【正文】 長(zhǎng)度范圍的擴(kuò)大，飛剪的形式和結(jié) 構(gòu)得到了相應(yīng)的發(fā)展，在中小型軋鋼車間的應(yīng)用的也更廣泛。在生產(chǎn)中使用的飛剪，其類型是很多的。飛剪按用途可分為切頭飛剪和定尺飛剪兩大類。切頭飛剪又有曲柄式和滾筒式兩種；定尺飛剪又有滾筒式、滑座式、擺式和曲柄式等幾種。應(yīng)用較廣泛的飛剪形式有圓盤式飛剪、滾筒式飛剪、雙臂桿飛剪、曲柄回轉(zhuǎn)式飛剪和擺式飛剪等。 隨著現(xiàn)代連續(xù)式帶鋼軋機(jī)軋制速度的提高（熱軋速度達(dá)到 30 米 /秒以上；冷軋速度超過 40 米 /秒），飛剪的剪切速度也在提高。剪切帶鋼的品種、規(guī)格和定尺范圍也在不斷擴(kuò)大；為了滿足不同的要求，出現(xiàn)了各種型式的飛剪。國(guó)內(nèi)幾臺(tái)比 較先進(jìn)的飛剪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要性能見表 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 滾筒式飛剪應(yīng)用比較廣泛，剪刃作簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng)，可以剪切運(yùn)行速度較高的帶鋼。但由于剪切斷口質(zhì)量不好，用作定尺飛剪時(shí)，剪切帶剛厚度一般不大于12 毫米。 為了剪切厚度較大的帶材，保證剪切斷口的平整，往往采用剪刃作平面平移運(yùn)動(dòng)的曲柄式飛剪。但這種飛剪結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)質(zhì)量較大，對(duì)剪切速度有一定的限制。 帶鋼連軋車間近來多采用擺式飛剪，剪刃作平面平移運(yùn)動(dòng)，剪切斷口質(zhì)量好。擺式飛剪可分為滑塊式和曲柄式兩種。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 滑塊擺式飛剪通過改變曲柄轉(zhuǎn)速及刀架擺副調(diào)整尺寸，由于定尺調(diào)節(jié)方便，曾廣泛地用于定尺剪切。滑塊擺式飛剪有上擺式和下擺式（即刀架擺動(dòng)連桿處于剪切主軸上方或下方）兩種結(jié)構(gòu)型式。下擺式飛剪的慣性力很大，大型飛剪不宜采用下擺式。 不論上擺式或下擺式飛剪，都有較大的慣性力，而慣性力的大小與速度平方成正比，從而限制了剪切速度的提高。迄今其剪切速度仍未超過 米 /秒。當(dāng)增設(shè)慣性力平衡裝置后，改善了飛剪的動(dòng)力特性，提高了工作平穩(wěn)性，剪切速度可以接近 4 米 /秒。 近年來擺式飛剪在結(jié)構(gòu)上有了重大改進(jìn)。上刀架與主動(dòng)曲軸相鉸接，并增設(shè)平衡配重，即得到曲柄擺式飛剪，剪切速度可達(dá) 5 米 /秒。 剪切 機(jī)的工藝要求 飛剪的工藝要求 ： 1） 能把運(yùn)動(dòng)著的軋件竊取形狀不規(guī)則的頭、尾和剪成規(guī)定的長(zhǎng)度，并且長(zhǎng)度尺寸公差與剪切斷面質(zhì)量符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定。 2） 根據(jù)產(chǎn)品品種規(guī)格的不同和用戶的要求，在同一飛剪上能剪切多種定尺長(zhǎng)度。 3） 能滿足軋機(jī)和機(jī)組生產(chǎn)率的要求。 4） 剪切定尺長(zhǎng)度時(shí)，剪刃在軋件運(yùn)動(dòng)方向的瞬時(shí)分速度 v 應(yīng)與軋件運(yùn)動(dòng)速度 v0 相等或大 2~3％ ，即 v =（ 1~） v0 ；切頭時(shí)，應(yīng)略大于軋件速度，即v = ；切尾時(shí)，應(yīng)略小于軋件速度，即 v = ，以促使被切掉部分離開軋件本體。 當(dāng)在剪切定尺寸長(zhǎng)度的軋件時(shí)，刀刃的瞬時(shí)速度如果小于軋件的運(yùn)動(dòng)速度，則刀刃將阻礙軋件的運(yùn)動(dòng)，就會(huì)使軋件產(chǎn)生彎曲，甚至軋件頂在刀刃上而產(chǎn)生軋件纏刀事故。反之，如果在剪切時(shí)刀刃瞬間速度比軋件運(yùn)動(dòng)速度大很多，則在 軋件中產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。這樣，一方面會(huì)影響軋件的剪切質(zhì)量，另一方面會(huì)增加飛剪的沖擊負(fù)荷，或者使軋件在送料輥道上打滑而損傷軋件的表面。 根據(jù)飛剪的基本工藝要求與工作特點(diǎn)，飛剪通常是由剪切機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)剪切長(zhǎng)徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 度機(jī)構(gòu)、剪刃間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)裝置組成。設(shè)計(jì)飛剪時(shí)，設(shè)備機(jī)構(gòu)和電機(jī)型式，應(yīng)力求減少轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，以便于快速起動(dòng)飛剪和把剪刃準(zhǔn)確制動(dòng)到規(guī)定的位置。 由于電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在帶鋼連軋車間的剪切機(jī)組設(shè)置了電子計(jì)算機(jī)或微型計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)?？梢院?jiǎn)化飛剪的機(jī)械結(jié)構(gòu)、提高剪切機(jī)組的產(chǎn)量、改善剪切質(zhì)量。 現(xiàn)代化板帶車間的生產(chǎn)率 很高，生產(chǎn)工藝對(duì)帶鋼飛剪的要求也不斷提高，主要有以下幾點(diǎn)： 1） 飛剪應(yīng)能在一定溫度條件下剪切規(guī)定的各種材質(zhì)、各種寬度和厚度的帶材，其生產(chǎn)率必須與生產(chǎn)作業(yè)線的生產(chǎn)率相適應(yīng)； 2） 剪切時(shí)，剪刃在帶鋼運(yùn)動(dòng)方向的速度水平分量 vx 必須與帶鋼運(yùn)行速度 vB 保持一定關(guān)系，保證剪切時(shí)帶鋼不被阻擋亦不被拉斷（冷剪時(shí)不超過材料的彈性極限）。因此，在切頭和定尺剪切時(shí) vx 應(yīng)等于或略大于 vB ，而在切尾時(shí)要求 vx 略小于 vB ； 3） 剪切時(shí)，飛剪上下剪刃宜作平面平移運(yùn)動(dòng)，上下剪刃垂直或近似垂直與帶材表面，并保持適當(dāng)?shù)膫?cè)隙和重合度； 4） 飛剪應(yīng)能按規(guī)定剪得定尺長(zhǎng)度的板材，或定長(zhǎng)的切頭； 5） 定尺飛剪剪得帶鋼的斷口應(yīng)當(dāng)平直且垂直于帶材的軸線，長(zhǎng)度公差應(yīng)符合要求；切頭飛剪剪切后帶鋼的頭部或尾部的形狀應(yīng)有利于下一工序餓咬入； 6） 從飛剪的結(jié)構(gòu)上應(yīng)減少往復(fù)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，降低運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的質(zhì)量和加速度，從而減少慣性力和動(dòng)載荷。 為了實(shí)現(xiàn)上述各 項(xiàng)工藝要求，飛剪本體設(shè)置有剪切機(jī)構(gòu)、空切機(jī)構(gòu)、勻速機(jī)構(gòu)、刀片側(cè)隙調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)、主副齒側(cè)隙消除機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；輔助裝置有夾送、矯正及切頭收集裝置。為了在連續(xù)軋制不停機(jī)的情況下能夠進(jìn)行分卷還設(shè)有快速導(dǎo)向裝置。 飛剪的具體結(jié)構(gòu)形式，取決與飛剪的工作制度、剪切尺寸范圍、剪切精度以及調(diào)節(jié)定尺長(zhǎng)度的方法等，也與配置的電氣、電子控制系統(tǒng)有關(guān)。 為了滿足剪切多種定尺的要求，必須設(shè)置空切機(jī)構(gòu)。它有機(jī)械的、液壓的等徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 形式。 為了保證剪切瞬時(shí)剪切速度的水平分量與帶鋼運(yùn)行速度的同步，應(yīng)設(shè)置勻速機(jī)構(gòu)，或稱同步機(jī)構(gòu)。常見的勻速機(jī)構(gòu)有雙曲柄勻 速機(jī)構(gòu)、徑向勻速機(jī)構(gòu)、非圓齒輪勻速機(jī)構(gòu)、曲柄長(zhǎng)度可調(diào)勻速機(jī)構(gòu)以及電動(dòng)勻速裝置等。 夾送矯正機(jī)構(gòu)設(shè)置在軋機(jī)與飛剪之間與飛剪組成一體，可以保證帶鋼順利地進(jìn)入飛剪、測(cè)定帶鋼運(yùn)行速度，在冷軋機(jī)組中還兼有維持張力恒定的作用。該機(jī)構(gòu)對(duì)帶鋼進(jìn)行的粗矯正，僅能保證帶鋼順利地進(jìn)入上下剪刃間。 剪切長(zhǎng)度的調(diào)整方式 根據(jù)工藝要求，飛剪要將軋件剪切成規(guī)定長(zhǎng)度；對(duì)于定尺飛剪，還要能剪切多種定尺長(zhǎng)度。因此，要求飛剪的剪切長(zhǎng)度能夠調(diào)整。 將軋件送往飛剪 2 進(jìn)行剪切（見圖 10— 51），通常是用專門的送料輥 1，或利用軋機(jī)最后一架的軋輥進(jìn) 行的。如果軋件運(yùn)動(dòng)速度 v0 為常數(shù)，而飛剪每隔 t秒剪切一次軋件，則被剪下的軋件長(zhǎng)度 L 為 )(0 tftL v ?? 即被剪下的軋件長(zhǎng)度等于在相鄰的兩次剪切間隔時(shí)間 t 內(nèi)軋件所走過的距離。當(dāng) v0 為常數(shù)時(shí)，剪切長(zhǎng)度 L 與相鄰的兩次剪切間隔時(shí)間 t 成函數(shù)關(guān)系。上述公式就是飛剪調(diào)長(zhǎng)的基本公式。由公式可知，只要改變相鄰兩次剪切間隔時(shí)間t 便可得到不同的剪切長(zhǎng)度。對(duì)于不同的工作制度的飛剪，改變時(shí)間 t 的方法亦不相同。 起動(dòng)工作制飛剪的調(diào)長(zhǎng)方式 起動(dòng)工作制飛剪用于剪切軋件的頭、尾和剪切長(zhǎng)度較長(zhǎng)而速度較小的軋件。飛剪的起動(dòng)和制動(dòng)是自動(dòng)進(jìn)行的，當(dāng)軋件頭部作用于裝設(shè)在飛剪后的光電管或機(jī)械開關(guān)（見下圖 a） 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 時(shí)，飛剪便自動(dòng)起動(dòng)。這時(shí)軋件的定尺長(zhǎng)度按下式確定： tvL jgL 0?? 式中 Lg—— 光電管與飛剪之間的距離； tj—— 飛剪由起動(dòng)到剪切的時(shí)間。 在調(diào)節(jié)定尺長(zhǎng)度的時(shí)候，通常是不采用移動(dòng)光電管位 置的方法，即改變 Lg值，而采用特殊的時(shí)間繼電器來改變時(shí)間 tj。為了使軋件被剪下部分的末端不妨礙光電管或機(jī)械開關(guān)在下次剪切時(shí)再次發(fā)生作用，必須使軋件切下的部分與剩余部分之間保證有一定的間隙，一般用增加剪后輥道的速度來保證次間隙逐漸增大而達(dá)到的。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 當(dāng)軋件定尺長(zhǎng)度較短時(shí)，可能出現(xiàn) L 小于 Lg+ tvj0，此時(shí)，光 電管或機(jī)械開關(guān)就需要放在飛剪的前面，則 Ltv gjL ?? 0 當(dāng)兩次剪切的間隔時(shí)間能保證完成飛剪的起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)在上述工作制下進(jìn)行切頭和切定尺。而速度高和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的飛剪通常在一轉(zhuǎn)內(nèi)來不及完成上述工作制的要求，即在剪切位置時(shí)，刀片速度能加速到軋件速度而在剪切后停止到原始位置上。在這種情況下，就需要能保證較長(zhǎng)的起動(dòng)和制動(dòng)持續(xù)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)線路圖來代替普通飛剪的運(yùn)動(dòng)線路圖。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 圖 10— 53a 表示飛剪開動(dòng)后，刀片由原始位置 1 開始起動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速以后，刀片在位置 2 進(jìn)行剪切， 剪切完了進(jìn)行制動(dòng)，刀片停在位置 3，然后反向起動(dòng)，刀片進(jìn)入位置 4，轉(zhuǎn)入爬行速度，在制動(dòng)器的配合下，刀片準(zhǔn)確地制動(dòng)于位置 1，以準(zhǔn)備下一次剪切。為減少高溫軋件對(duì)剪切軸承的熱輻射， β 角（刀片原始位置 1）一般在 900 左右；開始剪切角 Φ 在同一臺(tái)飛剪中，是隨軋件厚度而改變的，最大可得到 4030 00 ~ ；位置 3 在刀片不碰軋件的條件下，按制動(dòng)條件選擇。 軋件速度較低和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小的飛剪，可采用圖 10— 53b 所示的簡(jiǎn)單工作制線路運(yùn)動(dòng)。刀片在位置 1 起動(dòng)，到位置 2 開始剪切，剪切完了進(jìn)行制動(dòng)，刀片在位置 3 轉(zhuǎn)入爬行速度，使刀片準(zhǔn)確的停于位置 1，從而完成一個(gè)剪切周期。簡(jiǎn)單起動(dòng)工作制中的原始位置 1 很重要，它既要滿足起動(dòng)條件，又要滿足制動(dòng)要求。 連續(xù)工作制飛剪的調(diào)長(zhǎng)方式 在軋件運(yùn)動(dòng)速度較高的情況下，用于剪切定尺長(zhǎng)度的飛剪一般都采用連續(xù)工作制。 若以 K 表示每剪切一次刀片的轉(zhuǎn)數(shù)，則此時(shí)剪切軋件定尺長(zhǎng)度可表示為 ),1(6000 KnfKnKL vv ??? 式中 n—— 刀片每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（或飛剪轉(zhuǎn)速）； K—— 在相鄰兩次剪切時(shí)間內(nèi)刀片的轉(zhuǎn)數(shù)，即所謂空切系數(shù)。 由上述公式可知，連續(xù)工作制飛剪剪切定尺長(zhǎng)度 L 取決與刀片的轉(zhuǎn)速 n， 相鄰兩次剪切時(shí)間內(nèi)刀片的轉(zhuǎn)數(shù) K（通常 v0 是常數(shù)）。換言之，此時(shí)的剪切長(zhǎng)度可采用兩種方法來調(diào)節(jié)，即改變刀片的轉(zhuǎn)速 n與改變每剪切一次刀片的轉(zhuǎn)數(shù)。 當(dāng)?shù)镀膱A周速度與軋件運(yùn)動(dòng)速度相等，且空切系數(shù) K=1 時(shí)，此時(shí)飛剪剪下的軋件長(zhǎng)度稱為基本長(zhǎng)度 L0 ，對(duì)應(yīng)的刀片轉(zhuǎn)速稱為基本轉(zhuǎn)速 n0 ，則公式可改寫為 nn 011000 60 DnvL ??? 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 14 式中 D1 —— 送料輥直徑； n1 —— 送料輥轉(zhuǎn)速。 改變刀片轉(zhuǎn)速 n來調(diào)節(jié)剪切長(zhǎng)度改變刀片轉(zhuǎn)速 n 的方法有兩種： 其一是直接改變刀片的轉(zhuǎn)速，使刀片轉(zhuǎn)速在 n=（ 1~2） n0 范圍內(nèi)變化，則相應(yīng)的定尺長(zhǎng)度的可能調(diào)節(jié)范圍為： KL L 0)~1(? 或 KLL )~1(0? 上述公式的范圍可用上圖的 OA 與 OC 線表示。通常 采用直流電動(dòng)機(jī)或通過裝設(shè)飛剪傳動(dòng)裝置中的變速箱來達(dá)到改變刀片轉(zhuǎn)速 n 的目的。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 15 其二是采用勻速機(jī)構(gòu)（亦稱同步機(jī)構(gòu)）。 飛剪的類型、特點(diǎn)及工作原理 飛剪的類型 板帶車間的飛剪按用途可分為切頭飛剪和定尺飛剪兩大類。 切頭飛剪 ： 高速熱連軋帶鋼粗扎和精軋機(jī)組之間大多設(shè)置一臺(tái)切頭飛剪，剪切精軋帶坯頭部和尾部的低溫及不規(guī)則部分，有利于帶鋼精軋咬入，減少帶坯對(duì)軋輥的沖擊，防止軋制過程中的卡剛事故 切頭飛剪按結(jié)構(gòu)分為曲柄式切頭飛剪、滾筒式切頭飛剪及擺式切頭飛剪。 應(yīng)用最廣的是滾筒式切頭飛剪，其滾筒上有 兩對(duì)剪刃，能夠按工藝要求分別將帶坯頭尾剪切成對(duì)稱弧形。其次，曲柄式切頭飛剪的使用也較多。 定尺飛剪 定尺飛剪又有滾筒式、滑座式、擺式和曲柄式等幾種 1）切頭飛剪的形式及特點(diǎn) 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 2）定尺飛剪 10 滾筒式飛剪 滾筒式定尺飛剪的兩個(gè)滾筒旋轉(zhuǎn)方向相反，具有良好的平衡特性，因而可以在剪切速度很高的剪切線上工作。迄今剪切帶鋼的滾筒式定尺飛徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 剪的最高剪切速度已達(dá) 305 米 /秒。 剪切帶鋼時(shí)，剪刃的位置不能始終保持平行；即開始剪切時(shí)剪刃相對(duì) 于帶鋼的位置是傾斜的，僅僅在剪切終結(jié)是才能垂直與帶鋼。這樣，剪切過程不是純剪切，還附加有擠壓作用，從而導(dǎo)致了水平力，使剪刃的磨損加快。剪切時(shí)剪刃的不平行性還影響剪切成品的端面質(zhì)量，所以這種飛剪不適合剪切厚度較大的帶材，大多用于剪切薄帶材。 20 滑座式飛剪 滑座式飛剪又稱模式飛剪，是滑座往復(fù)移動(dòng)的下切式飛剪。 滑座式費(fèi)勁愛你通過滑座的橫向移動(dòng)使上下剪刃與被切鋼帶保持同步，只用搖床使下剪刃上升和下降也可以實(shí)現(xiàn)間斷式剪切。但它經(jīng)常是作為飛剪進(jìn)行連續(xù)式剪切的。其機(jī)械結(jié)構(gòu)較 為簡(jiǎn)單，電氣控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，適合剪切厚規(guī)格的熱軋帶鋼卷。 滑座式飛剪的滑座（上、下忍車）與帶鋼保持同步，下剪刃隨滑座平移、同時(shí)上移完成對(duì)鋼的剪切。上下剪刃每剪一次，滑座將經(jīng)過前進(jìn)、返回、加速及停車等階段。在每循環(huán)內(nèi)，帶鋼與剪刃和滑座之間必須保證嚴(yán)格的相互協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。 剪切過程 若剪刃從最大開口度啟動(dòng)工作后再恢復(fù)到最大開口度位置為一個(gè)剪切循環(huán)，則飛剪在這一周內(nèi)的剪切過程為： 1） 滑座在上下剪刃剪切終了后處于最大開口度狀態(tài)下自 P 點(diǎn)開始減速停車； 2） 滑座反向（指與帶鋼運(yùn)行方向相反）加速運(yùn)行； 3） 滑座反向等速運(yùn)行； 4） 滑座減速停車； 5） 滑座正向加速運(yùn)行； 6） 滑座正向運(yùn)行速度達(dá)到與帶鋼運(yùn)行速度同步后，等速運(yùn)行。同時(shí)，搖床上升運(yùn)行剪切后下降復(fù)位； 7） 上下剪刃恢復(fù)最大開口狀態(tài)，滑座減速停車。 每一剪切循環(huán)完