1700mm铝箔分切机剪切装置的改进

江开伦，商 雨

(中铝西南铝板带有限公司， 重庆 401326)

1700mm铝箔分切机是生产0.08mm～0.2mm厚度空调箔和装饰箔的主要设备，该分切机原剪切装置结构复杂，在实际生产中存在较多问题：剪切装置中心传动的速度和卷取、开卷速度难以达到良好匹配，造成铝箔表面划伤；上下刀及刀架结构不尽合适，刀轴装拆不方便，生产中经常造成带材边部卷边；上下刀的传动比固定不可调，造成大刀径时上下刀接触部位相对速度过大，使刀具磨损过快，带材边部易形成毛刺。

1 剪切方式的改变

如图1所示，原1700mm铝箔分切机传动分为开卷传动6、中心传动3、卷取传动2。分切机工作时，由卷取传动电机2带动卷取轴1卷取铝卷材，开卷传动电机6产生反向力矩形成制动，从而在卷取和开卷之间建立起所需带材张力。如果中心传动3的速度调整不合适，中心传动辊8、下刀轴4和带材就会发生相对滑动，在带材表面产生划痕。为了解决这一问题，本方案取消中心传动，让导辊和下刀轴成为自由状态，由带材和辊轴间的摩擦力带动剪切装置旋转，由带材张力带动剪切装置形成被动剪切(即拉剪)，改变后带材在头尾升减速小段偶尔有轻微打滑现象(该段为用户非成品段)，成品段再没有出现带材在导辊及下刀轴上打滑损伤带材表面的问题。

2 上刀轴承座和上刀进刀机构的改进

图2为改进后的上刀轴承座和上刀进刀机构。①上刀轴承座改为扣盖的方式，换刀时，用手拧开螺母即可翻开上刀盖装拆上刀轴；②将原来靠调节蜗杆的进刀机构改为可以直接搬动的进刀手臂来进上刀或调节进刀量的机构，搬动进刀手臂1，通过上刀轴转轴3带动上刀轴5转动，实现上刀的进退刀；③锁紧定位装置2，当上刀进到位后，放下手柄，定位销在弹簧的推动下，插入定位孔，实现上刀的精确定位。

3 上刀架结构的改进

原上刀架为开口式设计，用螺钉收小开口来把上刀架固定在上刀轴上，蝶形刀片背面无补偿弹簧。改进后的上刀架(图3)由偏心环1、滚动球2、上刀3、弹簧4、挡圈5、刀架体6等构成。偏心环装在有偏心槽的刀架体中，当上刀和下刀装配好后，转动刀架体，偏心环就会把刀架体紧固在上刀轴上。

由于碟形上刀片和下刀采用的是无缝剪切，工作时，上刀和下刀需要紧贴。装配时，当下刀把上刀推开脱离挡圈后，上下刀的接触压力等于上刀对弹簧的轴向推力F2乘以力臂系数，由于力臂系数是两力臂的比值，是固定不变的，因此，分析弹簧的受力，就可求出上下刀的接触压力。

如图4所示，由F2=N×sinα，F1=N×cosα，得出：F2=F1tgα；式中，F1为弹簧的径向合拉力；F2为弹簧对上刀的轴向推力；N为刀架体对弹簧的正压力。上下刀接触压力的大小直接影响带材剪切后的边部质量，接触压力过大，会使刀具磨损加快，接触压力过小，卷材边部易产生卷边。由F2=F1tgα可知，角度α一定时，调整弹簧的径向合拉力F1就可以调整弹簧对上刀的轴向推力F2的值，弹簧的径向合拉力F1取决于弹簧的弹性系数和变形量，选用合适的弹簧参数达到最好的剪切效果。

4 上下刀传动的改进

原设计上下刀轴为固定齿数斜齿传动，为了保证最小直径的上刀线速度大于下刀线速度，给定上下刀轴一个固定的较大的传动比，斜齿在工作中会产生一个轴向力，使上刀轴形成轴承游隙范围内的轴向窜动。现改为上下刀通过上刀轴和下刀轴上的两个直齿轮同步传动，随着上刀直径的减小，可以更换配对齿轮来保证上下刀的重叠量和线速度比值在一定范围内。

工作中，由于上刀自身磨损和钝后的修复磨削，上刀的刀径会逐渐变小，i值也会变小。为了保证i值尽可能稳定在一定范围内(i值过低，实现不了上刀在带材上划切，带材边部易产生卷边；i值过高，刀具磨损加快，带材边部易产生毛刺)，且刀片重叠量有一定的调节余地，选用了3段上刀直径的配对齿轮供选配。上刀直径D1和上下刀接触部位的线速度之比i的关系见图6，i值的阶跃是更换上刀齿轮产生的，上刀和下刀的传动参数见表1。

表1 改进后的直径、齿数、速差对比表

Tab.1 Comparison of improved diameter, tooth number and speed difference

D1/mmD2/mmZ1/齿数Z2/齿数模数i105.0～103.5105333531.061～1.045103.5～100.5105323531.078～1.047100.5～99.0105313531.081～1.065≤99报废上刀

5 结束语

1700mm分切机剪切装置改进后，该设备运行更稳定，在提高产品质量的同时，将原来换一次刀的时间由50min减少到15min，将原来每月4t～5t因剪切装置造成的废料减少到1t以下，同时，每年减少刀具费用2万元左右，达到了预期的改进效果。