵主传动变速箱内的齿轮离合器，改变变速齿轮的位置。三个手柄可分别位于1、2、3、4；A或B；X或Y不同的位置，不同的组合得到不同的长度。如改变变速档J-1(1、2、3、4)，可使电机

至滚筒轴的速比得到四个不同的值；通过改变变速档A(A、B)和J(X、Y)，可使电机至送料辊的速比in得到四个不同的值，因此／0有16个比值，即可剪切16种定尺长度(相当于粗调)。为了实现无级调整剪切定尺长度(相当于细调)，在电机至送料辊的传动系统中，设置了差动轮系和链式无级变速器(P、I、V)12。由差动轮系的原理可知(9—31)式中——输出轴角速度；——输入轴角速度；——转架的角速度，当其方向与方向相反时取正号，反之取负号。只要变化差动轮系转架的转速，就可改变送料辊转速，即改变了0。带动转架转动的无级变速器可在一定范围内无级变化转架的转速，因此可以无级改变0，微调每一个0，即可将每一个定尺长度扩展为一个尺寸段。手柄位置实际上采用了11种组合，即得到11个尺寸段。这样，在剪切定尺长度L=400～1200mm范围内，可以任意调整剪切长度。手柄位置的不同组合，其相应的剪切长度范围如表9—l所示。

3．匀速机构用上述方法改变剪切长度后，必定出现轧件夹送速度与剪刃剪切瞬时水平分速度不一致，因此，哈尔登飞剪采用r椭圆齿轮作为匀速机构，以保证同步剪切轧件。调整过程如下(见图9—2