CN103170673B - 可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪，包括机架、上转鼓和下转鼓，上转鼓和下转鼓之间设有两对相互配合并用于对钢带进行单向剪切或双向剪切的剪刃装配，且上转鼓和下转鼓上设有用于安装剪刃装配的安装槽；剪刃装配包括剪刃、用于安装剪刃并驱动剪刃伸出或回缩的伸缩缸、用于锁紧剪刃的锁紧缸和用于限定剪刃伸出或回缩位置的限位缸；伸缩缸、锁紧缸和限位缸均固定安装在所述安装槽内；剪刃可拆卸地安装在伸缩缸的活塞杆上，锁紧缸的活塞杆上设有与剪刃的侧面配合并用于锁紧剪刃的锁紧块，限位缸的活塞杆上设有与剪刃的底面配合并用于限定剪刃回缩位置的限位块。本发明还公开了一种可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪控制方法。

Description

可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪及其控制方法

技术领域

本发明属于冶金机械设备技术领域，具体的为一种可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪及该转鼓式飞剪的控制方法。

背景技术

在炉卷轧机生产线上，飞剪一般布置在出口卷取炉的出口，用于剪切成品带钢的头部和尾部，便于卷取机的卷取和钢卷的打捆。而轧制过程中出现的不规则头部和尾部形状不利于卷取炉的卷取和轧机的咬入，特别是在不锈钢生产过程中，钢带的头部和尾部容易开裂，因此需要将不规则的头部和尾部切掉（反向轧制时，原中间坯的尾部即为下道次的头部）。

目前，炉卷线上采用的转鼓式飞剪如附图1所示，该转鼓式飞剪的上转鼓和下转鼓上分别设有剪刃，但是，该转鼓式飞剪只能满足一个运动方向上的剪切，另外一个方向的剪切是不允许的，这是由其设置的单方向剪切的剪刃形式决定的。当然，当进行正向轧制时，飞剪既可以进行切头，也可以进行切尾，但是由于轧制的速度高，会存在剪切精度低的缺陷，特别是剪切中间坯的头尾时，其剪切精度对成材率的影响很大。

另外，在由炉卷轧机和中厚板轧机组合的生产线上，有生产薄板的需求，通常先在炉卷轧机上进行轧制，轧制完毕后由上述的成品飞剪进行分段剪切后直接上冷床，此时带钢的走向与常规的炉卷带钢走向方向相反，因此，也存在在两个方向上需要多刀剪切的飞剪需求。

根据现有的飞剪技术，虽然只需将其中的一对剪刃反装，即可克服上述的缺点，并可实现正向和反向两个方向上的剪切，同时还具有剪切速度低、剪切精度可控的优点，但是这种飞剪的缺点是每个运动方向上只有一对剪刃，且正向和反向安装的剪刃在剪切区均与钢板相干涉，因此在一个运动方向上只能剪切一次，即另外一对剪刃是反向剪刃，无法实现正向剪切，因此必须保证其不能与钢板接触。即使完成钢带的头部剪切可保证卷取炉的顺利卷取，但不规则的尾部在反向轧制时的轧破和不利于穿带的现象难以避免。

另外，也可采取将剪切完毕的装有正向剪刃的转鼓装配整体移出轧制线，将轧制线外已备好的装有反向剪刃的转鼓装配装置飞剪外框架，其更换过程与轧辊更换相同，可实现自动更换。但是，更换剪刃位置需要重新标定，耗时较长，难以满足现场高节奏的生产要求。

因此，迫切需要一种飞剪，不仅能够适应正、反两个轧制方向的剪切，同时能满足每个方向上的多次剪切，即满足每个方向上的切头、切尾、事故二分切和碎断剪切。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪及其控制方法，该转鼓式飞剪不仅能够满足钢带正反两个轧制方向的剪切，而且在每个方向上均能够实现单向多次剪切。

要实现上述技术目的，本发明首先提出了一种可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪，包括机架、均旋转配合安装在机架上的上转鼓和下转鼓，所述上转鼓和下转鼓之间设有两对相互配合并用于对钢带进行单向剪切或双向剪切的剪刃装配，且所述上转鼓和下转鼓上设有用于安装剪刃装配的安装槽；

所述剪刃装配包括剪刃、用于安装剪刃并驱动剪刃伸出或回缩的伸缩缸、用于锁紧剪刃的锁紧缸和用于限定剪刃伸出或回缩位置的限位缸；所述伸缩缸、锁紧缸和限位缸均固定安装在所述安装槽内；所述剪刃可拆卸地安装在所述伸缩缸的活塞杆上，所述锁紧缸的活塞杆上设有与所述剪刃的侧面配合并用于锁紧所述剪刃的锁紧块，所述限位缸的活塞杆上设有与所述剪刃的底面配合并用于限定所述剪刃回缩位置的限位块。

进一步，所述锁紧缸和限位缸分别位于所述伸缩缸的两侧。

进一步，所述限位缸的活塞杆轴线与所述伸缩缸的活塞杆轴线垂直，所述锁紧缸的活塞杆轴线与所述伸缩缸的活塞杆轴线呈锐角相交。

进一步，所述剪刃上设有剪刃支座，且所述剪刃通过所述剪刃支座安装在所述伸缩缸的活塞杆上。

进一步，所述限位块上设有用于防止与所述伸缩缸活塞杆干涉的让位槽。

进一步，所述限位块和限位缸活塞杆之间采用卡接结构相连，所述限位块上设有卡槽，所述限位缸活塞杆上设有与所述卡槽配合的卡块。

进一步，安装在所述上转鼓或下转鼓上的两个剪刃的安装方向相反。

进一步，所述锁紧块上设有与所述剪刃侧面平行的锁紧面。

进一步，还包括液压控制系统，所述液压控制系统包括分别与伸缩缸、锁紧缸和限位缸相连的油路，所述上转鼓和下转鼓上设有分别于各个油路相通并用于连接液压源的多油路旋转接头，且每一条油路上均设有用于控制油路通断的电磁阀。

本发明还提出了一种可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪控制方法，所述转鼓式飞剪包括双向剪切和单向剪切两种工况：

双向剪切工况，将两对所述剪刃装配的剪刃分别以相反方向安装，并在正向剪切时，正向剪刃向外伸出，反向剪刃向内缩进；在反向剪切时，正向剪刃向内缩进，反向剪刃向外伸出；

单向剪切工况，将两对所述剪刃装配的剪刃分别以相同方向安装，并控制两对剪刃装配均向外伸出；或仅控制其中一对剪刃装配向外伸出，另一对剪刃装配向内缩回；

所述剪刃装配向外伸出的控制过程如下：

a₁.控制锁紧缸活塞杆向外伸出，剪刃释放；

b₁.控制限位缸活塞杆缩回，使限位块位于远离剪刃的初始位置；

c₁.控制伸缩缸活塞杆向外伸出，将剪刃向外推出；

d₁.控制限位缸活塞杆伸出，使限位块位于剪刃底面下方；

e₁.控制伸缩缸活塞杆向内缩回，使剪刃底面紧靠在限位块上；

f₁.控制锁紧缸活塞杆向内缩回，利用锁紧块将剪刃锁紧固定；

所述剪刃装配向内缩回的控制过程如下：

a₂.控制锁紧缸活塞杆向外伸出，剪刃释放；

b₂.控制伸缩缸活塞杆向外伸出，将剪刃向外推出；

c₂.控制限位缸活塞杆缩回，使限位块位于远离剪刃的初始位置；

d₂.控制伸缩缸活塞杆向内缩回，使剪刃缩回到所述安装槽内；

e₂.控制锁紧缸活塞杆向内缩回，利用锁紧块将剪刃锁紧固定；

f₂.控制限位缸活塞杆伸出，使限位块靠在剪刃的侧面上。

本发明的有益效果为：

本发明可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪，通过设置伸缩缸能够用于驱动剪刃伸出或缩回，通过设置限位缸，在限位块的作用下能够限定剪刃缩回的位置，通过设置锁紧缸，能够将伸出或缩回到位的剪刃锁紧固定，因此，通过对剪刃伸出或缩回的控制，本发明的转鼓式飞剪能够实现双向剪切和单向多次剪切，具体如下：

双向剪切工况，将两对所述剪刃装配的剪刃分别以相反方向安装，并在正向剪切时，正向剪刃向外伸出，反向剪刃向内缩进；在反向剪切时，正向剪刃向内缩进，反向剪刃向外伸出；

单向剪切工况，单向剪切有两种实现方式：1）将两对剪刃装配的剪刃分别以相同方向安装，并控制两对剪刃装配均向外伸出；2）不限定两对剪刃装配的剪刃安装方向，仅控制控制其中一对剪刃装配向外伸出，另一对剪刃装配向内缩回；

第1）种单向剪切方式与现有技术相同，不再累述；

第2）种单向剪切方式中，虽然两对剪刃装配安装方向相同或相反均能够实现单向剪切，但是，为了实现在生产过程中在线调整剪切方向，必须将两对剪刃装配的剪刃分别以相反方向安装，当需要单向剪切时，控制其中一对剪刃装配向外伸出，另一对剪刃装配向内缩回，并控制上转鼓和下转鼓以与剪刃伸出的那对剪刃装配匹配的转向转动，由于另一对剪刃装配缩回，其对钢带空切，并最终实现对钢带的单向剪切；当需要双向剪切时，控制两对剪刃装配均伸出即可。

附图说明

图1为现有转鼓式飞剪结构示意图；

图2为本发明可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪实施例的结构示意图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为本实施例可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪的一对剪刃装配在剪切区相遇时的结构示意图；

图5为图4为B详图；

图6为限位块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

如图2所示，为本发明可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪实施例的结构示意图。本实施例的可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪，包括机架、均旋转配合安装在机架上的上转鼓1和下转鼓2，上转鼓1和下转鼓2之间设有两对相互配合并用于对钢带进行单向剪切或双向剪切的剪刃装配，且上转鼓1和下转鼓2上设有用于安装剪刃装配的安装槽3。机架包括左机架4、右机架5、上横梁6和下横梁7，上转鼓1和下转鼓2的两端分别通过轴承安装在左机架4和右机架5上，且上转鼓1和下转鼓2的两端分别设有相互啮合且传动比为1的同步齿轮8，通过同步齿轮8的作用，能够驱动上转鼓1和下转鼓2同步相反转动，并驱动每一对的两个剪刃装配在剪切区相遇，实现对钢带的剪切。

剪刃装配包括剪刃9、用于安装剪刃9并驱动剪刃9伸出或回缩的伸缩缸10、用于锁紧剪刃9的锁紧缸11和用于限定剪刃9伸出或回缩位置的限位缸12。伸缩缸10、锁紧缸11和限位缸12均固定安装在安装槽3内。

剪刃9可拆卸地安装在伸缩缸10的活塞杆上，便于更换剪刃9和调节剪刃9的安装方向，本实施例的剪刃9上设有剪刃支座13，且剪刃9通过剪刃支座13安装在伸缩缸10的活塞杆上，通过设置剪刃支座13，能够起到保护剪刃9的作用。本实施例的剪刃支座13通过销钉17与伸缩缸10活塞杆相邻，并将连接处设置在剪刃9的两端，便于剪刃9更换时销钉17的拆装。

锁紧缸11的活塞杆上设有与剪刃9的侧面配合并用于锁紧剪刃9的锁紧块14，锁紧块14上设有与剪刃9侧面平行的锁紧面，采用该结构的锁紧块14，通过锁紧缸11的作用，能够使锁紧块14压紧固定在剪刃9的侧面上，进而将剪刃9锁紧固定。

限位缸12的活塞杆上设有与剪刃9的底面配合并用于限定剪刃9回缩位置的限位块15，本实施例的限位块15上设有用于防止与伸缩缸10活塞杆干涉的让位槽15a，通过设置让位槽15a，在限位块15伸出或缩回的过程中，能够避免与伸缩缸10活塞杆干涉，并使限位块15与剪刃9底面及剪刃支座13的地面之间的接触面积更大，改善其受力分布。限位块15和限位缸12活塞杆之间采用卡接结构相连，限位块15上设有卡槽15b，限位缸12活塞杆上设有与卡槽15b配合的卡块12a，如图6所示。

本实施例的锁紧缸11和限位缸12分别位于伸缩缸10的两侧，限位缸12的活塞杆轴线与伸缩缸10的活塞杆轴线垂直，锁紧缸11的活塞杆轴线与伸缩缸10的活塞杆轴线呈锐角相交，采用该结构的剪刃装配，通过限位缸12的作用能够有效驱动限位块15与剪刃9配合，通过锁紧缸11能够有效驱动锁紧块14向剪刃9侧面施加锁紧力，而不受剪刃9的位置限制。

本实施例可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪，通过设置伸缩缸10能够用于驱动剪刃9伸出或缩回，通过设置限位缸12，在限位块15的作用下能够限定剪刃9缩回的位置，通过设置锁紧缸11，能够将伸出或缩回到位的剪刃9锁紧固定，因此，通过对剪刃9伸出或缩回的控制，本实施例的转鼓式飞剪能够实现双向剪切和单向多次剪切，具体如下：

双向剪切工况，将两对所述剪刃装配的剪刃9分别以相反方向安装，并在正向剪切时，正向剪刃向外伸出，反向剪刃向内缩进；在反向剪切时，正向剪刃向内缩进，反向剪刃向外伸出；

单向剪切工况，单向剪切有两种实现方式：1）将两对剪刃装配的剪刃9分别以相同方向安装，并控制两对剪刃装配均向外伸出；2）不限定两对剪刃装配的剪刃9安装方向，仅控制控制其中一对剪刃装配向外伸出，另一对剪刃装配向内缩回，具体的，该两种单向剪切的方式具有以下不同：

第1）种单向剪切方式与现有技术相同，不再累述；

第2）种单向剪切方式中，虽然两对剪刃装配安装方向相同或相反均能够实现单向剪切，但是，为了实现在生产过程中在线调整剪切方向，必须将两对剪刃装配的剪刃9分别以相反方向安装，当需要单向剪切时，控制其中一对剪刃装配向外伸出，另一对剪刃装配向内缩回，并控制上转鼓和下转鼓以与剪刃9伸出的那对剪刃装配匹配的转向转动，由于另一对剪刃装配缩回，其对钢带空切，并最终实现对钢带的单向剪切；当需要双向剪切时，控制两对剪刃装配均伸出即可。

即通过将两对剪刃装配的剪刃9分别以相反方向安装，并通过分别控制两对剪刃装置伸出或缩回，能够在不更换剪刃安装方向的条件下，在线实现双向剪切和单向剪切，以满足工业生产需求。本实施例安装在上转鼓1或下转鼓2上的两个剪刃9的安装方向相反，即能够实现对钢带的双向剪切和单向剪切。

进一步，本实施例的可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪还包括液压控制系统，液压控制系统包括分别与伸缩缸10、锁紧缸11和限位缸12相连的油路，上转鼓1和下转鼓2上设有分别于各个油路相通并用于连接液压源的多油路旋转接头16，且每一条油路上均设有用于控制油路通断的电磁阀，通过设置多油路旋转接头16，便于油路的布置，通过设置电磁阀，能够通过电控装置实现对油路通断的控制，进而控制剪刃装配的伸出或缩回。

本实施例的伸缩缸10、锁紧缸11和限位缸12的活塞杆腔内均设有用于驱动活塞杆缩回的弹性元件，控制方便，反应迅速。本实施例的锁紧缸11输出的压力大，但其行程短，限位缸12和伸缩缸10行程稍大，但其输出压力低，因此，整套液压控制系统工作可靠，寿命长。

需要特别指出的是：虽然本实施例的每一个剪刃装配均有一套液压控制系统控制，但是根据实际工况的不同，多只剪刃装配也可由同一套液压控制系统控制。

下面结合上述实施例对本发明可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪控制方法的具体实施方式进行说明。本实施例可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪控制方法，转鼓式飞剪包括双向剪切和单向剪切两种工况：

双向剪切工况，将两对所述剪刃装配的剪刃分别以相反方向安装，并在正向剪切时，正向剪刃向外伸出，反向剪刃向内缩进；在反向剪切时，正向剪刃向内缩进，反向剪刃向外伸出；

单向剪切工况，将两对剪刃装配的剪刃9分别以相同方向安装，并控制两对剪刃装配均向外伸出；或不限定两对剪刃装配的安装方向，仅控制其中一对剪刃装配向外伸出，另一对剪刃装配向内缩回，也可实现单向剪切。

剪刃装配向外伸出的控制过程如下：

a₁.控制锁紧缸11活塞杆向外伸出，剪刃9释放；

b₁.控制限位缸12活塞杆缩回，使限位块15位于远离剪刃9的初始位置；

c₁.控制伸缩缸10活塞杆向外伸出，将剪刃9向外推出；

d₁.控制限位缸12活塞杆伸出，使限位块15位于剪刃9底面下方；

e₁.控制伸缩缸10活塞杆向内缩回，使剪刃9底面紧靠在限位块15上；

f₁.控制锁紧缸11活塞杆向内缩回，利用锁紧块14将剪刃9锁紧固定。

剪刃装配向内缩回的控制过程如下：

a₂.控制锁紧缸11活塞杆向外伸出，剪刃9释放；

b₂.控制伸缩缸10活塞杆向外伸出，将剪刃9向外推出；

c₂.控制限位缸12活塞杆缩回，使限位块15位于远离剪刃9的初始位置；

d₂.控制伸缩缸10活塞杆向内缩回，使剪刃9缩回到安装槽3内；

e₂.控制锁紧缸11活塞杆向内缩回，利用锁紧块14将剪刃9锁紧固定；

f₂.控制限位缸12活塞杆伸出，使限位块14靠在剪刃的侧面上。

如上所述，为了实现在生产过程中在线调整剪切方向，必须将两对剪刃装配的剪刃9分别以相反方向安装，当需要单向剪切时，控制其中一对剪刃装配向外伸出，另一对剪刃装配向内缩回，并控制上转鼓和下转鼓以与剪刃9伸出的那对剪刃装配匹配的转向转动，由于另一对剪刃装配缩回，其对钢带空切，并最终实现对钢带的单向剪切；当需要双向剪切时，控制两对剪刃装配均伸出即可。

通过采用本实施例可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪控制方法，能够控制转鼓式飞剪对钢带实现双向剪切和单向剪切，以及单向多次剪切，且根据实际工况，还可通过液压控制系统在线控制剪刃装配的伸出或缩回，即可在线快速调整转鼓式飞剪的工况，以满足钢带不同轧制方向的剪切需求。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪，包括机架、均旋转配合安装在机架上的上转鼓和下转鼓，其特征在于：所述上转鼓和下转鼓之间设有两对相互配合并用于对钢带进行单向剪切或双向剪切的剪刃装配，且所述上转鼓和下转鼓上设有用于安装剪刃装配的安装槽；

所述剪刃装配包括剪刃、用于安装剪刃并驱动剪刃伸出或回缩的伸缩缸、用于锁紧剪刃的锁紧缸和用于限定剪刃伸出或回缩位置的限位缸；所述伸缩缸、锁紧缸和限位缸均固定安装在所述安装槽内；所述剪刃可拆卸地安装在所述伸缩缸的活塞杆上，所述锁紧缸的活塞杆上设有与所述剪刃的侧面配合并用于锁紧所述剪刃的锁紧块，所述限位缸的活塞杆上设有与所述剪刃的底面配合并用于限定所述剪刃回缩位置的限位块；

所述锁紧缸和限位缸分别位于所述伸缩缸的两侧；

所述限位缸的活塞杆轴线与所述伸缩缸的活塞杆轴线垂直，所述锁紧缸的活塞杆轴线与所述伸缩缸的活塞杆轴线呈锐角相交。

2.根据权利要求1所述的可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪，其特征在于：所述剪刃上设有剪刃支座，且所述剪刃通过所述剪刃支座安装在所述伸缩缸的活塞杆上。

3.根据权利要求1所述的可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪，其特征在于：所述限位块上设有用于防止与所述伸缩缸活塞杆干涉的让位槽。

4.根据权利要求3所述的可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪，其特征在于：所述限位块和限位缸活塞杆之间采用卡接结构相连，所述限位块上设有卡槽，所述限位缸活塞杆上设有与所述卡槽配合的卡块。

5.根据权利要求1所述的可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪，其特征在于：所述锁紧块上设有与所述剪刃侧面平行的锁紧面。

6.根据权利要求1-5任一项所述的可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪，其特征在于：安装在所述上转鼓或下转鼓上的两个剪刃的安装方向相反。

7.根据权利要求1-5任一项所述的可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪，其特征在于：还包括液压控制系统，所述液压控制系统包括分别与伸缩缸、锁紧缸和限位缸相连的油路，所述上转鼓和下转鼓上设有分别于各个油路相通并用于连接液压源的多油路旋转接头，且每一条油路上均设有用于控制油路通断的电磁阀。

8.一种可双向剪切或单向多次剪切的转鼓式飞剪控制方法，其特征在于：所述转鼓式飞剪包括双向剪切和单向剪切两种工况：

双向剪切工况，将两对如权利要求6或7所述的剪刃装配的剪刃分别以相反方向安装，并在正向剪切时，正向剪刃向外伸出，反向剪刃向内缩进；在反向剪切时，正向剪刃向内缩进，反向剪刃向外伸出；

单向剪切工况：将两对所述剪刃装配的剪刃分别以相同方向安装，并控制两对剪刃装配均向外伸出；或仅控制其中一对剪刃装配向外伸出，另一对剪刃装配向内缩回；

所述剪刃装配向外伸出的控制过程如下：

a1.控制锁紧缸活塞杆向外伸出，剪刃释放；

b1.控制限位缸活塞杆缩回，使限位块位于远离剪刃的初始位置；

c1.控制伸缩缸活塞杆向外伸出，将剪刃向外推出；

d1.控制限位缸活塞杆伸出，使限位块位于剪刃底面下方；

e1.控制伸缩缸活塞杆向内缩回，使剪刃底面紧靠在限位块上；

f1.控制锁紧缸活塞杆向内缩回，利用锁紧块将剪刃锁紧固定；

所述剪刃装配向内缩回的控制过程如下：

a2.控制锁紧缸活塞杆向外伸出，剪刃释放；

b2.控制伸缩缸活塞杆向外伸出，将剪刃向外推出；

c2.控制限位缸活塞杆缩回，使限位块位于远离剪刃的初始位置；

d2.控制伸缩缸活塞杆向内缩回，使剪刃缩回到所述安装槽内；

e2.控制锁紧缸活塞杆向内缩回，利用锁紧块将剪刃锁紧固定；

f2.控制限位缸活塞杆伸出，使限位块靠在剪刃的侧面上。