炉卷轧线圆盘剪剪刃间隙的简易标定方法

王满 尹曙昶 刘秀玲

摘 要：本文介绍了安钢炉卷轧线圆盘剪设备剪刃间隙的简易标定方法，通过操作画面上增加的“标零”按钮，实现了该处剪刃间隙的便捷标定，简化了标定过程，减少了标定时间，减轻了维护人员工作量，有着较好的经济效益。

关键词：炉卷轧线；圆盘剪；剪刃间隙；简易标定

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.027

0 前言

安钢第二炼轧厂炉卷轧线的圆盘剪及碎断剪，是用于将冷床区的下料钢板（25mm以下厚度）剪切为最终宽度并将剪切掉的板边进行分断的设备。

该处圆盘剪设备剪刃更换后，需要进行间隙的标定。

圆盘剪剪刃间隙调整，用的是现场的垂直调整由螺旋状的螺旋齿轮电机驱动，位置传感器是一个与蜗轮的低速轴联结的绝对编码器。

技术数具如下：

下剪刃垂直移动：0-80mm （等于旋转轴一半）

螺纹传动比：99.84：1

螺旋齿轮比比率：72：1

杆偏移量：40 mm

编码减压器：1：1

齿轮电机最高速度：1500rpm

编码器转速：1500*（99.84）=15 rpm

剪刃垂直速度：1500*（1/99.84）*（1/72）*40/60=0.14 mm/s

编码器旋转/剪刃垂直冲程：? /（1/72）=36

编码器脉冲/旋转：4096

编码器总计数：36*4096=147000pulse

剪刃缝隙位置精度：0.02mm

编码器读数精度：80/147000=0.00005mm/pulse

圆盘剪设备相关的标定有4个，分别是：固定侧垂直剪刃间隙、固定侧水平剪刃间隙、移动侧垂直剪刃间隙、移动侧水平剪刃间隙。

1 现状

原有的剪刃间隙标定，对于现场不同的间隙测量值，间隙标定值的计算需要对应不同的经验系数，且需要电气人员通过事先做好的Excel表格进行反算，从程序中给定，才能完成标定，较为耗时，繁琐。

1.1 垂直剪刃间隙的标定

①现场测量值X<1时：间隙调整相关的经验系数为1.0

计算中间值Y=（X+5.19）/1.0+剪刃直径/2-591

间隙标定值Z=ACOS（1-Y/40）*180/π*73

②现场测量值1≤X<2时：间隙调整相关的经验系数为1.025

计算中间值Y=（X+5.19）/1.025+剪刃直径/2-591

间隙标定值Z=ACOS（1-Y/40）*180/π*73

③现场测量值2≤X<3时：间隙调整相关的经验系数为1.038

计算中间值Y=（X+5.19）/1.038+剪刃直径/2-591

间隙标定值Z=ACOS（1-Y/40）*180/π*73

④现场测量值3≤X<4时：间隙调整相关的经验系数为1.045

计算中间值Y=（X+5.19）/1.045+剪刃直径/2-591

间隙标定值Z=ACOS（1-Y/40）*180/π*73

⑤现场测量值4≤X时：间隙调整相关的经验系数为1.05

计算中间值Y=（X+5.19）/1.05+剪刃直径/2-591

间隙标定值Z=ACOS（1-Y/40）*180/π*73

1.2 水平剪刃间隙的标定

现场测量值为X

计算中间值Y=X-剪刃直径/2+660

间隙标定值Z=ACOS（1-Y/40）*180/π*73

2 解决方案

事先计算好垂直剪刃间隙及水平剪刃间隙均为0时的间隙标定值，在程序中给定，并在相应的操作画面上增加“标零”按钮。

当圆盘剪设备为“维护”模式，且相应的剪刃为“手动”状态，现场将剪刃靠至零位时，点击画面上的“标零”按钮，程序中即会给出零位的设定值到画面上，完成相应的标定。

单一的标零操作，避免了先前需要操作人员现场测量间隙，报给电气人员，再进行反算，得出标定值后在程序中给定，需要考虑不同的间隙范围所对应的经验系数变化，易出错，且花费时间较长的情况。

3 效果对比

先前的剪刃间隙标定，需要电气人员和操作人员共同完成，单个剪刃间隙的标定，需要花费的时间约为20分钟，4个剪刃间隙的标定，需要80分钟左右。

原有的剪刃间隙标定，需要维护人员与操作人员一起，配合完成，且对维护人员要求相对较高，需要熟悉标定值的反算及程序的设定，而新的简易标定方法，由操作人员单方即可完成，不再需要电气人员配合，减轻了维护人员工作量。

新的从画面上“标零”操作的剪刃间隙标定方法，可以减少操作人员在测量间隙相对较大时塞尺的间隙误差，且从HMI上即可进行标定操作，更方便、快捷。

单个剪刃间隙的标定，可以压缩到5分钟左右，4个剪刃间隙的总标定时间为20分钟左右，效果明显。

4 经济效益计算

具体算法如下：

炉卷轧线年设计产量为110万吨，每年生产天数按330天计，机时产量为：1100000÷（330×24）=138.88吨，吨钢利润按300元计。

改造前，该处4个剪刃间隙的标定，花费时间为80分钟，改造后，花费时间减少至20分钟，每次可节约的标定时间为60分钟。

剪刃间隙的标定，一般都在检修时进行，个别时候，需要在生产中停车进行。该处设备需要在生产中停车进行更换的几率为1次/季度，每年需進行4次。

如此，改造后，每年可节约的停车时间为60*4=240分钟，4小时。

每年新增的经济效益为：138.88×4×300=166656元，即16.66万元。

5 结论

炉卷轧线圆盘剪剪刃间隙的简易标定方法改造，缩短了剪刃标定的时间，减少了操作人员在测量间隙相对较大时塞尺的间隙误差，免去了电气人员每次标定时都需要待命配合计算给定的工作量，且标定过程更方便、易用，减少了非故障停车时间，可以新增16.66万元/年的经济效益。

参考文献：

[1]DANIELI Rotary Edge Trimming Shear Functional Description.

[2]TMEIC nv series & V series Engineering Tool 4 Online Manual.

作者简介：王满（1983-），男，河南新乡人，本科，工程师，研究方向：冶金自动化。