铝冷轧机组碎边机原理结构及使用问题解决的分析

赵向东

（新疆众和股份有限公司 乌鲁木齐 830013）

1 前言

冷轧机组用于铝及铝合金卷坯的带材的不可逆轧制，使用来料厚度为6mm左右热轧卷，通过数道次的不可逆轧制，轧制为厚度为0.32mm 左右的铝带材，作为后续铝箔轧机生产铝箔的原料。

在铝板带生产过程中，当板带轧制到一定厚度后，需要对铝带进行切边，使铝带两侧边部断面平直、光洁，无裂纹、撕裂、夹层、毛刺、亮点等缺陷，以满足后续工序加工的要求。切边后的断面应光亮平整，边缘不得有较大毛刺，更不允许有穿透厚度的裂口，否则会导致后续轧制过程中铝带材从缺陷处撕裂并导致断带等轧制异常。

铝冷轧机组切边的主要设备是圆盘切边剪和碎边机等，安装在轧机的出口一侧，左右圆盘剪和碎边机的刀轴等共用一个机架，并能沿滑道同时向冷轧机组中心线移动，以适应不同宽度的铝带材。圆盘剪的两对刀盘呈悬臂式布置，铝带材轧制到需要切边的约0.6mm 厚度时，将圆盘剪和碎边机通过传动机构调整到与铝带材宽度相适应的位置，铝带材穿过圆盘剪刃进行切边，切下的铝边随着轧制过程持续导入到碎边机刀刃间并被切为长度约为120mm左右的碎条并落入圆盘剪碎边机下方的收集箱中，实现了铝带材轧制过程中在线切边、碎边及碎条收集的工艺过程。

2 碎边机碎边原理及结构分析

铝冷轧机组碎边机为双滚筒式，上刀轴为悬臂式，通过在前后箱体内下刀轴上的齿轮传动。二个下刀轴通过一根长轴与传动机构连接，在下刀盘中心孔内装有滑键用以传递扭矩同时在切边时导向前后刀盘面对而移动。碎边机由一台5.5kw 的直流电机通过一台速比为3.55的减速机和联轴器传动碎边机的下刀轴，下刀轴通过齿轮传动上刀轴完成剪切碎边。传动电机自带ZYS-3A测速发电机，用测速发电机控制刀刃的圆周速度使之与轧制过程中的铝带材速度相匹配。

碎边机的圆柱形刀盘上装有三对斜刃剪，剪刃的固定采用斜锲压紧的方式，上刀轴装有螺纹副，用以调整剪刃的侧隙。上下刀轴的距离固定，上下刀轴的齿轮传动装有付齿轮机构，即上刀轴上的齿轮做成主副二片式齿轮，滚齿时一次滚成，装配时靠三个弹簧使二片齿轮错位以消除和下面主动齿轮啮合时的齿侧间隙，这种结构设计使得上下刀片之间的调好的侧隙不会改变，进而保证了上下碎边剪刃的侧隙恒定不变，最终保证圆盘切边剪切下的废边被持续导入碎边机并切断后落入碎边收集框，切边倒刺的轧制过程得以持续完成。

冷轧机组碎边机主要技术参数汇总表

3 冷轧机组碎边机的使用及常见问题和解决方法

3.1 碎边机刀刃的安装、加工及间隙调整

（1）碎边机上下刀盘的φ115 圆柱面上各加工有三条等分的斜槽（上下刀盘的斜槽方向一左一右），将断面为矩形的刀片装在斜槽内，用斜锲紧固，再在外圆磨床上刃磨成φ120.6 的刃口，新刀刃装配后名义重叠量为0.6mm。

（2）碎边机上下刀盘刀刃的重叠量是不可调的，刀刃磨损后通过在斜槽底部塞入垫片的方式保证刀刃露出斜槽的高度进而保证上下刀刃的重叠量。

（3）碎边机上下刀盘的侧隙调整按照下列步骤进行：开固定刀盘的螺母上的紧定螺钉；旋转螺母，使上刀盘前进或后退，能使上下刀片达到需要的间隙（一般为铝带厚度的3%～5%），调整过程中用塞尺测量和控制需要调整到的间隙尺寸；间隙调定后，锁紧螺钉，间隙调整完毕。

（4）剪刃调整注意事项：三对刀片的侧隙应基本保持一致；剪刃的间隙取铝带厚度的3%～5%，应根据铝带的材质和厚度确定，一般材质较硬时取上限，反之取下限。

3.2 碎边机使用中的常见问题及解决办法

（1）碎边机依靠传动上刀轴的主副二片式齿轮传递力矩，装配时靠三个弹簧使二片齿轮错位以消除和下面主动齿轮啮合时的齿侧间隙。因此，装配时装入的压簧必须具有足够的弹力抵消剪切力的反作用力，保证剪切碎边过程中侧隙不会发生变化，否则就会出现切不断的现象并最终造成圆盘切边剪切下的废边堆积而使轧制过程无法继续。此外，根据生产量和碎边量，要定期更换主副齿轮之间的弹簧，保证弹簧消除侧隙的能力。

（2）碎边机刀刃随着生产过程会出现磨损，因此需要更换新的刀刃保持碎边能力；另外，为了降低刀具使用成本，更换下来的受磨损刀刃需要重磨以重复使用。加工新刀刃或者重磨使用过的刀刃时，是将断面为矩形的刀片装在斜槽内（重磨使用过的刀刃时，为了保证碎边机上下刀盘的重叠量，要在斜槽底部塞入厚度能保证重磨后的重叠量），用斜锲紧固，再在外圆磨床上刃磨成φ120.6 的刃口以保证刀刃装配后0.6mm的名义重叠量。

由于刀刃的加工或重磨过程都需要使用碎边机的上下刀盘，如果没有在轧机制造过程中配做尺寸、精度、互换性等一致的备用刀盘，则在使用刀盘外送加工、重磨刀刃的过程中，冷轧机组无法进行切边、碎边作业，会大大影响生产效率和生产的调度组织。

（3）冷轧机组圆盘切边剪是通过拉剪的方式进行切边---即通过圆盘剪上下刀盘与铝带材之间的摩擦力，由铝带材拉动圆盘剪剪刃旋转切边，可以保证切边速度与轧制速度的一致。而碎边机是由电动机驱动跟随轧机速度进行碎边，所以保证测速电机完好及调速系统能够保证碎边机转速与轧制速度匹配就尤为重要，否则会造成轧制过程中断，严重影响生产。

4 结语

由于切边过程的特殊工艺状况造成切边及碎边的线速度受限，而在线切边及碎边又要求冷轧机组的轧制速度必须与切边和碎边的速度保持匹配，因此一定程度上影响了投资费用昂贵的冷轧机组的生产效率，而碎边机的维修保养和故障等会进一步影响冷轧机组的生产效率。

因为上述原因，铝带材轧制过程中的切边工序除了采用本文介绍的安装在冷轧机组出口一侧的圆盘切边剪和碎边机跟随轧制过程在线完成，还有采用专门的用于切边的重卷机组进行切边的方式：即铝带材轧制到需要切边的厚度时，转运到配置了圆盘切边机及切边碎边及收集（或切边卷取收集）的重卷机组上进行切边，之后再转运回冷轧机组继续轧制。但重卷切边的方式增加了设备、场地的投资，重卷切边过程中铝带材需要重新开卷和卷取，存在导致擦划伤等外观质量缺陷的隐患。

冷轧机组轧制过程中必须完成的切边工序通过安装在机组出口侧的圆盘切边剪和碎边机及碎边小车完成，实现了铝带材轧制过程中在线切边、碎边及碎条收集的工艺过程，提高了设备的集成化程度。相应的，也对碎边机的使用维护等提出了较高要求，否则会因为碎边机的故障等造成冷轧机组无法正常运行，严重降低冷轧机组的运行效率。