擺剪剪切動作分析

連鑄機(jī)擺剪剪切動作分析 摘要： 由于最初設(shè)計回程角錯誤，擺剪經(jīng)常發(fā)生頂剪事故。本文經(jīng)擺剪曲軸角度分析發(fā)現(xiàn)問題并將回程角由 270修改為 300后，擺剪運(yùn)作良好，沒有發(fā)生過頂剪事故。既保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行，也保證了設(shè)備的可靠性，延長了設(shè)備的使用壽命。 前言 武鋼 CSP 廠連鑄機(jī)是 兩機(jī)兩流板坯連鑄機(jī) ，弧形半徑 3.25 米，澆注寬度900mm-1600mm，設(shè)計最大拉速 8m/min，鑄坯剪切裝置為擺動剪，由三級減速機(jī)驅(qū)動，剪切時由上下剪刃相對運(yùn)動實現(xiàn)剪切 ，為了配合板坯的運(yùn)動，剪切時由擺動油缸帶動擺剪框架沿澆注方向 運(yùn)動 。其主要參數(shù)如下： 最大剪切力 12400KN 剪切次數(shù) 8次 /min 上刀頭沖程 140mm 下刀頭沖程 180mm 上刀頭 5.5 凹形 ，凹面 60mm 下刀頭 平直，凸面 最大開口度 253mm 下剪刃離板坯高度 50mm 刀頭寬度 1800mm 擺動速度，變量饋送 0-8m/min（與帶坯速度同步 +前置） 擺動速度 -回退，最大 8m/min 1 擺剪的結(jié)構(gòu) 擺剪主要由上下剪刃組成 ，上下剪刃固定在刀架上，刀架由曲軸帶動，曲軸一 端 聯(lián)接減速機(jī)。 曲軸軸承中心點(diǎn) O，上剪刃軸中心 O1，偏心距 70mm，下剪刃軸偏心 O2，偏心距 90mm， 當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)動時， 下剪刃向上運(yùn)動， 上剪刃 在 下剪刃框架的滑道內(nèi) 向下運(yùn)動，由剪刃 在滑道內(nèi) 的相對運(yùn)動實現(xiàn)對板坯的剪切。 圖 1 擺剪曲軸 1：上剪刃軸 2：下剪刃軸 3：刀架軸承座 4：減速機(jī)連接軸 2 擺剪剪切動作分析 2.1 曲軸動作 特殊角度分析（不含擺動） 原始位置：當(dāng)擺剪曲軸處于原始位置時，上下剪刃處于開度最大狀態(tài)，即 上剪刃處于最上端，下剪刃處于最下端，此時開口度最大為 253mm，板坯可以任意通過擺剪 。 轉(zhuǎn)動 90： 當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)動 90時，三條中心線處于同一平面上，即，上剪刃 向下運(yùn)動一個偏心距 70mm，下剪刃向上運(yùn)動一個偏心距 90mm， 剪刃開口度為： 253-70-90=93mm 由于下剪刃距板坯下表面為 50mm，所以此時板坯被下剪刃抬高 40mm，若以板坯為 70mm計算上剪刃與板坯上表面距離： 93-70=23mm， 剪刃與板坯接觸：當(dāng)上下剪刃均與板坯相接觸時，即通過 90后，上下剪刃 開口度為 70mm， 若以上下剪刃的偏心距為半徑做圓尋找接觸點(diǎn)如下 ， 圖 2 剪刃與板坯接觸 OA+OB=23mm， OA=r*cosa , OB=R*cosa 即：（ 70+90） *cosa=23mm， a=81.74 即上下剪刃均接觸板坯時曲軸旋轉(zhuǎn) 180 -81.74 =98.26 即：上剪刃向下運(yùn)動 80.0625mm，下剪刃向上運(yùn)動 102.9375mm 理想剪斷板坯 時曲軸 轉(zhuǎn)角：在理想狀態(tài)下板坯被上下剪刃剪斷，即上剪刃 1最 高 點(diǎn)與下剪刃 2的 剪刃 平面相重合，如圖： 圖 3 最大開口度 圖 4 理想剪切完成 擺剪完成一次剪切必須 剪斷板坯， 剪 斷板坯的 理想 角度值 就是在上下刀刃 的最高點(diǎn)重合的角度。即上下剪刃總行程為 253+60=313mm，以圖 2計算：OA+OB=153mm， OA=r*cosa , OB=R*cosa 即：（ 70+90） *cosa=153mm， a=17.011 即當(dāng)偏心軸旋轉(zhuǎn) 180-17.011=162.989時，上下剪刃的最高點(diǎn)重合， 板坯理想狀態(tài)下被剪斷。 此時：上剪刃運(yùn)動距離為 136.937mm 下剪刃運(yùn)動距離為 176.062mm 剪刃最大行程點(diǎn)：當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)動到 180臨 界點(diǎn)時 ，上剪刃達(dá)到最大行程值 140mm，下剪刃達(dá)到最大行程值 180mm。 圖 5 最大行程，剪刃重合 上下剪刃均達(dá)到最大行程時，上下剪刃總行程為 320mm，則剪刃最大重合為320-253=67mm，最小重合為 67-60=7mm，但由于制造及安裝存在間隙，所以實際重合值不是 67mm和 7mm。 2.2 框架回程角度 擺剪在剪切過程中伴隨著框架的擺出和回程， 當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)超過 180時，擺剪上下剪刃開始 脫開 回位 ，在剪切之前板坯與上剪刃接觸是在 98.26，那么板坯與上剪刃脫離是在 261.74，由于剪后板坯的加速與框 架的加速有滯后，此時，下剪刃還沒有完全處于板坯下表面之下，因此，剪刃會拖住剪后板坯回位，也會在板坯下表面造成劃痕，原先設(shè)定在 270時框架回位， 如圖 6，上剪刃 從原位 T到 C ，行程為 70mm，下剪刃從原位 B到 D，行程 90mm，此時開口度為253-70-90=93mm，下剪刃離原位為 90mm50mm（下剪刃與板坯下表面距離），板坯也可能頂剪刃。 圖 6 270時行程 圖 7 300時行程 為了保證下剪刃在