CN102151891B - 轮线耦合式剪切机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮线耦合式剪切机，包括机架、圆盘刀组件、驱动油缸、滑动导板、直剪刃；圆盘刀组件由圆盘刀架、支撑板、刀套、轴承组、刀轴、锁紧螺母、透盖、压盖、调节螺母、圆盘刀和连接板构成，采用驱动油缸推动圆盘刀组件沿两个所述滑动导板往复运动，使圆盘刀在剪切过程中同时作直线运动和旋转运动；用固定的直剪刃与运动的圆盘刀组件配合工作，圆盘刀与直剪刃耦合形成剪切，由于改变了动剪刃运动形式和动剪刃结构型式，从而取消了传统直线剪刃所需的运动同步机构和运动导向调整和固定装置，简化了设备结构，本发明的剪切机结构简单、加工方便、成本低、具有实用和推广价值。

Description

轮线耦合式剪切机

技术领域

本发明涉及冷轧钢材加工设备，特别涉及一种适用于剪切带钢的轮线耦合式剪切机。

背景技术

在冷轧薄钢板连续生产过程中，带钢是以成卷形态提供给生产线进行生产作业的。为保证带钢的连续生产，需在生产线的入口部分设置焊机，将独立的钢卷通过焊接连接成一体；而在生产线的出口部分又需要将连续的带钢切断，以生产出各独立的钢卷，以便运输至下道工序，或以成品交付给客户。另外，在钢卷的带头和带尾容易产生质量缺陷，经常需要进行切头切尾作业。当在带钢产品中段发现质量不良时也需要进行剪切作业，以去除不良产品。因此，剪切机是保证冷轧薄钢板连续生产，保证产品质量不可或缺的关键设备。

以往的剪切机的结构通常是由一对相互间保持一定倾角的直线剪刃作为剪切主体，其剪切的方式为：由剪切机的动剪刃沿垂直于带钢的方向作升降运动来实现剪切。这种剪切方式存在以下弊端：1、瞬时剪切截面积较大，剪切时所需的剪切力大，冲击大，剪刃易损坏；2、动剪刃垂直于带钢作升降运动，需要复杂的运动机构。需增大设备机架尺寸，设备重量增加。3、为保证两件成对的剪刃的平行度，需要增加动剪刃的运动导向装置，结构复杂，装配调整困难。4、当剪刃磨损时，在剪刃厚度方向进行修磨，由此需要对剪刃间的间隙进行调整，需要再次调整动剪刃的运动导向装置，增加设备维护难度。5、剪刃允许的最大修磨量小，剪刃的使用寿命短。6、设备重量大，结构复杂，零部件数量多，加工制造成本高。

发明内容

本发明的目的就是为克服现有技术的不足，针对上述存在的技术问题，提供一种结构简单、实用的轮线耦合式剪切机，其剪切方法为：采用动剪刃沿带钢宽度方向横向水平运动进行剪切。

本发明的技术解决方案是这样实现的：轮线耦合式剪切机，其特征在于，包括机架、圆盘刀组件、驱动油缸、滑动导板、直剪刃；所述机架由上框架板、下框架板、前框架板和后框架板构成框架结构，其中所述下框架板内侧平面上设有直剪刃固定座，所述后框架板上加工有圆孔，圆孔两侧设有油缸固定件；

所述圆盘刀组件包括圆盘刀架、支撑板、刀套、轴承组、刀轴、锁紧螺母、透盖、压盖、调节螺母、圆盘刀和连接板，所述连接板连接在两个所述支撑板之间，形成开口框架，所述连接板外侧设有连轴板；连轴板垂直于连接板，由所述圆盘刀架固定在支撑板、连接板及连轴板上方，构成圆盘刀组件的支撑主体；所述圆盘刀组件的支撑主体中的两个所述支撑板上设有轴孔，轴孔内安装刀轴；刀轴上安装轴承组，刀套安装在轴承组的轴承外套上，圆盘刀安装在刀套上并通过压盖压紧固定；所述滑动导板是一条截面为直角梯形的长板，两个所述滑动导板相互平行固定于机架的上框架板内侧；使其直角梯形上底所在的面固定于所述上框架板内侧，直角梯形的长腰所在的斜面朝向所述上框架板的中心线，两个所述滑动导板的斜面一侧相对置放，在所述机架上部内侧构成V型导向滑槽结构；所述圆盘刀架是一个矩形板，其中矩形板长边截面为倒置等腰梯形，其等腰梯形的两腰所在的斜面与由两个所述滑动导板所形成的V型导向滑槽滑动配合；通过圆盘刀架使所述圆盘刀组件滑动悬挂于机架上部的V型导向滑槽内；所述驱动油缸的缸体固定在所述后框架板上的油缸固定件上，驱动油缸的活塞杆穿过所述后框架板上的圆孔延伸至所述机架内，然后再通过活塞杆连轴器和所述连轴板销接，从而将活塞杆与所述圆盘刀组件活动连接；所述直剪刃安装在固定于机架的下框架板内侧平面上的直剪刃固定座上；所述圆盘刀组件与所述直剪刃耦合形成剪切。

所述刀轴为台阶偏心轴结构，刀轴芯轴体的中部为偏心轴体，偏心轴体两侧分别有轴肩；轴肩与偏心轴体为同一轴心；所述刀轴芯轴体的一轴端为螺纹，螺纹上旋装锁紧螺母；另一轴端径向加工为正方形结构，用于旋转调整刀轴的角度位移；在所述刀轴芯轴体的偏心轴体位置上安装轴承组，刀轴芯轴体两侧的轴面和两个所述支撑板上的轴孔内的轴套配合；所述刀套和轴承组紧密配合安装在轴承上，所述圆盘刀通过压盖和螺钉固定于刀套上并压紧，所述轴承组、刀套、圆盘刀、透盖及压盖相对固定构成整体，该整体通过所述刀轴芯轴体的一侧轴肩、锁紧螺母与所述支撑板锁紧定位；通过所述刀轴芯轴体的另一侧轴肩和调节螺母配合；通过所述调节螺母调整轴承组的游隙，进而调整圆盘刀的轴向游动量。

所述的直剪刃亦可固定于机架内并居于机架上部，同时将所述的圆盘刀组件固定于机架内并居于机架下部；所述的驱动油缸亦可置于机架的左侧；

所述刀轴的偏心量为5mm，刀轴旋转180度，圆盘刀刃在圆盘刀半径上的允许修磨量为10mm；所述直剪刃允许修磨量不大于2mm。

轮线耦合式剪切方法，采用驱动油缸推动圆盘刀组件沿两个所述滑动导板往复运动，使圆盘刀在剪切过程中同时作直线运动和旋转运动；用固定的直剪刃与运动的圆盘刀组件配合工作，圆盘刀与直剪刃耦合形成剪切。

所述的驱动油缸亦可采用电机或液压马达。

本发明的有益效果是，由于采用驱动油缸推动圆盘刀组件沿两个所述滑动导板往复运动，使圆盘刀在剪切过程中同时作直线运动和旋转运动；改变了动剪刃运动形式和动剪刃结构型式，从而取消了传统直线剪刃所需的运动同步机构和运动导向调整、固定装置，简化了设备结构，使设备更加紧凑、减小了设备尺寸，重量更轻，本发明的机构简单、加工方便、成本更低。

附图说明

图1为轮线耦合式剪切机等轴侧视图；

图2为轮线耦合式剪切机主视图；

图3为轮线耦合式剪切机B-B剖视图；

图4为机架主视图；

图5为机架等轴侧视图；

图6为圆盘刀组件的等轴侧视图A；

图7为圆盘刀组件的等轴侧视图B；

图8为圆盘刀组件主视图；

图9为圆盘刀组件A-A剖视图。

图中：1.机架，2.圆盘刀组件，3.驱动油缸，4.滑动导板，5.直剪刃；11.上框架板，12.下框架板，13.前框架板，14.后框架板，15.直剪刃固定座，16.圆孔，17.油缸固定件；21.圆盘刀架，22.支撑板，23.刀套，24.轴承组，25.刀轴，26.锁紧螺母，27.透盖，28.压盖，29.调节螺母，210.圆盘刀，211.连接板，212.连轴板。

具体实施方式

为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述：

如附图1至附图9所示，轮线耦合式剪切机，包括机架1、圆盘刀组件2、驱动油缸3、滑动导板4、直剪刃5；所述机架1由上框架板11、下框架板12、前框架板13和后框架板14构成框架结构，其中所述下框架板12内侧平面上设有直剪刃固定座15，后框架板14上加工有圆孔16，圆孔16两侧设有油缸固定件17；

所述圆盘刀组件2包括圆盘刀架21、支撑板22、刀套23、轴承组24、刀轴25、锁紧螺母26、透盖27、压盖28、调节螺母29、圆盘刀210和连接板211，连接板211连接在两个所述支撑板22之间，形成开口框架，连接板211外侧设有连轴板212；连轴板212垂直于连接板211，由所述圆盘刀架21固定在支撑板22、连接板211及连轴板212上方，构成圆盘刀组件2的支撑主体；所述圆盘刀组件2的支撑主体的两个所述支撑板22上设有轴孔，轴孔内安装刀轴25；刀轴25上安装轴承组24，刀套23安装在轴承组24的轴承外套上，圆盘刀210安装在刀套23上并通过压盖28压紧固定；

所述滑动导板4是一条截面为直角梯形的长板，两个所述滑动导板4相互平行固定于机架1的上框架板11内侧；使其直角梯形上底所在的面固定于所述上框架板11内侧，直角梯形的长腰所在的斜面朝向所述上框架板11的中心线，两个所述滑动导板4的斜面一侧相对置放，在所述机架1上部内侧构成V型导向滑槽结构；

所述圆盘刀架21是一个矩形板，其中矩形板长边截面为倒置等腰梯形，其等腰梯形的两腰所在的斜面与由两个所述滑动导板4所形成的V型导向滑槽滑动配合；通过圆盘刀架21使所述圆盘刀组件2滑动悬挂于机架1上部的V型导向滑槽内；

所述驱动油缸3的缸体固定在所述后框架板14上的油缸固定件17上，驱动油缸3的活塞杆穿过所述后框架板14上的圆孔16延伸至所述机架1内，然后再通过活塞杆连轴器和所述连轴板212销接，从而将活塞杆与所述圆盘刀组件2活动连接；

所述直剪刃5安装在固定于机架1的下框架板12内侧平面上的直剪刃固定座15上；所述圆盘刀组件2与所述直剪刃5耦合形成剪切。

所述刀轴25为台阶偏心轴结构，刀轴25的芯轴体的中部为偏心轴体，偏心轴体两侧分别有轴肩；轴肩与偏心轴体为同一轴心；所述刀轴25芯轴体的一轴端为螺纹，螺纹上旋装锁紧螺母26；另一轴端径向加工为正方形结构，用于旋转调整刀轴25的角度位移；在所述刀轴25芯轴体的偏心轴体位置上安装轴承组24，刀轴25的芯轴体两侧的轴面和两个所述支撑板22上的轴孔内的轴套配合；所述刀套23和轴承组24紧密配合安装在轴承上，所述圆盘刀210通过压盖28和螺钉固定于刀套23上并压紧，所述轴承组24、刀套23、圆盘刀210、透盖27及压盖28相对固定构成整体，所述刀轴25的芯轴体一侧的轴肩、锁紧螺母26与所述支撑板22锁紧定位；所述刀轴25的芯轴体另一侧的轴肩和调节螺母(29)配合；通过所述调节螺母29调整轴承组24的游隙，进而调整圆盘刀210的轴向游动量。

所述的直剪刃5亦可固定于机架1内并居于机架1上部，同时将所述的圆盘刀组件2固定于机架1内并居于机架1下部；所述的驱动油缸3亦可置于机架的左侧；

所述刀轴(25)的偏心量为5mm，刀轴(25)旋转180度时，圆盘刀刃在圆盘刀(210)半径上的允许修磨量为10mm；所述直剪刃(5)允许修磨量不大于2mm。

轮线耦合式剪切方法：采用驱动油缸推动圆盘刀组件沿两个所述滑动导板往复运动，使圆盘刀在剪切过程中同时作直线运动和旋转运动；用固定的直剪刃与运动的圆盘刀组件配合工作，圆盘刀与直剪刃耦合形成剪切。

所述的驱动油缸亦可采用电机或液压马达。

本发明方案采用动剪刃沿带钢宽度方向横向水平运动进行剪切的方式，与传统的动剪刃沿垂直于带钢作升降运动的剪切方式相比，该剪切机瞬时剪切截面积小，从而使剪切时所需的剪切力更小，冲击小且剪切力恒定，剪切平稳。

1)动剪刃采用圆盘式结构，剪切时仅作简单的横向直线运动，省去复杂的同步机构。且圆盘刀架与直线刃活动刀架相比，尺寸更小，重量更轻。

2)动剪刃采用圆盘式结构，刃口磨损均匀，且在磨损后只需拆卸下并修磨外圆，回装后旋转刀轴调整动剪刃、静剪刃重叠量即可，方便灵活。由于未在圆盘刀厚度上修磨，故不用调整动剪刃、静剪刃的侧间隙，减小了设备维护工作量。

3)动剪刃作的横向直线运动，同时对圆剪刃外圆修磨而非厚度上修磨，由此可以将滑动导轨一次调整平行后长期固定，省去复杂的导向块调整、固定装置。

4)动剪刃、静剪刃通过旋转刀轴重叠量，动剪刃的最大允许修磨量取决于刀轴的偏心量，以偏心量为5mm(不限于5mm)为例，刀轴旋转180度，圆盘剪刃在半径上允许的修磨量为10mm，即直径为300mm(不限于300mm)的圆盘刀可以修磨至直径280mm。当增大偏心量时还可双倍增加修磨量。而直线剪刃由于是在厚度上进行修磨，允许修磨量一般不大于2mm。故而圆盘剪刃比直线刃允许修磨次数更多，寿命更长。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，或任何对本发明中所述圆盘刀与直线剪刀的耦合方式，均落在本发明权利保护范围之内。

根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。

Claims (2)

1.轮线耦合式剪切机，其特征在于，包括机架(1)、圆盘刀组件(2)、驱动油缸(3)、滑动导板(4)、直剪刃(5)；所述机架(1)由上框架板(11)、下框架板(12)、前框架板(13)和后框架板(14)构成框架结构，其中所述下框架板(12)内侧平面上设有直剪刃固定座(15)，后框架板(14)上加工有圆孔(16)，圆孔(16)两侧设有油缸固定件(17)；所述圆盘刀组件(2)包括圆盘刀架(21)、支撑板(22)、刀套(23)、轴承组(24)、刀轴(25)、锁紧螺母(26)、透盖(27)、压盖(28)、调节螺母(29)、圆盘刀(210)和连接板(211)，连接板(211)连接在两个所述支撑板(22)之间，形成开口框架，连接板(211)外侧设有连轴板(212)；连轴板(212)垂直于连接板(211)，由所述圆盘刀架(21)固定在支撑板(22)、连接板(211)及连轴板(212)上方，构成圆盘刀组件(2)的支撑主体；所述圆盘刀组件(2)的支撑主体的两个所述支撑板(22)上设有轴孔，轴孔内安装刀轴(25)；刀轴(25)上安装轴承组(24)，刀套(23)安装在轴承组(24)的轴承外套上，圆盘刀(210)安装在刀套(23)上并通过压盖(28)压紧固定；所述滑动导板(4)是一条截面为直角梯形的长板，两个所述滑动导板(4)相互平行固定于机架(1)的上框架板(11)内侧；使其直角梯形上底所在的面固定于所述上框架板(11)内侧，直角梯形的长腰所在的斜面朝向所述上框架板(11)的中心线，两个所述滑动导板(4)的斜面一侧相对置放，在所述机架(1)上部内侧构成V型导向滑槽结构；所述圆盘刀架(21)是一个矩形板，其中矩形板长边截面为倒置等腰梯形，其等腰梯形的两腰所在的斜面与由两个所述滑动导板(4)所形成的V型导向滑槽滑动配合；通过圆盘刀架(21)使所述圆盘刀组件(2)滑动悬挂于机架(1)上部的V型导向滑槽内；所述驱动油缸(3)的缸体固定在所述后框架板(14)上的油缸固定件(17)上，驱动油缸(3)的活塞杆穿过所述后框架板(14)上的圆孔(16)延伸至所述机架(1)内，然后再通过活塞杆连轴器和所述连轴板(212)销接，从而将活塞杆与所述圆盘刀组件(2)活动连接；所述直剪刃(5)安装在固定于机架(1)的下框架板(12)内侧平面上的直剪刃固定座(15)上；所述圆盘刀组件(2)与所述直剪刃(5)耦合形成剪切；

所述刀轴(25)为台阶偏心轴结构，刀轴(25)的芯轴体的中部为偏心轴体，偏心轴体两侧分别有轴肩；轴肩与偏心轴体为同一轴心；所述刀轴(25)的芯轴体的一轴端为螺纹，螺纹上旋装锁紧螺母(26)；另一轴端径向加工为正方形结构，用于旋转调整刀轴(25)的角度位移；在所述刀轴(25)的芯轴体的偏心轴体位置上安装轴承组(24)，刀轴(25)的芯轴体两侧的轴面和两个所述支撑板(22)上的轴孔内的轴套配合；所述刀套(23)和轴承组(24)紧密配合安装在轴承上，所述圆盘刀(210)通过压盖(28)和螺钉固定于刀套(23)上并压紧，所述轴承组(24)、刀套(23)、圆盘刀(210)、透盖(27)及压盖(28)相对固定构成整体，所述刀轴(25)的芯轴体一侧的轴肩、锁紧螺母(26)与所述支撑板(22)锁紧定位；所述刀轴(25)的芯轴体另一侧的轴肩和调节螺母(29)配合；通过所述调节螺母(29)调整轴承组(24)的游隙，进而调整圆盘刀(210)的轴向游动量。

2.如权利要求1所述的轮线耦合式剪切机，其特征在于，所述刀轴(25)的偏心量为5mm，刀轴(25)旋转180度时，圆盘刀刃在圆盘刀(210)半径上的允许修磨量为10mm；所述直剪刃(5)允许修磨量不大于2mm。

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