《轧制成形设备》课件：第7章-3.pptx

1、定义：飞剪机是用来横向横向剪切运动运动轧件的剪切机，简称为飞剪。一、飞剪的基本要求1、剪刃在剪切轧件时要随运动着的轧件一起运动，即完成剪切与移动两个动作的。 剪刃移动速度V应等于或大于2-3%的轧件运动速度： 剪刃移动速度V太快，在轧件中将产生较大的拉应力，会影响轧件的剪切质量和增加飞剪的冲击负荷。 V太慢，使轧件弯曲，甚至产生轧件缠刀事故。2、应能剪切多种规格的定尺长度，以满足不同的产品品种 规格和用户要求；3、能满足轧机或机组生产率的要求；4、飞剪的运动构件的加速度和质量应力求最小，以减小惯性力和动负荷。 飞剪的类型很多，有圆盘式飞剪、滚筒式飞剪、曲柄连杆式飞剪、曲柄偏心式飞剪等类型。1、

2、圆盘式飞剪（1）应用 一般用在小型或线材车间，安装在冷床前，对长轧件进行粗剪，使进入冷床的轧件不致太长；或将它安装在精轧机组前，对轧件进行切头，以保证精轧机组的轧制过程顺利进行。二、飞剪的类型与结构（2）组成 两个圆盘：实现剪切；圆盘的轴线与轧件的运动方向成一定角度，并且使圆盘刀片圆周速度在轧件运动方向上的分速度与轧件运动速度相等。 导管：引导轧件进入或离开圆盘刀片； 控制系统：控制剪刃和和导管的运动。（3）剪切过程 剪切前，轧件沿入口导管在飞剪的左方前进轧件作用到控制系统的开关导管带着轧件向右偏移轧件进入两圆盘中间重叠部分进行剪切剪切后下剪刃下降导管带着轧件返回原始左方位置下剪刃又重新上升恢

3、复原位（4）特点 优点：工作可靠、结构简单、允许较高的工作速度； 缺点：剪切断面是倾斜的，但对切头或冷床前的粗剪轧件影响不大。（1）应用 是一种广泛应用的飞剪。安装在连轧机生产线上或独立的生产线上，用于剪切厚度小于12mm的带材及小型型材；用来切头和去尾，其剪切厚度可达45mm。（2）结构 将剪刃固定在两个作等速旋转的滚动体上，剪刃随滚筒作圆周运动，剪刃相遇时进行剪切。2、双滚筒式飞剪机（3）剪切过程 刀片A用来切头，可使轧件端部呈圆弧状，以减小轧件咬入时的冲击负荷。 刀片B用来切尾，使轧件尾部也呈圆弧状，以减少轧件的鱼尾长度。 不剪时，刀片停在水平位置。 当轧件需要切头时，飞剪起动使刀片A旋

4、转90进行剪切，滚筒转动180制动停止。 需要切尾时，由于此时轧件运动速度比切头要大，因而切尾时刀片B的角位移要大于90，飞剪起动后先使滚筒反转一定角度，再正转大于90的角度进行切尾。 切尾后，刀片旋转到水平位置制动停止。（3）特点 优点：结构简单、旋转部位质量均匀、可剪切运动速度较高的轧件（可高达15m/s以上）。 缺点：剪切面不平直。剪刃运动的轨迹是圆，剪刃是在一定的角度下和带材接触，因而剪切面不平直，剪切质量不好，所以这类剪切机以剪切小型型钢和薄板材的为宜。（1）应用 连续式热轧带钢精轧机组前作切头；板带材横切机组切定尺。主要是为来剪切厚度较大的板材或钢坯，保证轧件剪切断面平整。（2）结

5、构 剪切机构刀刃2装在刀片架1上，刀片架1做成连杆状，一端接在作相遇运动的曲柄轴上，另一端接在自由摆动的拉杆3上。在刀片架1的直角处做圆周运动。此外，要求摆动拉杆3的长度稍大于曲柄轴的偏心距。当曲柄轴作相遇运动时，刀片1相遇进行剪切，如图中实线部分所示。剪切时剪刃的运动轨迹如P138图3.1-36所示。空转机构 如果刀片1每转一次的剪切长度为24m，若要求剪切定尺长度为48m时，则要剪刃每转两周做一次剪切，则需要空转机构，即旋转2周，做一次剪切，空转一周。 再看，摆动拉杆3固定在升降杆4上，升降杆下端与曲折杆5相连。曲折杆5在偏心轴6的带动下做摆动，曲折杆5的摆动引起引起升降杆做上下运动。升降

6、杆下降，两剪刃不相遇，实现空切。（3）特点 优点：有较高的剪切断面质量。剪切过程中，剪刃彼此接近时，保持相互平行并与运动的带材表面垂直。 缺点：由于旋转质量的不平衡性和上下剪切架不均速转动，结果引起较大的动力矩，限制了剪切速度，此外还有结构复杂、造价昂贵等缺点。1、调整基本原理 根据工艺要求，飞剪要能剪切不同定尺长度，因此需要调节飞剪的剪切长度。当轧件运动速度为v0时，飞剪每隔t秒剪切一次轧件，则被剪下的轧件长度L为： Lv0t (3.1-23) 因此，只要改变相邻两次剪切时间间隔t便可得到不同剪切长度，对不同的工作制度的飞剪，改变的方法不同。注意：通常不改变运动速度，运动速度与轧制速度有关，

7、改变速度就改变轧制工艺。三、飞剪机剪切长度的调节 定义：启动工作制是剪切一次以后，剪刃停在某一位置上，下次剪切时，飞剪重新启动。（1）应用 对轧件进行切头、切尾，剪切长度较长而速度较低时定尺轧件。飞剪的起动和制动是自动进行的，是靠装在飞剪前后的光电装置或机械开关来控制飞剪的起动和制动。2、起动工作制剪切长度的调节（2）原理 按光电管装在飞剪后面考虑，设光电管与飞剪的距离为L，飞剪启动到剪切的时间为tp，则剪切的轧件长度为： LLv0tp（3.1-24） 通常调节的不是L，即不是改变光电管与飞剪的距离，而是通过采用特殊的时间继电器来改变时间tp。（3）剪刃运动路线简单式 在两次剪切间隔时间内，及

8、时使剪切机加速，以及剪后即时减速。复杂式 对重型或高速飞剪，不能及时使剪机加速及剪后制动，因而采用图（b）所示的剪刃运动路线。 位置1加速 位置2减速、制动位置3回位位置1 随着生产的发展，轧机轧制速度在不断提高，当轧件运动速度较高时，起动工作制飞剪往往不能满足要求，就要用连续工作制飞剪。（1）应用 轧件高速运动、剪切长度较短。（2）原理 在连续工作制下，剪切长度的基本公式为： Lv0t (3.1-23) 当剪刃不是每转相遇都进行剪切时，并用转数n表示剪切间隙时间t，则上式可改写为：式中 n：剪刃每分钟转数；v0：单位为m/s；)251 . 3 (600KnvL3、连续工作制剪切长度的调节 K

9、：空切系数，就是相邻两次剪切时间内，剪刃所转的周数。剪刃每转一周剪一次时，K1，每转两周剪切一次时K2，依次类推。 若速度用送料辊的直径D0与转速n0表示，则上式可写成： (3.1-26) 通过（3.1-25）与（3.1-26）式可知，在保持v0不变的条件下，为获得各种不同的剪切长度L，可以通过改变剪刃转速n和空切系数K来实现。在实际生产中，如何调节，取决于飞剪的结构特点。 。KnnDL00 特点：剪刃圆周速度v与轧件运行速度仅在一定转数下才相等。 原理：保持轧件运行速度v0不变，在一定范围内改变剪刃转速n，使剪刃线速度稍大于轧件线速度的条件下进行剪切，这时就可得到不同的剪切长度。 当K1，剪

10、刃圆周速度v等于轧件运行速度v0时所得到的剪切长称为，飞剪主轴转速称为基本转速nj。则可用下式表示： 当飞剪机在空切制度下工作时，其剪切长度将为Lj的K倍)271 . 3(6000jjjnnDnvL（3）最简单的飞剪工作制）最简单的飞剪工作制即： 在最简单的飞剪工作制下进行长度调节时，剪刃的极限转速可在下列范围内变化：相应地剪切长度在下列范围内变化：注意： 采用此法时，尽量不采用剪刃转速nnj，否则，轧件会产生弯曲；飞剪速度v不应比轧件速度v0高太多，否则轧件产生拉应力或增加飞剪的冲击负荷，损坏板材表面。此法仅用于热剪切薄板及小型钢材。)281 .3(jKLL)291 . 3()21 (jnn

11、)301 . 3()5 . 01 (jKLL 原理：该工作制采用剪刃转速n低于基本转速nj的工作制，弥补了上述工作制的缺陷。本工作制应用了均匀速度机构，在保持平均转速n不变的情况下，改变飞剪剪刃的瞬时速度，在一周内剪刃的瞬时速度随时改变，在最大速度时进行剪切，剪切时保持剪刃速度v与被剪轧件速度v0相适应。 （4）具有均匀速度机构的飞剪工作制）具有均匀速度机构的飞剪工作制 结构：示意图如教材P141图3.1-41所示。摇杆3与摇杆4是通过双曲柄轴相连在一起的，主动摇杆3与传动机构相连，被动摇杆4与飞剪相连。电动机6通过减速器5使主动摇杆3始终以等速旋转，从动摇杆4的运动情况取决于双曲柄与摇杆3、

12、4的轴心间的偏心距e。当e0时，从动摇杆4作不等速旋转，飞剪刀片也不以等角速度运动；e=0则从动摇杆4以等速旋转。刀片瞬时转数刀片瞬时转数。 通过改变偏心距e，来调节剪刃的瞬时速度，使其与轧件的运动速度相等或稍大。剪刃的转数变化范围： 相应的剪切长度范围：缺点：不能剪切小于基本长度的定尺； 速度经常变化，产生很大的动负荷；切头较困难，由于切头时要求具有较大的加速度和减速度；)311 . 3 () 5 . 00 . 1 (jnn)321 . 3()21 (KLLj（5）具有径向均匀速度机构的工作制（自学5min P141） 原理：如教材P141图3.1-43所示，剪刃的运动轨迹半径在Rmax和R

13、min之间调节；当改变转速n调节剪切长度时，改变剪刃轨迹半径，使剪刃的运动速度与被剪轧件的运动速度相同，如使n增大时，则R应减小；n减小时，则R应增大。剪切长度：RRmax时的剪切长度和剪切转速分别称为基本剪切长度Lj和基本转速nj。特点：减小了惯性动力矩，运动平稳。)331 . 3(2RL传统结构飞剪机之所以必须具有空切机构和匀速机构，原因就是直流电机虽然能够调速，却不能在飞剪机主轴旋转一圈的过程中实现精确的变速。上世纪70 年代以来，电力电子、电机、变频控制、计算机控制以及其他相关技术得到了飞跃发展，特别是交流伺服驱动技术取得了突破性的进展。随着第三代稀土材料钕、铁、硼的出现，20世纪90

14、年代推出了大功率永磁交流伺服电机，它和数字化的重载机械驱动技术相结合，突破了传统飞剪机的结构形式，形成了新型飞剪机。 利用先进的电气控制技术, 简单明快地满足了生产工艺对飞剪机的要求。就是说,不再通过复杂的机械变速机构与倍尺机构来在改变定尺长度公式中的倍尺系数k 和两次剪切时间间隔t, 所需的倍尺系数k 和两次剪切时间间隔t 完全由电气自动控制系统来保证。 根据计算机发出的指令和检测信号, 伺服电机直接驱动飞剪机主轴, 同时能实现剪切带钢时, 达到速度同步的要求; 在两次剪切间隔时间内,飞剪主轴做变速运动的。生产实践中, 操作极为简便, 只需给计算机输入相应的参数, 就可以达到定尺调长的目的。

15、 伺服电机+机电一体化技术 刘海昌，汪建春，刘抗强.飞剪机的发展与思考.机械设计与制造，2007，（6）：208-209 徐济声，沈宏，刘彬，杨毅勇.新型飞剪机结构探讨.锻压装备与制造技术，2006，（3）：20-22 姜有胜.棒线材飞剪机设计及使用的若干问题.装备制造技术，2011（2）：168-170实验目的1 通过实验掌握用轧板法测定轧机刚度系数的方法。2 根据所测数据，绘出轧机刚度曲线实验原理轧机的弹性变形曲线实验步骤：1 检查测试仪表工作是否正常。2 取四块铝件，其尺寸为H = 5，4，3，2（毫米），B = 35毫米，清洗表面油污，然后编号并测量其原始尺寸。3 取一块铝试件，在调整好的辊缝中轧制，测出原始辊缝S0。4 将铝试件按1#、2#、3#、4#的顺序进行轧制，读出每块试件每道轧制时的轧制力。注意事项1 测量试件轧制前后的厚度，各测6点，取平均值。2 轧机调整后，不再随意调整辊缝。3 送料是尽量对在轧辊中间，并使试样垂直于轧辊轴线。微应变 ()载荷 (吨)02550751001250.004.008.0012.0016.00微应变 ()载荷 (吨)015304560750.004.008.0012.0016.001号传感器2号传感器