型钢厂冷锯定尺精度研究与改进

摘要: 本文论述了了莱钢集团型钢厂冷锯机的结构和组成，分析了影响冷锯剪切精度的主要原因，并提出了提高剪切精度的措施。经过改进后，定尺剪剪切误差控制在3‰以内。

关键词：型钢 冷锯 研究

前言

山钢集团莱芜分公司型钢厂主要生产各种规格的H型钢，工字钢等产品。在产品定尺以及切头尾时，一般采用冷锯锯切。冷锯的主要作用是对成品进行定尺剪切、取样和尾料处理。型钢厂在生产过程中发现冷锯精度偏差较大，经常发生定尺、取样尺寸不准，导致产品成材率降低，影响企业效益。

本文主要分析了影响冷锯剪切精度的主要原因，并提出了解决方案。

1．设备特点及构成

新型冷锯的特点具有高刚性、高剪切精度、减少锯片的磨损、带弧度的上剪刃可以保证剪切无弯曲、剪切时间短，便于提高产量、锯片自动更换等特点。

该冷锯为滚切式，弧形上刀刃沿着直线型下刀片滚动实现剪切。主要组成部分有：机架、传动装置、刀架及剪刃固定装置、压紧装置、推尾装置、长度测量装置、摆动辊道、剪刃更换装置等组成。

主传动装置由上下可分的主减速机箱体、齿轮、齿轮轴及偏心轴组成，偏心轴的支撑轴承采用滑动轴承。主电机安装在剪机上部的平台上，由2台电机驱动，主电机和减速机之间设置有安全离合器。

锯片安装在上锯片盒中，由螺栓和锯片盒固定在一起，锯片盒和上刀架通过锁紧缸进行固定（叠簧锁紧液压松开）。上刀架通过两个连杆与两个偏心轴相连接，偏心轴的一端支撑在前面板上，另一端支撑在主减速机的箱体中。。

在冷锯机前的机架辊采用2段3点支撑结构，并设置了缓冲弹簧，当剪切时机架辊将被压下一定的距离，以减小剪切力对机架辊的影响。

为保证剪切质量，对于不同厚度的产品及材质必须进行间隙调整，剪刃间隙采用1台AC电机通过蜗轮、蜗杆和4组斜楔根据厚度强度等进行调整。采用单边斜楔调整，斜楔的比例为1:10。为保证最小间隙0.5mm，在调整机构上设有机械限位装置（一个螺母和定位销），当斜楔磨损后，可以通过手动调整螺母的位置以保证最小间隙。剪刃的间隙一般设定在板厚的10%左右，针对不同的钢种有所变化。为保证剪切过程中间隙的恒定，在剪机的前面板上设有12个弹簧共4组，消除剪刃上刀架和前面板及斜楔之间的间隙，每个弹簧的压紧力范围为172~195KN。压紧装置（Hold down device）由3组组成，安装在剪机的前板上，每组通过2个液压缸带动连杆在剪切时压住。尾部推出装置由5个推臂组成，安装在冷锯的前板上，能处理的最大废料长度为1100mm，每个推臂由1个液压缸控制。长度测量装置由剪机入口的测量辊及其支架组成，测量辊的尺寸为Ф190×30mm。测量辊用来测量分切板、切头长度。该辊应该有精确的周长，直接在钢板表面滚动，通过一个连接轴与一个脉冲发生器连接。测量辊离剪刃非常近，确保可以测量短板。测量辊上配有空气管，在工作过程中吹出稳定的气流。测量辊升降通过一个气缸动作来实现。

摆动辊道用于钢板的输送并配合剪切动作。采用单独传动，有6根辊子设置在一个框架上。在钢板剪切过程中，摆动辊道由液压缸控制上下升降。摆动辊道有3个位置，即剪切位置、正向運输位置及反向运输位置。

剪机牌坊、主减速机、马达平台、前板都为焊接钢结构，上刀架和连杆为铸钢，偏心轴、中间轴、齿轮轴为锻钢。

2.影响冷锯精度的原因

冷锯的剪切精度主要受测长辊、型钢位置检测等多种因素的影响，现将各因素具体分析如下。

2．1 测量辊使用一段时间后，由于测量辊本身的磨损，以及测量辊表面粘上异物等原因，可能会导致测量辊的实际直径发生改变，影响测量精度。

2．2 由于操作工无法清楚的看到冷锯中的型钢，不能对型钢定位进行直接的观察，这样操作就会造成剪切精度有误。

3．提高冷锯剪切精度的措施

3.1 为防止测量辊由于磨损或者粘上异物导致测长辊上下微幅弹跳或外径变大，影响测量精度，必须定期检查压缩空气的压力，防止压力过大导致测量辊与钢板碰撞过重，造成测量辊磨损。必须定期清洁、测量并标定测长辊外径。修改测量程序，当发现测量辊直径有所变化时，能通过程序人工设定测量辊直径，保证测量的准确性。

3.2 在冷锯剪切位置增加一监控摄像头。操作人员可根据监控画面，清楚的观察到型钢的定位情况，进行正确的剪切操作。冷锯前0.5m的位置增加一测长光栅。型钢经过锯片线后会触动该光栅，开始测长。将该测长数据写入剪切程序，将测量辊与光栅分别测量的数值在程序中自动进行比较。如果两者相差10 mm以上，程序自动取两者的平均值作为剪切数值。有利于提高剪切精度

4.结论

莱钢集团型钢厂针对生产过程中出现的冷锯剪切不准的问题，在原有设备的测量系统设计基础上，通过增加测长光栅、增加监控画面等方法对现场设备进行了改造设计，取得了良好的效果。实施上述改进措施后，成品剪切精度有很大提高，连续3个剪切精度偏差不大于千分之三。取得了良好的效果。

5.参考文献

[1]杜忠新. 定尺剪剪切精度的影响因素和改善措施 [J].中国重型装备, 2012(1):21-23

6.作者简介

陈新刚， 男 ，目前为山东省冶金设计院股份有限公司工程师，现从事冶金机械设备设计研究工作。