CN106536106A - 剪切设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到一种剪切设备(1)，用于粉碎金属带粉碎，所述设备包括面对彼此放置的两个反向旋转筒(2、3)、连接滚筒并且使所述滚筒的旋转速度同步驱动设备，以及至少一对刀片，这对刀片分别由两个滚筒(2、3)承载，这对刀片的目的是在滚筒(2、3)旋转过程中通过剪切作用而配合，以便切割废料，从这刀片的刀刃(4)开始，这对刀片具有称为重叠面的平坦面，在刀片之间进行剪切过程中，重叠面至少局部地彼此重叠，并且面对彼此，每个刀片都横向附接到滚筒(2、3)，相对于滚筒(2、3)旋转轴(A1、A2)呈一定角度，并且使得穿过刀片的重叠面的平面与相应滚筒的旋转轴(A1、A2)形成一定角度，由此引起渐进剪切。根据本发明，每个刀片(20；30；21；31；22、32；23、33)的所述重叠面都相对于相应的滚筒(2、3)倾斜，由此使得穿过所述重叠面的平面在滚筒有效宽度上不与滚筒(2、3)旋转轴相交。

Description

剪切设备
技术领域
本发明涉及到一种剪切设备，目的在于粉碎废物，更具体而言，把金属带粉碎为多个碎片。
本发明的领域是，在处理金属带的流水线(例如，轧机)中，用于使边缘废料碎成多个碎片的旋转剪切设备。
背景技术
在处理金属带的操作过程中，已知切割金属带的边缘，以便得到理想宽度的带材。这一操作通常是通过成对的切割圆片进行的，所述切割片在所述带材运动过程中按照带材向前移动的方向，靠近边缘切割所述带材。
切割成一定尺寸的带材在生产线上继续向前移动，同时，转移所切掉的每段被称为“边缘废料”的带材，并将其引出生产线外。文献US2417556描述了具有切割片的这种切割设备。
该带材是可缠绕到芯轴上的废料，或当集聚过多带材时，所述废料会压紧在一起。
另一种解决方案是在所述废料行进过程中，通过旋转剪切设备使这种连续的废料碎成为多个碎片。
本领域技术人员因此知晓许多粉碎边缘废料的旋转剪切设备。
例如，文献US3799020公开一种剪切设备，该剪切设备包括设置在具有多个刀片的圆周上的滚滚筒，该滚筒圆周并且具有固定的反向刀片，所述反向刀片的目的是在所述滚筒旋转过程中，连续地与滚滚筒的刀片配合进行剪切。这种现有技术的图1阐释了从生产线转移，并在旋转的滚滚筒的刀片与静止的反向刀片之间连续地粉碎边缘废料。
但是，本发明尤其涉及到具有两个反向旋转滚筒的剪切设备。
在这种类型的剪切设备中，如文献US4004479所述，两个反向旋转筒面对彼此放置，驱动设备连接滚筒并控制所述滚筒的旋转速度。滚筒具有分别成对放置的刀片(或“刀”)。横切滚筒设置每个滚筒的刀片，以便在滚筒之间驱动带材时，成对地进行剪切，并粉碎带材。
为了实现良好的切割效果，滚筒的旋转必须精确地同步，这使得剪切过程中能够控制成对的刀片之间的切断间隙，尤其是圆周的切断间隙。为此目的，如文献US4004479所述，已知通过没有任何间隙的齿轮(“消隙齿轮”)使滚筒旋转同步，所述齿轮与滚筒轴的旋转相关联。
剪切过程中，同一对刀片之间的切断间隙通常是根据待切割的带材厚度确定的。带材越薄这个切断间隙就必须减少得越多。实际上，本领域技术人员遵守1/10的规则，也就是说，刀片之间的切断间隙确定为待切割带材厚度的1/10。
在文献US4004479所述的具有反向旋转筒的剪切设备中，刀片是均匀分布在滚筒圆周上的大体呈平行六面体形的条，而且每个刀片的定向都是横切滚筒的。刀片的刀刃是直线形的，大体上平行于滚筒的旋转轴。
但是，这种设备不尽人意，因为所述设备造成冲击，并且不能渐进地切割边缘废料。
为了实现渐进切割边缘废料，并因此大幅度地限制切割噪声，例如，本领域技术人员通过文献DE1117358已知刀片的定向相对于滚筒的旋转轴呈一定角度。换言之，每个刀片(及其刀刃)的纵向不再平行于滚筒的轴，而是相对于所述轴倾斜。此外，属于两个滚筒的刀片呈相对的对角线定向。因此，剪切在一对刀片的两个纵向末端处局部地开始，并沿着刀片移动到两个相对地纵向末端，这样能够大大地降低切割噪音。
此外，本领域技术人员知道在现有技术的设备中，切割直径(也就是每个刀片的刀刃与滚筒的旋转轴之间的距离的二倍)可以仅仅稍大于两个滚筒之间的中心距，否则，在滚筒旋转过程中，刀片的刀刃与所述刀片的重叠面之间会发生接触，导致过早磨损刀片的刀刃。
如果切割直径比中心距大太多，假设必须考虑切断间隙，那么(同一对)刀片之间则有过大的重叠，以避免在剪切过程中这些刀片相互冲击。
如果刀片相对于滚筒的轴倾斜，以实现渐进切割，如文献DE1117358所述，那么根据已知的现有技术，则必须以弯曲的方式加工刀刃，从而使滚筒的轴与刀刃分隔的半径尽可能在该刀刃的长度上不变。不再可能具有直线刀刃，在刀片纵向末端，该刀刃局部的半径可比刀片中间域的刀刃的局部半径大得多。在所述纵向末端，滚筒的刀片之间因此会有过多重叠，以避免这些直线刀片的刀刃与相对刀片的重叠面之间干扰。
通常，利用提前安装在每个滚筒上的，大体呈平行六面体形的刀片进行刀片刀刃的这种弯曲加工，所述滚筒必须是可以与其各个旋转轴分离的可移除的滚筒，以便能够进行弯曲加工的操作。
然后将平行六面体形的刀片/滚筒组件从剪切设备上移除，并将其放在加工站上。在该加工站上，以弯曲的方式重磨刀片的刀刃。一旦完成这种加工工作，就从加工站移除滚筒，以便将其安装在剪切设备的旋转轴上。
随着刀片磨损，可以使用刀片与滚筒之间的楔子，从而使滚筒的刀片更加突出，按照前述加工程序，沿着弯曲的轨迹对刀片进行新的重磨。
这种现有技术通常需要一组额外的滚筒，以便能够重磨刀片，其目的是在维护期间使轧机不必停机太久。
由于可以相对于滚筒的轴来移除滚筒的性质，这导致这种设备有一个固有缺点。经常注意到把滚筒定位在所述滚筒的轴上存在不足之处，这不可避免地导致切断间隙的误差，并因此导致切割缺陷。
通过文献FR2640174，再次知晓具有两个反向旋转筒的剪切设备。像前述文件一样，刀片并非平行于滚筒的旋转轴，而是相对于所述轴呈一定角度，由此引起废料的渐进剪切。
与前述文件不同的是，文献FR2640174的设备涉及到弯曲刀片的使用，在把所述刀片安装到所述刀片的滚筒上之前，沿着预定的曲率半径加工所述弯曲刀片。
每个刀片的特征都在于凸外面和平侧面，在侧面与两个凸外面之间的交叉点处形成四个(弯曲的)刀刃。当其中一个刀刃磨损时，从滚筒移除刀片，并在不同位置重新安装刀片，以便暴露其中另一个刀片。
据申请人所知，具有反向旋转筒的，渐进切割的剪切设备的现有技术，尤其是文献FR2640174或DE1117358所述的剪切设备，是专门留作粉碎厚度大、屈服强度高的产品的废料，通常厚度大于1毫米，通常屈服强度大于300MPa。
在现有技术的这些设备中，切割直径(也就是每个刀片的刀刃与滚筒的旋转轴之间的距离的二倍)可仅仅稍大于两个滚筒之间的中心距，否则，会发生刀刃过早磨损，这一事实解释了上述内容。
这种尺寸的限制意味着刀片之间重叠很少，以防剪切过程中刀片之间相互冲击。
对于厚度大、屈服强度高的产品，这种设备使之能够通过产品的脆性断裂进行切割，刀片没有任何重叠，因此没有刀片之间相互冲击的风险，即便切断间隙较小，亦是如此。
但是，已经知道这种设备不适合较薄的产品以及/或者柔软的产品，所述较薄的产品即厚度小于0.3毫米的产品，所述柔软产品的断裂产品延伸系数较大(>20％)，将这些产品插入刀片之间的间隙中，不发生产品脆性断裂的情况，因此重叠不足以通过撕裂来切割产品。
此外，对于文献DE1117358中所述类型的某些设备，刀片通过径向螺钉和楔子安装在其各自滚筒上。通过螺丝接合夹紧这些楔子必须是渐进的，而且是精确的，通常通过预定程序夹紧，否则，可移除的滚筒呈椭圆形，这种椭圆形变形改变切断间隙，并导致切割缺陷。
在具有方向旋转筒的剪切机的现有技术中，还可从日期为1949的文献BE490046中知晓一种剪切机，它的由滚筒承载的两个刀片分别具有直线刀刃。在该文件中，每个刀片的直线刀刃(称为刀刃)都具有严格平行于相应滚筒的旋转轴，所述对应滚筒承载刀片。该文件讲述了刀片相对于穿过刀刃的径向平面倾斜，以便进行边缘整齐的剪切。因此，如文献BE490046的图3中所阐释的，对于每个滚筒而言，穿过刀片重叠面的平面决不与相应滚筒的旋转轴交叉。
在图4中，该文件还介绍了，通过相对于第二个滚筒的旋转轴O2-O2倾斜第一个滚筒的旋转轴O1-O1，以此在剪切过程中减小冲击，同时，每个刀片的直线刀刃(称为刀刃)都保持轴严格平行于相应滚筒的旋转轴，所述相应滚筒承载着刀片。据发明者观察，如文献DE1117358所述，当一对刀片分别相对于相应滚筒的旋转轴倾斜一定角度时，且由两个滚筒承载的一对刀片的定向呈相对的对角线定向，则以降低冲击为目的，两个滚筒的旋转轴之间如此倾斜，只能是非常轻微地倾斜，无法实现渐进剪切。据发明者观察，根据现有技术文献BE490046的这种剪切机无法高速进行粉碎，与现有技术的文献DE1117358和FR2640174的剪切机情形相反。
通过文献FR2306773还知道一种具有反向旋转筒的剪切机，其中，由两个滚筒承载的一对刀片具有直线刀刃(称为刀刃，标为1和2)。根据该现有技术的文件的描述，标为“xx”和“yy”的滚筒旋转轴彼此平行。
根据该现有技术的文件，标为1或2的每个刀刃都被包含在标为3或4的平面中，所述平面穿过滚筒的旋转轴xx或yy。此外，刀刃相对于滚筒旋转轴的共同方向以相同角度倾斜，其目的是实现渐进切割。
而且，据发明者观察，与文献DE1117358或FR2640174所述的刀片倾斜相比，刀片沿着垂直于径向平面的旋转轴的如此倾斜只能是最低限度的倾斜，其中，由滚筒承载的刀片具有呈相对的对角线的定向。文献FR2306773所述的剪切机无法进行文献DE1117358和FR2640174的剪切机所实现的渐进切割。在文献DE1117358或FR2640174中，能够进行渐进切割的倾斜度是通过刀片围绕大体为径向的并垂直于旋转轴的旋转实现的，而在文献FR2306773中，倾斜度是通过刀片围绕垂直于径向平面的旋转轴旋转实现的。
当刀片是根据文献DE1117358所述内容倾斜时，刀片的直线边缘或刀刃与滚筒的旋转轴不是共面的：边缘无法被包含在穿过如文件FR2306773所述的滚筒旋转轴的平面中。据发明者观察，像前述文件一样，根据现有技术文献FR2306773的这种剪切机不能高速粉碎，与现有技术的文献DE1117358和FR2640174的剪切机相反。
发明内容
本发明的目的是提出具有反向旋转筒的、连续切割的一种新型剪切设备来克服前述的全部或部分缺点。
本发明的另一个目的是提出适合以较高速度粉碎金属带的一种剪切设备。
更具体而言，本发明的一个目的是至少根据一个实施例提出一种具有反向旋转筒的、渐进切割的剪切设备，其能够粉碎较薄和/或柔软的产品，尤其是厚度小于1毫米，乃至小于0.3毫米的产品，以及/或者延伸系数较大的，尤其是大于20％的产品。
本发明的另一个目的是至少根据一个实施例提出一种具有反向旋转筒的设备，无需对刀片的刀刃进行特殊的精确加工，更具体而言，按照特殊的弯曲轨迹进行加工。
本发明的另一个目的是至少根据一个实施例提出具有反向旋转筒的一种设备，该设备在把刀片夹紧到所述刀片的滚筒上时，其滚筒非常不易变为椭圆形。
在仅以非限制性实例的方式列出的以下说明中，本发明的其它目的显而易见。
因此，本发明首先涉及一种剪切设备，其目的在于粉碎废料，尤其是把金属带粉碎为多个碎片，所述设备包括彼此面对放置的两个反向旋转筒、驱动设备以及至少一对刀片，滚筒的旋转轴彼此平行，所述驱动设备连接滚筒，并且使所述滚筒的旋转速度同步，所述一对刀片分别由两个滚筒承载，这对刀片的目的是在滚筒旋转过程中通过剪切作用而配合，以便切割废料，从所述刀片的刀刃开始，这对刀片具有称为重叠面的平坦面，在刀片之间进行剪切过程中，所述重叠面至少局部地彼此重叠，并且彼此面对，每个刀片都横向地附接到滚筒，相对于滚筒旋转轴呈一定角度，由两个滚筒承载的这对刀片的定向呈相对的对角线，由此使得穿过刀片所述重叠面的平面与相应滚筒的旋转轴形成一定角度，并引起渐进剪切。
根据本发明，每个刀片的所述重叠面都相对于滚筒(双重地)倾斜，由此使得穿过所述重叠面的平面在滚筒有效宽度上不与滚筒旋转轴相交。
在此，每个刀片的“双重”倾斜应参照文献US4004479的现有技术来理解，所述文件公开了大体上平行于滚筒旋转轴的直线刀片刀刃。
如该现有技术的文件的图3中所示，每个刀片有效刀刃的重叠面的平面大体上穿过相应滚筒的旋转轴，或者是邻近所述轴的平行平面。
因此，就文献US4004479所述内容而言，重叠面的第一个倾角是通过围绕旋转轴旋转刀片得到的，所述旋转轴穿过重叠面，大体为径向，并且垂直于滚筒的旋转轴。
换言之，一旦按照第一个倾角倾斜，滚筒的旋转轴与刀片的刀刃便不共面，因此无法被包含在相同平面中，就如图5、图6和图7中可见，与文件FR2306776所述内容相反，在文件FR2306776中，当刀片相对于滚筒旋转轴倾斜时，刀片的刀刃总是被包含在穿过承载刀片的滚筒的旋转轴的平面中。
根据通过现有技术的文件FR2640174和DE1117358已知的现有技术，这“第一个”倾角确保产品的渐进剪切。但是，单独靠这第一个倾角不足以克服这些现有技术的文件描述中所指出的问题；尤其是，关于该现有技术：
-仍需要以弯曲的形式加工刀刃，
-这些设备不适合较薄产品，尤其是小于0.3毫米的产品，而且/或者柔软的产品，其断裂产品的延伸系数较大(>20％)。
应注意，在通过现有技术的文献FR2640174和DE1117358已知的现有技术的设备中，刀片总是放置在滚筒上，使得穿过刀片有效刀刃的重叠面的平面与相应滚筒的轴线相交，其交点位于与滚筒有效宽度相对应的轴线的线段上，通常接近线段中部。
本发明与这种现有技术的不同之处在于“第二个”倾角，通过围绕旋转轴旋转刀片得到所述第二个倾角，所述旋转轴穿过重叠面，并大体上平行于刀片的刀刃。
作为一个非限制性实例：
-第一次旋转可为15°(+/-5°)，以及
-第二次旋转可为9.5°(+/-5°)。
同一对刀片的倾角使得在刀片进行剪切工作时，这对重叠面大体上平行。
这第二个倾角允许每个刀片的所述重叠面能够相对于滚筒倾斜，使得穿过所述重叠面的平面在滚筒的有效宽度上不与滚筒的旋转轴交叉。据发明者观察，这第二个倾角使之能够消除上文指出的缺陷。
据发明者观察，刀片相对于滚筒如此的双重倾斜允许较大的重叠(也就是，剪切过程中刀片之间的重叠面重叠较大)，而且/或者与现有技术的剪切设备相比，使刀片之间的切断间隙较小，不存在旋转过程中刀片的刀刃与相对的重叠面之间干扰的风险。
实现刀片之间较大的重叠使得带材更大程度地伸展，因此能够通过撕裂切割延伸系数较高的带材。
缩小切断间隙使之能够切割更薄的带材，通常把切断间隙确定为待切割带材厚度的1/10，由此实现良好的切割。
因此，这种设备在粉碎边缘废料过程中有一个特定用途，所述边缘废料的厚度小于1毫米，乃至小于0.3毫米，而且/或者是由延伸系数大于20％的材料制成。
刀片如此双重倾斜度允许可供选择性地、方便地利用具有待使用的直线刀刃的刀片，不存在刀片相互冲击的风险。
而且，最好，这对刀片的横截面在纵向上分别不变，分别具有在重叠面与刀片外面的交叉处界定的直线刀刃。
根据一个实施例，一对刀片位于其滚筒上，这样，对于刀片之间的切断间隙小于0.02毫米而言，由此使得剪切过程中刀片的所述重叠面的重叠大于切割中心距的0.33％。
根据一个实施例，刀片具有适合至少在表面部分上形成所述重叠面的至少一个平侧面，在平侧面与平上部外面的交叉处界定所述直线刀刃。
根据一个实施例，这对的每个刀片都是在滚筒上有两个安装位置的可反转刀片，所述刀片具有两个侧面，平行且相对，适合至少在表面部分上形成所述重叠面，在其中一个侧面与上部外面的交叉处界定第一个直线刀刃，在另一个侧面和另一个下部外面的交叉处界定第二个直线刀刃。
根据一个实施例，每个刀片都在所述滚筒的外壳处固定到所述滚筒，所述外壳包括所述侧面的平支撑面，所述侧面直接或通过楔子来承载有效刀刃。
根据一个实施例，除了被称作承载有效刀刃的所述刀片的所述侧面的所谓第一支撑面的平支撑面之外，外壳还包括第二支撑面，该第二支撑面大体上垂直于第一支撑面，并直接或通过楔子用作所述刀片下部外面的支撑物。
根据一个实施例，每个刀片都具有多个供装合螺钉穿过的孔，所述装合螺钉与螺纹孔配合，所述螺纹孔从用作所述侧面支撑物的平坦面延伸。
根据一个实施例，连接滚筒并且使所述滚筒的转速同步的所述驱动设备包括两个旋转轴以及一个连接所述轴的齿轮，所述旋转轴分别刚性地连接到两个滚筒，所述齿轮包括第一齿形轮和第二齿形轮。
最好，每个滚筒及其相应的旋转轴是由整体式金属元件构成的。因此消除了与滚筒在轴上的定位相关的缺陷，就像在具有可移除滚筒的剪切设备中遇到的缺陷一样。
附图说明
通过阅读以下说明，并连同附图，可以更好地理解本发明，在附图中：
-图1是从现有技术所知的剪切设备的滚筒的一幅前视图，
-图1a按照图示显示了穿过图1的重叠面的平面P1’与上部滚筒的旋转轴线A1’在点I1’处交叉，该点I1’位于与滚筒宽度L1’相对应的轴线A1的线段上，而且，通常，像现有技术已知的那样，接近线段中部，
-图1b按照图示显示了穿过图1的重叠面的平面P2’与下部滚筒的旋转轴线A2’在点I2’处交叉，该点I2’位于与滚筒宽度L2’相对应的轴线A2的线段上，而且，通常，像现有技术已知的那样，接近线段中部，
-图2是图1的横截面A-A的一幅视图，
-图2a是一幅详细视图，显示了图2的设备的刀片之间的重叠，
-图3和图4是根据本发明的设备的反向旋转筒的右侧图和左侧图，
-图4a是一幅详细视图，显示了刀片之间的重叠与切断间隙，
-图5根据本发明的设备的两个滚筒、所述滚筒的旋转轴以及消隙齿轮的一幅视图，所述消隙齿轮使轴的相反的旋转同步，
-图5a按照图示显示了穿过图5的上部滚筒的刀片的重叠面的平面P1与上部滚筒的旋转轴线A1在点I1处交叉，通过在滚筒上刀片的双重倾斜位置，使该点I1位于与滚筒宽度L1相对应的轴线A1的线段之外，
-图5b按照图示显示了穿过图5的下部滚筒的刀片的重叠面的平面P2与下部滚筒的旋转轴线A2在点I2处交叉，通过在滚筒上刀片的双重倾斜位置，使该点I2位于与滚筒宽度L2相对应的轴线A2的线段之外，
-图6和图7分别是上下两个滚筒的视图，
-图8a和图8b分别是关于新刀片与磨损刀片的图6的横截面A-A的视图，
-图9a和图9b分别是关于新刀片与磨损刀片的图7的横截面C-C的视图，
-图9c是刀片的一幅侧视图，
-图10是沿着穿过滚筒两条旋转轴的平面的图5的设备的一幅横断面视图，
-图11和图12分别是如图10所阐释的横截面B-B和C-C的视图，
具体实施方式
图1和图2阐释了申请人已知的根据现有技术的具有反向旋转筒的剪切设备。
该剪切设备1’的目的是粉碎废料，尤其是把比如边缘废料这样的金属带粉碎为多个碎片。该设备1’包括彼此面对放置的两个反向旋转筒2’、3’，滚筒的旋转轴基本平行。
驱动设备(未显示)连接滚筒，并使所述滚筒的转速同步。
该设备1’包括至少一对刀片20’、30’；21’、31’；22’、32’；23’、33’(更具体而言，四对刀片)，由两个滚筒2’、3’分别承载各对刀片20’、30’；21’、31’；22’、32’；23’、33’，这对刀片的目的是在滚筒2’、3’旋转过程中通过剪切作用而配合，以便切割废料。
如图2a所示，从所述刀片的刀刃4’开始，这对刀片具有称为重叠面的平坦面5’，6’，在刀片20’、30’；21’、31’；22’、32’；23’、33’之间进行剪切的过程中，所述重叠面至少局部地彼此重叠，并彼此面对。
如图1所示，每个刀片都横向地附接到滚筒2’；3’，与滚筒2’；3’的旋转轴A1’(或A2’)呈一定角度，由此使得穿过刀片所述重叠面5’，6’的平面P1’(或P2’)与相应滚筒的旋转轴A1；A2形成一定角度，从而引起渐进剪切。
此外，由两个滚筒2’和3’承载的这对刀片的定向呈相对的对角线。
因此，在这对刀片的两个纵向末端处局部地开始剪切，并沿着刀片移动到两个相对的纵向末端，由此能够大大降低切割噪声。
据本申请人观察，这种现有技术具有简介部分所述的缺点。
在现有技术的这些设备中，切割直径(也就是每个刀片的刀刃4’与相应滚筒的旋转轴A1’或A2’之间的距离的二倍)可以仅仅稍大于两个滚筒之间的中心距(轴线A1’与轴线A2’之间的距离)，否则，会发生刀刃过早磨损。在现有技术的这种设备中，切割直径最多比切割中心距大0.13％，留有0.05毫米的间隙。
在这种类型的设备中，这种尺寸的限制意味着刀片之间重叠很少，以防剪切过程中刀片之间相互冲击。
这种重叠在图2a中用尺寸“dr”来阐释。对于厚度大、屈服强度高的产品，这种设备能够通过产品破碎进行切割，重叠与切断间隙对于切割而言不是很重要。
但是，已知这种设备不适合较薄产品，即，小于0.3毫米的产品，以及/或者柔软产品，其断裂产品延伸系数较大(>20％)，将这些产品插入刀片之间的间隙中，因此重叠不足以通过撕裂来切割产品。
应注意，在现有技术的设备中，如图1所示，刀片始终位于滚筒上，使得穿过刀片重叠面5’(分别为6’)的平面P1’(分别为P2’)与相应滚筒的轴线A1’(或A2’)相交，其交点I1’(分别为I2’)位于与滚筒有效宽度L1’(或L2’)相对应的轴线的线段上。
在此，有效宽度意味着发生切割的滚筒宽度。
因此，如图1a所示，穿过刀片20’重叠面5’的平面P1’在点I1’与轴线A1’相交。该点I1’位于与滚筒2’宽度L1’相对应的轴线的线段上。
同样，如图1b所示，穿过重叠面6’的平面P2’在点I2’与轴线A2’相交。该点I2’位于与滚筒3’宽度L2’相对应的轴线的线段上。
因此，按照已知的现有技术，刀片在所述刀片的滚筒上的倾斜度应是这样，使得交点I1’(或I2’)始终位于与相应滚筒L1’(或L2’)的有效宽度相对应的轴线A1’(或A2’)的线段上。
根据现有技术的这种设备需要沿着弯曲轨迹加工刀片的刀刃。图1和图2所示的现有技术具有可移除的滚筒。在特殊加工站上，在所述刀片的可移除滚筒上进行刀片刀刃的加工。
通过楔子C’把刀片夹紧在滚筒的外壳中，在不遵守夹紧程序的情况下，这会导致滚筒呈椭圆形。
本发明是发明人观察的结果，即，在如此的剪切设备中，通过大幅度地修改刀片相对于所述刀片的对应滚筒的倾角，更具体而言，所述倾角为刀片重叠面相对于滚筒的倾角，其目的是防止滚筒的刀片相互干扰，这种剪切设备能够显著地提高刀片剪切的动力学效果，尤其是增加了刀片之间的重叠。
与已知的现有技术的剪切设备相比，根据本发明的这种结构使得切割过程中重叠更大(图4a中的距离“dr”)，由此通过撕裂促进了废料切割，并因此改进了“柔软”产品的切割。
替代地或附加地，与已知的现有技术的剪切设备相比，这种结构能够减少切断间隙(距离“dc”)，因此能够切割更薄的废料。
根据本发明，刀片这种倾角的特征在于，每个刀片20；30；21；31；22、32；23；33的所述重叠面5；6都相对于相应滚筒2、3双重倾斜，由此使得穿过所述重叠面5(或6)的平面P1(或P2)在相应滚筒2(或3)的有效宽度L1(或L2)上不与滚筒2(或3)的旋转轴相交。
因此，如图5a所示，根据本发明，平面P1在点I1处与轴线A1相交，所述点I1位于与上部滚筒的有效宽度L1相对应的轴线A1的线段之外。
同样，如图5b所示，根据本发明，平面P2在点I2处与轴线A2相交，所述点I2位于与下部滚筒的有效宽度L2相对应的轴线A2的线段之外。
因此，本发明涉及到一种用于粉碎废料的剪切设备1，，尤其是把金属带粉碎为多个碎片。
该设备包括面对彼此放置的两个反向旋转筒2、3，滚筒的旋转轴A1和A2基本平行。驱动设备连接滚筒，并使所述滚筒的转速同步。该设备科可包括两个旋转轴8、9以及一个齿轮，所述旋转轴分别刚性地连接到两个滚筒2、3，所述齿轮包括第一齿形轮90以及至少一个第二齿形轮80、81。
第一齿形轮90安装在轴9上，安装在另一个轴8上的所述至少一个第二齿形轮80、81与第一齿形轮90啮合。为了消除滚筒2和3之间的角度间隙，轴8的两个轻微偏置的齿形轮80、81与第一齿形轮90啮合。
最好，滚筒2及其轴8是由整体式金属元件构成的。同样，滚筒3及其轴9也是由整体式金属元件构成的。因此消除了滚筒在各自轴上不当定位的风险。
该设备包括至少一对刀片20、30、21、31、22、32、23、33，这对刀片20、30；21、31；22、32；23、33分别由两个滚筒2、3承载，这对刀片的目的是在滚筒2、3旋转过程中通过剪切作用而配合，从而切割废料。
最好，该设备可包括多对刀片20、30、21、31、22、32、23、33。每个滚筒的刀片20、21、22、23(相应为30、31、32、33)最好均匀地分布在滚筒2的圆周上。根据所阐释的实施例，每个滚筒2(或3)具有四个刀片20、21、22、23(相应为30、31、32、33)，围绕滚筒A1(相应为A2)的旋转轴每隔90°分布。
从所述刀片的刀刃4开始，各对刀片或每对刀片包括被称为重叠面5、6的平坦面，在刀片20、30；21、31；22、32；23、33之间进行剪切过程中，所述重叠面5、6至少部分地彼此重叠，并面对彼此。在图4a中详细阐释了距离“dr”上的这种重叠。
每个刀片都横向地附接到滚筒2、3，相对于滚筒2、3的旋转轴A1；A2呈一定角度，由此使得穿过刀片所述重叠面5、6的平面与相应滚筒的旋转轴A1；A2呈一定角度，由此引起渐进剪切。
如图5所示，由两个滚筒2、3承载的一对刀片20、30的定向呈相对的对角线。如该图5中可见，刀片20(或30)的刀刃与相应滚筒的旋转轴A1(或A2)因此不共面。如图6和图7中可见，从穿过刀片的径向看，尤其是在所述刀片中部，刀片的刀刃20与相应滚筒的旋转轴倾斜的角度与第一个刀片倾角相对应，所述第一个刀片倾角使之能够实现渐进切割，在这种情况下，为15°角，如图6和图7所示。
因此，在这对刀片20、30的两个纵向末端局部地开始剪切，并沿着刀片移动到两个相对的纵向末端，由此能够大大降低切割噪声。
根据本发明，如前文所解释，每个刀片20；30；21；31；22、32；23；33的所述重叠面5；6都相对于相应的滚筒2、3倾斜，以便穿过所述重叠面5；6的平面P1；P2在滚筒2、3的有效宽度L1；L2上不与滚筒2、3的旋转轴相交。
这种倾角使得剪切过程中对于同一个切断间隙而言重叠更大，而不存在刀片之间相互干扰的风险。
根据一个实施例，一对刀片位于所述刀片的滚筒上，对于切断间隙小于0.02毫米而言，由此使得剪切过程中刀片的所述重叠面5、6局部重叠大于切割中心距的0.33％。
因此，与现有技术的渐进切割设备相反，可以提供具有直线刀刃的刀片，而不是文献DE1117358和FR2640174中所述的弯曲刀刃。
根据一个有插图的实施例，这对刀片分别具有一个有效的直线刀刃4，在刀片的平坦重叠面5(或6)与平坦外面50(或60)的交叉处界定所述直线刀刃4，所述平坦外面称为上面。
根据一个实施例，刀片20；30；21；31；22、32；23；33的横截面在纵向上分别不变，由此简化了所述刀片的制造。刀片主体可大体呈平行六面体形，如附图所示。
每个刀片20；30；21；31；22、32；23；33都可具有至少一个平侧面51(或61)，所述平侧面适合至少在表面部分上形成所述重叠面5(或6)，在侧面51(或61)与上部外面50(或60)的交叉处界定所述刀刃4。
有利的是，这对的每个刀片可都是在滚筒上有两个安装位置的可反转刀片，所述刀片具有两个平行且相对的侧面51、52；61、62，所述侧面适合至少在表面部分上分别形成所述重叠面5、5”；6、6”，在其中一个侧面与上部外面50；60的交叉处界定第一个直线刀刃4，在另一个侧面52；62和另一个下部外面53；63的交叉处界定第二个直线刀刃4”。
当第一个刀片的刀刃4磨损时，可以移除刀片，把所述刀片翻过来，把所述刀片安装在其另一个安装位置，从而暴露出第二个刀刃4”。
最好，每个刀片都在所述滚筒的外壳上固定到滚筒2(或3)，所述滚筒的外壳包括所述侧面的平支撑面24(或34)，所述侧面直接或通过楔子承载有效刀刃。
该平支撑面24或34因此形成参考平面，用于定位刀片的有效刀刃及其重叠面5或6。
组装过程中，把承载有效刀刃的侧面5直接压在该平支撑面24上，如图9a和图9b作为一个非限制性实例所示，或者通过预定厚度的楔子35压在所述平支撑面上，如图8a和图8b所示。
在此，在具有多个刀刃的可反转刀片的情况下，有效刀刃的意思是暴露在外，以便进行剪切工作的刀刃(4或4”)，而不是未使用的被动刀刃。
如此设置使之能够决定性地调整刀片在所述刀片(2或3)滚筒上的周向位置，而如此调整与刀片磨损无关，尤其是与所述刀片厚度减少无关。尽管所述刀片侧面之间的刀片厚度减少，刀片在滚筒上的周向位置也是固定的，而且在刀片磨损的情况下，也不再须改变，与文献FR2640174所述的现有技术相反。
因此，通过楔子34的调整在图8a所阐释的新刀片与图8b所阐释的厚度较小的磨损刀片之间没有改变。
同样，通过支撑面24的直接调整在图9a所阐释的新刀片与图9b所阐释的厚度较小的磨损刀片之间没有改变。
不必考虑侧面之间由于磨损导致的厚度减少，这样，如果把相对刀片的侧面压在承载有效刀片刀刃上，那么就是这种情况，如文献FR2640174所述。尽管这种组件不是优选的，但仍有可能。
最好，对于所述刀片的所述侧面而言，除了被称为第一支撑面24、34的平支撑面之外，外壳还包括第二支撑面26、36，所述第二支撑面大体上垂直于第一支撑面，并且直接或者最好通过楔子37用作所述刀片的下部外面53、63的支撑物。该楔子37的预定厚度使之能够调整同一对刀片之间的重叠(距离dr)。
每个刀片具有供螺钉39穿过的多个孔38。这些孔沿着每个刀片的长度分布，例如，每个孔从刀片的一个侧面51(相应为61)穿到另一个侧面52(相应为62)。与螺纹孔配合的装合螺钉最好从所述侧面的平支撑面延伸。
通过轴承引导旋转轴旋转，由此限制轴向间隙，通过电机驱动滚筒旋转。
当然，在不脱离以下权利要求所定义的本发明的范围的情况下，可以设想其它实施例。
术语
本发明：(图3至图12)
1.剪切设备，
2、3.上下反向旋转筒，
4.刀片的刀刃(第一个刀刃)，
4”.刀片的刀刃(第二个可反转刀片的刀刃)
5、6.一对刀片的重叠面，
5”、6”.从第二个刀刃(4”)开始的一对刀片的重叠面，8.旋转轴(滚筒2)，
9.旋转轴(滚筒3)，
20、21、22、23.上部滚筒的刀片，
30、31、32、33.下部滚筒的刀片，
24.支撑面滚筒2(第一支撑面)，
34.支撑面滚筒3(第一支撑面)，
26.第二支撑面(滚筒2)，
36.第二支撑面(滚筒3)，
35.楔子(第一支撑面)，
37.楔子(第二支撑面)，
38.孔(用于螺钉)，
39.螺钉，
50.刀片(标为20)的上部外面，
51、52.刀片(标为20)的侧面，
53.刀片(标为20)的下部外面，
60.刀片(标为30)的上部外面，
61、62.刀片(标为30)的侧面，
63.刀片(标为30)的下部外面，
A1.上部滚筒的旋转轴，
A2.下部滚筒的旋转轴，
P1.穿过重叠面(5)的平面，
P2.穿过重叠面(6)的平面，
I1.平面P1与轴线A1之间的交点，
I2.平面P2与轴线A2之间的交点，
L1.上部滚筒的有效宽度，
L2.下部滚筒的有效宽度，
dr.同一对刀片之间的重叠，
dc.切断间隙.
现有技术：(图1和图2)：
1’.剪切设备，
2’、3’.上下反向旋转筒，
4’.刀片的刀刃，
5’、6’.一对刀片的重叠面，
20’、21’、22’、23’.上部滚筒的刀片，
30’、31’、32’、33’.下部滚筒的刀片，
A1’.上部滚筒的旋转轴，
A2’.下部滚筒的旋转轴，
C’.夹紧楔子，
P1’.穿过重叠面(5’)的平面，
P2’.穿过重叠面(6’)的平面，
I1’.平面P1’与轴线A1’之间的交点，
I2’.平面P2’与轴线A2’之间的交点，
L1’.上部滚筒的有效宽度，
L2’.下部滚筒的有效宽度，
dr'.刀片之间的重叠。

Claims (15)

1.剪切设备(1)，用于粉碎废料，尤其是把金属带粉碎为多个碎片，所述设备包括面对彼此放置的两个反向旋转筒(2、3)、驱动设备以及至少一对刀片(20、30、21、31、22、32、23、33)，所述滚筒(2、3)的旋转轴(A1，A2)彼此平行，所述驱动设备连接所述滚筒，并且使所述滚筒的旋转速度同步，所述一对刀片(20、30；21、31；22、32；23、33)分别由两个滚筒(2、3)承载，这对刀片的目的是在所述滚筒(2、3)旋转过程中通过剪切作用而配合，以便切割所述废料，从所述刀片的刀刃(4)开始，这对刀片具有称为重叠面(5、6)的平坦面，在刀片(20、30；21、31；22、32；23、33)之间进行剪切过程中，所述重叠面至少局部地彼此重叠并且面对彼此，每个刀片都横向附接到所述滚筒(2、3)，相对于所述滚筒(2、3)的旋转轴(A1；A2)呈一定角度，并且使得穿过所述刀片的所述重叠面(5、6)的平面与相应滚筒的旋转轴(A1；A2)形成一定角度，刀片的刀刃(2、3)与相应滚筒的旋转轴(A1；A2)不共面，由两个滚筒承载的这对刀片具有呈相对的对角线的定向，并由此产生渐进剪切，
其特征在于，每个刀片(20；30；21；31；22、32；23、33)的所述重叠面(5；6)都相对于相应的滚筒(2、3)双重倾斜，以便于使得穿过所述重叠面(5；6)的平面(P1；P2)在滚筒有效宽度(L1；L2)上不与所述滚筒(2、3)的旋转轴相交，所述平面(P1；P2)与所述滚筒的旋转轴相交，其交点(I1；I2)位于与所述滚筒(2、3)的有效宽度(L1；L2)相对应的轴线(A1；A2)的线段外面。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，相对于具有直线刀刃的刀片确定刀片双重倾斜，所述直线刀刃大体上平行于滚筒的旋转轴，每个刀片的有效刀刃的重叠面的平面大体上都穿过相应滚筒的旋转轴或者邻近所述轴的平行平面：
-通过围绕旋转轴旋转刀片得到重叠面的第一个倾角，所述旋转轴穿过重叠面，大体为径向，并垂直于所述滚筒的旋转轴，以便于实现所述渐进剪切，旋转为15°(+/-5°)，
-通过围绕旋转轴旋转刀片得到第二个倾角，所述旋转轴穿过重叠面，并且大体上平行于刀片的刀刃，旋转为9.5°(+/-5°)。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，一对刀片位于所述刀片的滚筒上，对于切断间隙小于0.02毫米而言，以便于使得剪切过程中刀片的所述重叠面局部重叠在刀刃总长度上大于切割中心距的0.33％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，一对刀片(20、30；21、31；22、32；23、33)分别具有在重叠面(5；6)与刀片外面(50；60)的交叉处界定的直线刀刃(4)。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，一对刀片(20、30；21、31；22、32；23、33)的横截面分别在纵向上不变。
6.根据权利要求4或5所述的设备，其特征在于，每个刀片具有至少一个平侧面(51；61)，其适合至少在表面部分上形成所述重叠面，在所述侧面(51；61)与所述上部外面(50；60)的交叉处界定所述刀刃(4)。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，这对的每个刀片都是在滚筒上有两个安装位置的可反转刀片，所述刀片具有两个平的、平行且相对的侧面(51、52；61、62)，所述侧面适合至少在表面部分上分别形成所述重叠面(5、5”；6、6”)，在其中一个侧面与上部外面(50；60)的交叉处界定第一个直线刀刃(4)，在另一个侧面和另一个下部外面(53；63)的交叉处界定第二个直线刀刃(4”)。
8.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于，每个刀片都在所述滚筒的外壳处固定到所述滚筒，所述外壳包括所述侧面(51、52；61、62)的平支撑面(24；34)，所述侧面直接或通过楔子(35)承载有效刀刃。
9.根据权利要求8的设备，其特征在于，除了所述刀片的所述侧面的所谓第一支撑面(24、34)的所述平支撑面之外，所述外壳还包括第二支撑面(26；36)，其大体上垂直于第一支撑面，并直接或通过楔子(37)用作所述刀片下部外面(53；63)的支撑物。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，每个刀片都具有供螺钉(39)穿过的多个孔(38)，所述螺钉(39)与螺纹孔配合，所述螺纹孔从所述侧面的平支撑面(24；34)延伸。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备，其特征在于，连接所述滚筒(2、3)并且使所述滚筒的转速同步的所述驱动设备包括两个旋转轴(8、9)以及一个齿轮，所述旋转轴分别刚性地连接到所述两个滚筒(2、3)，所述齿轮连接所述两个轴，包括第一齿形轮(90)以及至少一个第二齿形轮(80、81)。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，每个滚筒(2；3)及其相应的旋转轴(8；9)是由整体式金属元件构成的。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备的用途，在处理金属带的领域，尤其是轧机领域，用于把边缘废料粉碎为多个碎片。
14.根据权利要求13所述的用途，用于粉碎厚度小于1毫米，乃至小于0.3毫米的边缘废料。
15.根据权利要求13或14所述的用途，用于粉碎由延伸系数大于20％的材料制成的边缘废料。
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