滚切式定尺剪剪刃间隙调整机构原理及改造

徐向岐

摘 要：滚切式定尺剪的剪刃间隙调整机构是由一台变频电机、四套蜗轮机构、四根丝杠、四组楔块组和四组弹簧装置组成，电机带动动蜗轮机构，蜗轮旋转带动与蜗轮装配的丝杠做垂直运动，丝杠的另一端与楔块组的移动楔块连接，弹簧压紧装置紧压着上刀架，消除了上刀架与楔块之间的间隙。当丝杠做垂直运动时，带动移动楔块做垂直运动，通过改变楔块组的厚度，改变上刀架水平方向的距离，从而达到调整剪刃间隙的目的。通过对定尺剪滑板和键的改造，提高滑板和键的使用寿命，降低定尺剪设备故障。

关键词：定尺剪；滑板；键

1 剪刃间隙调整机构机械运动原理

滚切式定尺剪的剪刃间隙调整机构主要由一台变频电机、四套蜗轮机构、四根丝杠、四组楔块组和四组弹簧装置组成，它是滚切式定尺剪一个重要的组成部分。它与定尺剪的机架、减速箱、前面板、弹簧压紧装置共同作用，才能达到调整定尺剪上下剪刃之间距离的目的。

定尺剪的剪刃间隙调整机构机械运动原理如图1-a和图1-b所示：

定尺剪两侧的机架（4）是固定在地面基础上的，机架（4）把减速箱（5）、下剪台和前面板（7）固定在一起，形成一个稳固的不动体，下剪刃（12）安装在下剪台里，故下剪刃也是固定不动的，为了调整上下剪刃之间的距离，即剪刃间隙，就要求上剪刃（13）能够在水平方向上移动，而剪刃间隙调整机构与定尺剪各个装置共同作用，就可以达到调整定尺剪上下剪刃之间距离的目的。

由电机（1）带动与电机连接的齿轮箱，齿轮箱通过联轴器（3）带动蜗轮机构（2），蜗轮旋转带动与蜗轮装配的丝杠（6）做垂直运动，丝杠（6）的另一端通过螺母（18）与楔块组的移动楔块（17）连接，弹簧压紧装置紧压着上刀架（14），消除了上刀架（14）与楔块之间的间隙。当丝杠（6）做垂直运动时，带动移动楔块（17）做垂直运动。由于弹簧压紧装置紧压着上刀架，上刀架紧压着带键楔块（16），所以移动楔块（17）的垂直运动，改变了由带键楔块（16）和移动楔块（17）组成的楔块组的厚度，即改变了上刀架水平方向的距离，从而达到了调整剪刃间隙的目的。

弹簧压紧装置由弹簧压盖（11）、弹簧（10）和压紧块（19）组成，弹簧压盖（11）固定在前面板（7）上，前面板（7）固定在机架（4）上，弹簧（10）在受到弹簧压盖（11）的压力后，就把压力传递到与上刀架紧密接触的压紧块（19）上。压紧块（19）把压力继续传递到上刀架上，上刀架由通过带键楔块（16）把压力传递到移动楔块上，移动楔块把压力传递到与之紧密接触的减速箱上，由于减速箱是固定不动的，所以，前面板与减速箱之间的零部件（压紧块、上刀架、带键楔块、移动楔块等）在受到弹簧的压力的作用下，消除了各个零部件接触面的间隙。

由于上刀架要在压紧块与带键楔块之间做滚切式剪切运动，为了减小上刀架与压紧块和带键楔块之间的摩擦力，在上刀架上安装了钢滑板，在压紧块和带键楔块安装了带自润滑材质的耐磨滑板（14）。

为了使带键楔块在水平方向上可以移动，二垂直方向上不能运动，在带键楔块上安装键（15），键通过螺栓固定在楔块（16）里，键外露部分安装在减速箱上的键槽里，这样就满足了带键楔块既可以在水平方向上移动，又不能在垂直方向上运动的要求。

2 剪刃间隙调整机构在实际使用过程中存在的问题

由于耐磨滑板和键拆除时，必须拆掉夹送辊装配、前面板和上刀架等较大的零部件，还必须拆除与定尺剪钢板压紧装置有关的油管，拆卸、安装一次滑板和键，直到定尺剪检修后试车，需要连续工作70多个小时，費时费力，影响生产节奏。

在定尺剪设备实际使用过程中，耐磨滑板和键容易损坏，从2006年11月到2007年4月滑板和键共损坏3次，其中耐磨滑板使用寿命最短的一次为1个月，每次都是键碎裂、带键的楔块向下做运动，间隙无法满足生产需要，拆开后，发现固定滑板的螺栓断折，螺栓头部在滑板上有深度划伤，使滑板不能使用，而所用的备件均为进口备件，经过分析，认为原设计的滑板固定方式、滑板、键、弹簧力等设计存在问题，通过对键、耐磨滑板、弹簧力等关键件进行了改造，解决了问题。

3 改造方案

原设计耐磨滑板底座为一块整体式，在定尺剪进行剪切时，固定滑板的小螺钉容易因受力而松动，掉出的螺钉在耐磨滑板与钢滑板之间滚动，给耐磨滑板造成很深的划伤，使滑板无法使用，经过重新计算，设计，把滑板底座做成两块，每块滑板底座与相应的耐磨滑板做成整体式，然后把滑板底座安装到楔块上。两块滑板底座的长度尺寸和与原设计的滑板底座长度尺寸相同。

对于损坏的键进行了研究，发现每次键所开裂的位置基本相同，都在螺栓孔边缘的位置，通过实验，把键的材质改为铜材质，以提高强度。

经过对压紧装置的研究，对滑板损坏，键裂等原因分析，滑板、键损坏还与压紧装置的弹簧力有关，通过重新计算弹簧压紧力，在满足生产需要的条件下，对每一个弹簧的弹簧压盖加10mm的垫片，降低弹簧的压缩量，降低压紧装置的压力，降低钢滑板与耐磨滑板之间的摩擦力。

1.改变键（7）的材质，把原来设计的铜锌合金的键材质该为铜材质，改变材质前后的键外形尺寸不变，再把键安装到楔块上。

2.改变耐磨滑板（4）的结构，把原来一块整体的滑板，改为两块分体的滑板，用带螺纹紧固剂的滑板螺栓进行紧固，而滑板的外形总尺寸不发生变化，不需要修改其它配合件的尺寸，再把滑板安装到前面板上，满足使用要求。

3.在弹簧压盖（1）下面加10mm厚的弹簧压盖垫片（10），增长弹簧压盖螺栓10mm，加垫之后，每个弹簧力减小32.86KN，每块滑板受力减小95.58KN，减小了耐磨滑板与刚滑板之间的压力，从而提高了滑板的使用寿命。

4 改造后的使用效果

在改造之后，定尺剪的滑板和键使用寿命明显加长，滑板和键造成定尺剪停切的故障时间降低为零。从2007年4月改造之后到2016年5月为止，键未发生过碎裂现象，滑板没有深度划伤，也未发生过掉落现象。滑板和键使用寿命比原来提高4-5倍。

5 小结

滚切式定尺剪剪刃间隙调整机构机械设计原理简单，由于弹簧压紧装置的作用，消除了前面板与减速箱之间各个零部件的间隙。由于移动楔块的垂直运动，引起了楔块组的水平方向厚度的变化，从而达到了调整剪刃间隙的目的。剪刃间隙调整机构的耐磨滑板与键的作用十分重要，通过实际使用过程中所出现的问题，对滑板外形和键的材质进行改造，提高了定尺剪滑板和键的使用寿命，提高了定尺剪设备的可作业率，为公司降低了成本，提高了产能。

参考文献

1.王海文. 轧钢机械设计. 北京：机械工业出版社， 1983：54-60

2.邹家祥. 轧钢机械. 北京：冶金工业出版社， 2000：291-292

3.刘月洋. 滚切式定尺剪简介.重工与起重技术，2008，（3）：23-27