CN202239897U - 圆盘剪用液压刀盘涨紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种圆盘剪用液压刀盘涨紧装置，它包括内套和外套，所述内套的顶部法兰上固定有刀盘，所述内套的中部凹陷成薄壁弹性套筒，所述内套和外套的两端轴肩部位过盈配合连接，从而在内套和外套之间形成有密封腔，所述密封腔中充满有流体介质，所述外套的底端设置有一对与密封腔相连通的安装孔，所述安装孔中镶嵌有流体介质加压装置。与现有的机械滚针刀盘夹紧装置相比，其锁紧定心精度高，锁紧刚度大，夹紧力均匀，圆盘剪刃侧隙调整方便，不损伤刀轴表面。同时，其结构简单，加工容易，使用方便，制造成本低廉。

Description

圆盘剪用液压刀盘涨紧装置

技术领域

本实用新型涉及圆盘剪，具体地指一种圆盘剪用液压刀盘涨紧装置。

背景技术

圆盘剪是剪切板带材的关键设备，用来纵向剪切运动中的板带材，广泛应用于生产板带的轧机机组及各辅助机组，如热轧机组、冷轧机组、重卷机组、酸洗机组及拉弯矫直机组。圆盘剪按用途可分为切边剪和分条剪两种。

板带材在轧制成形工艺过程中，不可避免地会产生裂边等缺陷，为了使板带材在后道工序能正常运行，不会因边部缺陷而断带，需要通过圆盘剪对板带材进行切边处理。另外，成品板带材在出厂前或到下游深加工厂，有的需要按要求切成最终产品的宽度，对板带材进行分条处理。

圆盘剪切机在运行过程中，刀盘在刀轴上的锁紧方式和安装精度对剪切质量和刀盘的使用寿命都有直接的影响。悬臂式圆盘剪大多用于切边，其刀盘的锁紧方式是通过连接键传动扭矩、通过螺母压紧在悬臂刀轴法兰盘上。通轴式圆盘剪因具有上下两根通长刀轴，每根刀轴上可装一个或多个刀盘，故通轴式圆盘剪兼有切边和分条的功能，既可切边也可分条，广泛运用于轧钢厂的成品剪切线和下游深加工厂的原材料剪切机组。

至于通轴式圆盘剪刀盘的锁紧方式，一般是利用液压螺母轴向锁紧一组刀盘，上下剪刃之间的侧隙是通过隔离环来调整的，精调剪刃侧隙还需要加塞纸环垫，更换刀盘和调整剪刃侧隙要到机外进行，停机时间长且操作麻烦，特别是分条时需要同步调整多个刀盘侧隙，各刀盘的间距又互相关联，调整剪刃侧隙非常困难，费时费力，有时需要耗费几个小时甚至一个班的时间，严重影响机组作业效率。

为了提高机组作业效率，剪刃的更换和调整要求能快速进行。有些通轴式分条剪不得已采用两套机架轮流交替使用。一套机架在作业线上工作，另一套在作业线外的底座上拆装刀盘并进行调整，但这样会增加设备的投入。另外，利用液压螺母锁紧的刀盘工作时容易松动，导致刀盘侧隙增大，剪边毛刺大；刀盘内孔与刀轴之间本来有间隙，一旦松动，刀盘剪刃端面径向跳动大，影响剪切质量且容易损伤昂贵的圆盘剪刀轴。

较为先进的锁紧方式是单个刀盘随附着各自的夹紧装置夹紧在通轴式圆盘剪刀轴上，不需要调节环，各刀盘之间的位置互不关联，各自的位置随意可调，这样调整侧隙快捷方便，德国乔格公司的通轴式圆盘剪刀盘采用的就是这种径向夹紧的锁紧方式，而不是轴向压紧的锁紧方式。

德国乔格公司圆盘剪上使用的刀盘夹紧装置的结构型式类似于滚针轴承，由外套、内套、滚针及保持架组成，刀盘通过螺钉固定在内套法兰上。与滚针轴承不同的是外套的内表面和内套的外表面是一对锥面，三排滚针镶嵌在保持架中置于内套、外套之间，且保持架上的滚针槽与保持架的轴线有一倾角，即滚针的轴线与内套、外套的中心线并不在一个平面上。这样，外套相对内套转动时，滚针的滚动轨迹就不是沿圆周线滚动而是沿螺旋线运动，外套相对内套的运动也是螺旋运动，外套相对内套在轴向上有分位移，以致外套与内套之间的距离越来越小，越旋越紧。滚针作为中间介质体还能将滑动摩擦转化为滚动摩擦，减小内外套之间的摩擦阻力，使外套在内套上的旋动轻松自如。外套转动时滚针沿锥面滚动使内外套之间隙越来越小，配合面越来越紧，外套厚，内套薄，滚针挤压内套使其产生弹性变形从而缩紧在刀轴上，我们将这种夹紧装置称之为机械刀盘夹紧装置。

这种机械刀盘夹紧装置优点是夹紧力均匀，单个刀盘随附着各自的夹紧装置夹紧在通轴式圆盘剪刀轴上，不需要调节环，各刀盘之间的位置互不关联，各自的位置随意可调，这样调整侧隙快捷方便。但其缺点是结构复杂，在使用一段时间后，内外套之间有磨损，需修复才能再使用，维修维护成本高；且外套的内表面和内套的外表面是一对锥面，精度和表面粗糙度要求高，加工和修复需要专门设备，制造难度大，推广使用有较大的局限性。

发明内容

本实用新型的目的就是要克服现有机械刀盘夹紧装置存在的缺陷，提供一种结构简单、经济实用、性能优良的圆盘剪用液压刀盘涨紧装置。

为实现上述目的，本实用新型所设计的圆盘剪用液压刀盘涨紧装置，包括内套和外套，所述内套的顶部法兰上固定有刀盘，其特殊之处在于：所述内套的中部凹陷成薄壁弹性套筒，所述内套和外套的两端轴肩部位过盈配合连接，从而在内套和外套之间形成有密封腔，所述密封腔中充满有流体介质，所述外套的底端设置有一对与密封腔相连通的安装孔，所述安装孔中镶嵌有流体介质加压装置。

作为优选方案，所述流体介质加压装置包括嵌置在所述安装孔中的衬套，所述衬套中设置有可轴向移动的柱塞，所述衬套的底端设置有与其螺纹配合的旋塞，所述旋塞与柱塞抵接配合。

进一步地，所述旋塞通过钢球与柱塞抵接配合。这样，可有效防止柱塞随旋塞一起转动。

再进一步地，所述柱塞两端设置有螺纹沉孔，所述钢球安装在柱塞下端的螺纹沉孔中。可采用平端面钻头在柱塞两端钻孔攻丝，这样所形成螺纹孔的底面为平面，钢球可居中放置其中，接触面积小，转动灵活。柱塞两端钻孔后形成薄壁套，流体受压后可将柱塞薄壁端头微微涨开，强化密封效果。攻螺纹以便于取出柱塞，套用长螺栓即可方便取出柱塞。另外，在柱塞薄壁端头受压磨损后还可以掉头使用，使高精度柱塞的寿命可延长一倍。

更进一步地，所述流体介质选用固态球状浮动介质或锂基润滑脂。传递压力的流体介质要有良好的流动性能，能充满密封腔的每个角落，不能留有死角藏有空气。固态球状浮动介质或锂基润滑脂这两种流体介质具有在高压下不被压缩、不渗漏、抗老化、抗氧化、相态转变温度适中等特性。

本实用新型的作用原理如下：通过旋紧旋塞挤压钢球，钢球挤压柱塞对流体施加压力，利用液体的不可压缩性和在密闭空间能向各个方向传递均等压力的原理，使压力均匀作用在内套中部的薄壁弹性套筒上，并使其产生均匀的径向弹性变形，从而涨紧在圆盘剪的刀轴上。松开柱塞后，流体泄压，薄壁弹性套筒由于弹性的作用内径恢复到原来的尺寸，从而与刀轴松开。

本实用新型的优点在于：所设计的液压刀盘涨紧装置锁紧定心精度高，锁紧刚度大，夹紧力均匀，剪刃侧隙调整方便，不损伤刀轴表面。与现有的机械滚针刀盘夹紧装置相比，其结构简单、加工容易、使用方便、制造成本低廉。且内套、外套无机械磨损，不需修磨，维护成本也低。该液压刀盘涨紧装置可广泛应用在冶金行业通轴式圆盘剪切机上，用来对各种金属板带材进行切边和分条，能降低生产成本，具有显著的经济效益和社会效益。也可作为夹具广泛应用于机械加工行业，在机床上用来夹紧轴类零件或圆盘刀具、磨具。

附图说明

图1为一种圆盘剪用液压刀盘涨紧装置的主剖视结构示意图。

图中各部件标号如下：螺钉1；刀盘2(圆盘剪刃)；内套3(其中：薄壁弹性套筒3a，密封腔3b)；外套4(其中：安装孔4a)；流体介质5；衬套6；柱塞7；钢球8；旋塞9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图中所示的圆盘剪用液压刀盘涨紧装置，具有内套3和外套4，外套4采用45#钢，内套3采用30CrMnSi，热处理调质后硬度均要求达到HRC40～45。内套3的顶部法兰上通过十二个螺钉1固定有刀盘2。内套3的中部凹陷成薄壁弹性套筒3a，内套3和外套4的两端轴肩部位过盈配合连接，过盈量为0.15mm，从而在内套3和外套4之间形成有用来注入流体介质5的密封腔3b，流体介质5充满在密封腔3b中。在外套4的底端对称钻有两个与密封腔3b相连通的安装孔4a，每个安装孔4a中各镶嵌有一个流体介质加压装置。

上述流体介质加压装置主要由衬套6、柱塞7、钢球8和旋塞9组成。衬套6嵌置在安装孔4a中，嵌置前应涂上密封胶，以防止流体介质渗漏。柱塞7可轴向移动的安装在衬套6中，衬套6和柱塞7采用T8A钢，可淬硬到HRC50～55，衬套6内孔和柱塞7外圆通过磨床加工可以达到很高的精度，再进行配研，表面粗糙度可达0.4以上，还可保证不大于0.005mm的较小配合间隙，这样既提高了柱塞7的耐磨性，又延长了其使用寿命，更重要的是能有效防止流体的渗漏，保证涨紧的可靠性。旋塞9安装在衬套6的底端，与其螺纹配合，用以推动柱塞7。为了防止柱塞7随旋塞9转动，在柱塞7两端钻有螺纹沉孔，钢球8安装在柱塞7下端的螺纹沉孔中，旋塞9通过钢球8与柱塞7抵接配合。

上述流体介质5优选固态球状浮动介质或锂基润滑脂。其一方面具有良好的流动性能，能充满密封腔的每个角落，不留死角不藏空气；另一方面可承受30MPa的工作压力，在高压下不被压缩。同时，其还具有抗老化、抗氧化性能，在低温状态下不硬化，在高温状态下不易融化或膨胀，相态转变温度适中，可确保涨紧装置工作稳定可靠。

本实施例中，安装孔4a为M24的螺孔，柱塞7两端为M12的平底螺纹沉孔，钢球8放置在其中接触面积小，转动灵活。柱塞7两端的螺纹沉孔有四点好处：①容纳钢球8，使其居中，均匀传递压力；②柱塞7的直径15mm，钻M12螺纹沉孔后，形成薄壁套，流体介质5受压后可将柱塞7的薄壁端头微微涨开，强化密封效果；③套用M12长螺栓即可取出柱塞7，十分方便；④两端螺纹沉孔是为了在柱塞7的薄壁端头受压磨损后还可以掉头使用，使高精度柱塞7的寿命延长一倍。

本实施例中，为了获得最均匀的夹紧力，内套3中部的薄壁弹性套筒3a在加工时的厚度差应小于0.05mm。内套3与外套4的热装配、以及流体介质5注入两者之间的密封腔3b是液压刀盘涨紧装置制造加工的重要环节。为了方便内套3和外套4之间的过盈热装配，可将内套3和外套4两端轴肩部位过盈配合处的直径差控制在0.5mm，即远离刀盘2一端的轴肩直径比靠近刀盘2一端的轴肩直径大0.5mm。

本实用新型使用时，用扳手旋紧旋塞9，通过柱塞7对流体介质5施加压力，利用液体的不可压缩性和在密闭容器中能向各个方向传递均等压力的原理，将压力均匀作用在薄壁弹性套筒3a上，使其产生均匀的径向弹性变形，从而涨紧在圆盘剪刀轴上。旋松旋塞9，即松开柱塞7，流体介质5泄压，薄壁弹性套筒3a由于弹性的作用内径恢复到原来的尺寸，从而与圆盘剪刀轴松开。

Claims (7)

1.一种圆盘剪用液压刀盘涨紧装置，包括内套(3)和外套(4)，所述内套(3)的顶部法兰上固定有刀盘(2)，其特征在于：所述内套(3)的中部凹陷成薄壁弹性套筒(3a)，所述内套(3)和外套(4)的两端轴肩部位过盈配合连接，从而在内套(3)和外套(4)之间形成有密封腔(3b)，所述密封腔(3b)中充满有流体介质(5)，所述外套(4)的底端设置有一对与密封腔(3b)相连通的安装孔(4a)，所述安装孔(4a)中镶嵌有流体介质加压装置。

2.根据权利要求1所述的圆盘剪用液压刀盘涨紧装置，其特征在于：所述流体介质加压装置包括嵌置在安装孔(4a)中的衬套(6)，所述衬套(6)中设置有可轴向移动的柱塞(7)，所述衬套(6)的底端设置有与其螺纹配合的旋塞(9)，所述旋塞(9)与柱塞(7)抵接配合。

3.根据权利要求2所述的圆盘剪用液压刀盘涨紧装置，其特征在于：所述旋塞(9)通过钢球(8)与柱塞(7)抵接配合。

4.根据权利要求3所述的圆盘剪用液压刀盘涨紧装置，其特征在于：所述柱塞(7)两端设置有螺纹沉孔，所述钢球(8)安装在柱塞(7)下端的螺纹沉孔中。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的圆盘剪用液压刀盘涨紧装置，其特征在于：所述流体介质(5)选用固态球状浮动介质或锂基润滑脂。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的圆盘剪用液压刀盘涨紧装置，其特征在于：所述内套(3)中部的薄壁弹性套筒(3a)的厚度差小于0.05mm。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的圆盘剪用液压刀盘涨紧装置，其特征在于：所述内套(3)和外套(4)的两端轴肩部位过盈配合处的直径相差0.5mm，其中远离刀盘(2)一端的直径大于靠近刀盘(2)一端的直径。

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