1、洛阳大学机电工程学院毕业设计第 1 页 共 39 页全 套 CAD图 纸 ， 联 系 153893706第 1章 飞 剪 机 的 发 展1.1 国 内 外 飞 剪 机 的 发 展 状 况众 所 周 知 ， 飞 剪 机 是 中 小 型 轧 钢 和 连 铸 生 产 线 上 不 可 缺 少 的 关 键 设 备 之 一 ， 也 是 机 电 气液 一 体 化 配 套 技 术 难 度 较 高 的 设 备 。 飞 剪 机 的 合 理 选 型 、 运 行 速 度 、 剪 切 精 度 、 自 动 化 程 度 、操 作 维 护 及 设 备 寿 命 等 均 直 接 影 响 着 轧 材 成 品 的 产 量 大 小 ，
2、 成 材 率 和 定 尺 率 的 高 低 ， 也 就 是说 直 接 影 响 着 轧 钢 厂 的 生 产 效 率 和 经 济 效 益 。1.1.1 国 外 飞 剪 机 的 发 展 情 况目 前 国 外 多 采 用 两 种 比 较 先 进 的 飞 剪 机 型 ， 一 是 采 用 离 合 器 制 动 器 ， 我 们 称 作“连 续 起 停 ”制 飞 剪 ， 另 一 种 是 电 机 直 接 起 停 制 飞 剪 ， 两 种 飞 剪 各 有 其 优 点 亦 有 其 不 足 之 处 。 随 着 科 学 技术 的 不 断 发 展 ， 电 控 元 器 件 水 平 的 提 高 。 起 停 制 飞 剪 将 逐 步
3、代 表 着 飞 剪 机 的 发 展 趋 势 。连 续 起 停 制 飞 剪 机 ， 整 机 分 为 传 动 装 置 和 剪 切 装 置 两 大 部 分 。 传 动 装 置 部 分 是 由 直流 电 机 带 动 ， 配 置 有 飞 轮 连 续 高 速 运 转 ； 而 剪 切 装 置 一 般 情 况 下 是 静 止 不 转 的 。 两 部 分 之 间由 一 对 快 速 响 应 的 离 合 器 制 动 器 相 连 接 和 控 制 。 当 需 要 剪 切 时 ， 则 制 动 器 打 开 ， 离 合 器 合 上 ，传 动 装 置 通 过 离 合 器 带 动 剪 切 装 置 运 动 并 剪 切 ； 剪 切
4、完 后 离 合 器 脱 开 制 动 器 合 上 ， 将 剪 切 装置 制 动 停 止 到 某 一 确 定 的 待 切 位 置 上 。 传 动 装 置 仍 连 续 运 转 。 这 种 机 型 传 动 部 分 的 转 动 惯 量很 大 ， 剪 切 部 分 的 转 动 惯 量 很 小 。 因 此 可 以 通 过 离 合 器 制 动 器 控 制 实 现 在 小 惯 量 下 起 动 、 制动 ， 而 在 大 惯 量 下 进 行 剪 切 。 可 以 充 分 利 用 动 力 矩 ， 提 高 速 度 ， 降 低 能 耗 。起 停 制 飞 剪 机 ， 采 用 低 惯 量 大 扭 矩 直 流 电 机 ， 整 机
5、直 接 起 动 、 剪 切 、 制 动 ， 完 成 剪 机 的三 个 基 本 动 作 过 程 飞 剪 的 传 动 部 分 和 剪 切 部 分 做 成 一 体 ， 整 个 传 动 系 统 的 转 动 惯 量 都 很 低 ，以 便 于 实 现 整 个 传 动 系 统 频 繁 的 起 动 制 动 。 这 种 飞 剪 一 般 处 于 静 止 状 态 ， 剪 切 时 ， 电 机 直 接 拖 动 传动 装 置 和 剪 切 装 置 迅 速 起 动 剪 切 ， 而 后 立 即 制 动 而 且 有 些 要 求 电 机 可 反 向 爬 行 转 动 将 剪头 准 确 地 复 位 于 某 一 待 切 位 置 因 此
6、， 这 种 飞 剪 结 构 简 单 ， 维 护 保 养 方 便 ， 控 制 环 节 少 ， 剪 切精 度 较 高 。连 续 起 停 制 飞 剪 与 起 停 制 飞 剪 相 比 较 ， 前 者 适 合 高 速 频 繁 起 动 ， 后 者 结 构 简 单 ， 剪切 精 度 高 ， 并 且 在 电 控 技 术 及 元 件 过 关 的 情 况 下 ， 速 度 亦 可 达 到 或 超 过 前 者 ， 因 而 更 有 发 展 前 途 。洛阳大学机电工程学院毕业设计第 2 页 共 39 页1.1.2 国 内 飞 剪 发 展 情 况从 建 国 初 期 50年 代 至 70年 代 ， 国 内 飞 剪 机 大 都
7、 受 东 欧 、 苏 联 等 社 会 主 义 国 家 影 响 ， 飞 剪 机大 致 可 分 为 连 续 制 和 起 停 制 二 大 类 ， 例 如 ： 鞍 钢 一 初 轧100100方 连 续 制 飞 剪 机 ， 首 钢300小 型5050方 起 停 制 飞 剪 ； 2525连 续 制 飞 剪 机 ， 济 钢 小 型 厂 捷 克 产l1吨 连 续 制 飞 剪 机 等 等 连 续 制 飞 剪机 ， 大 多 采 用 空 切 机 构 和 匀 速 机 构 ， 实 现 定 尺 剪 切 工 作 时 电 机 拖 动 传 动 系 统 连 续 运 转 ， 剪 切机 构 做 连 续 地 空 切 动 作 当 需 要
8、 剪 切 时 ， 调 整 空 切 机 构 的 位 置 ， 令 剪 切 机 构 完 成 剪 切 动 作 ，而 后 再 恢 复 空 切 动 作 ， 因 此 这 种 飞 剪 设 置 了 空 切 机 构 、 倍 尺 机 构 等 装 置 。 不 可 避 免 地 带 来 设备 庞 大 、 结 构 复 杂 等 问 题 ， 而 且 定 尺 长 度 是 确 定 的 ， 不 可 任 意 调 整 ， 限 制 了 定 尺 规 格 的 变 化范 围 。 由 于 剪 切 机 构 复 杂 庞 大 ， 转 动 惯 量 也 大 ， 影 响 了 剪 切 速 度 的 提 高 。 许 多 钢 厂 在 后 来 的设 备 改 造 中 都
9、 将 其 简 化 改 成 摆 槽 式 的 飞 剪 ， 如 首 钢2525连 续 制 飞 剪 即 是 如 此 ， 但 这 样 改 动 后 ，剪 切 误 差 很 大 常 常 定 尺 误 差 达l 2m， 这 是 非 常 不 利 的 。80年 代 中 期 ， 我 国 在 开 放 政 策 影 响 下 集 中 引 进 了 一 批 国 外 先 进 技 术 和 设 备 ， 包 括 一 些 国 外70年代 水 平 的 二 手 设 备 。 其 中 较 具 代 表 性 的 先 进 飞 剪 技 术 是 安 阳260小 型 厂 从 意 大 利 Danieli公 司 引 进 的CV30飞 剪 机 ， 它 是 采 用 离
10、 合 器 制 动 器 控 制 的 连 续 起 停 制 飞 剪 机 。 最 大 剪 切 速 度 达20m s， 剪 切精 度 士 80ram (v一 1 7m s)。 在 冶 金 部 对 引 进 技 术 消 化 吸 收 的 精 神 指 导 下 ， 我 院 自85年 以 来 确 立 了部 级 飞 剪 机 科 研 项 目 ， 在 吸 收 国 外 先 进 技 术 的 基 础 上 ， 针 对 国 内 中 小 型 轧 钢 车 间 的 生 产 现 状与 实 际 需 要 ， 经 过 几 年 努 力 ， 现 已 研 制 出FL和 FJ两 种 机 型 的 飞 剪 机 这 两 种 机 型 均 属 连 续 起 停 工
11、作 制 飞 剪 。 初 步 形 成 系 列(见 表 1)， 在 全 国 十 几 家 钢 厂 推 广 了20多 台 套 。 已 投 产 的 有 十 三 家 ， 并 已经 开 始 向 东 南 亚 出 口 ， 取 得 了 卓 有 成 效 的 工 作 业 绩(见 表 2) 另 外 大 连 重 型 机 器 厂 、 武 汉 钢 铁 学 院 、首 钢 机 械 厂 等 单 位 ， 也 都 做 过 这 方 面 的 研 制 或 消 化 工 作 ， 取 得 了 可 喜 的 进 展 。我 们 相 信 ， 随 着 国 内 各 项 技 术 的 不 断 发 展 ， 经 过 我 国 专 家 和 科 技 人 员 的 不 懈 努
12、 力 ， 小 型飞 剪 技 术 和 装 备 一 定 能 够 达 到 国 外 先 进 技 术 水 平 ， 实 现 替 代 进 口 满 足 国 内 需 要 之 目 的 。1.2飞 剪 机 的 用 途 及 工 艺 要 求飞 剪 机 (flying shears)是 在 轧 件 运 动 过 程 中 ， 剪 刃 产 生 相 对 运 动 而 将 轧 件 或 铸 坯 剪 断 的 设备 。 飞 剪 机 装 设 在 轧 制 或 连 铸 作 业 线 上 ， 用 来 横 向 剪 切 轧 件 或 连 铸 坯 的 头 、 尾 或 将 其 剪 切 成一 定 的 定 尺 长 度 。 由 于 近 年 来 连 铸 机 的 不
13、断 发 展 ， 连 铸 的 拉 坯 速 度 不 断 提 高 ， 拉 坯 速 度 已 经 达 到5m/min以 上 ， 为 了 适 应 铸 坯 速 度 的 增 长 ， 要 求 剪 切 机 的 剪 切 速 度 也 必 须 相 应 地 提 高 。 同 时 ，出 于 剪 切 品 种 、 规 格 和 定 尺 长 度 范 围 的 扩 大 ， 因 而 飞 剪 机 的 型 式 和 结 构 使 得 到 相 应 地 发 展 。为 了 保 证 一 台 飞 剪 机 能 正 常 工 作 ， 它 必 须 能 充 分 满 足 生 产 的 需 要 ， 这 就 要 求 飞 剪 机的 设 计 必 须 保 证 下 述 生 产 工
14、艺 要 求 ：1.飞 剪 机 的 生 产 率 必 须 与 连 铸 机 的 生 产 率 相 协 调 ， 并 能 保 证 连 铸 机 生 产 率 的 充 分 发 挥 ；2 剪 切 时 ， 剪 刃 在 铸 坯 运 动 方 向 的 外 速 度Vx 应 与 铸 坯 运 动 速 度 VU保 持 一 定 关 系 ， 对 尺 剪 切 要 求Vx VU ,以 保 证 在 剪 切 过 程 中 铸 件 不 被 弯 曲 和 被 拉 断 ；3. 由 于 钢 坯 品 种 不 同 ， 要 求 产 品 尺 寸 长 度 也 不 相 同 ， 而 对 一 种 成 品 厚 度 有 时 也 要 求 几 种 不同 的 长 度 规 格 。
15、 因 此 ， 一 台 飞 剪 机 必 须 能 够 调 节 被 剪 钢 坯 的 长 度 在 生 产 品 种 要 求 的 范 围 之 内 ，并 且 要 求 最 佳 剪 切 ；洛阳大学机电工程学院毕业设计第 3 页 共 39 页4 尽 可 能 的 避 免 金 属 材 料 的 消 耗 ；5 必 须 保 证 能 够 剪 切 不 同 的 材 质 、 端 面 、 厚 度 等 要 求 ；6 剪 切 的 铸 坯 应 符 合 质 量 标 准 。1.3飞 剪 的 基 本 运 动 方 程 式钢 坯 剪 切 的 长 度 L是 钢 坯 在 两 次 顺 序 剪 切 时 间 间 隔t内 所 走 过 的 距 离 S0的 函 数
16、 ：L f（ S0） (1-1)或 者 ， 是 送 料 辊 两 次 顺 序 送 料 时 间t内 转 动 的 角 度 的 函 数 ：0（ 1-2）f0 （ ）在 使 用 上 此 方 程 具 有 非 常 简 单 的 形 式 ：， m （ 1-3）0DL2式 中 送 料 辊 的 直 径0这 个 方 程 式 是 飞 剪 的 基 本 运 动 方 程 的 一 般 形 式 。 以 后 当 把 飞 剪 在 不 同 具 体 工 作 情 况 下 的数 值 代 入 后 ， 将 会 变 得 稍 微 复 杂 一 些 。如 果 送 料 辊 以 严 格 不 变 的 转 速n0旋 转 ， 则 在 相 应 的 值 代 入 后
17、得 到 ：， m （ 1-4）0DLt6即 钢 坯 在 飞 剪 上 剪 切 的 长 度 等 于 送 料 辊 的 周 长 乘 以 送 料 辊 在 两 次 顺 序 剪 切 的 时 间 间 隔t内 所 转 过 的距 离 。将 钢 坯 的 进 给 速 度 代 入 式 1-4中 得 到 ：0L t， m （ 1-5）0如 果 两 次 顺 序 剪 切 的 时 间 间 隔t以 刀 片 每 分 钟 的 转 速 n和 刀 片 在 两 次 顺 序 剪 切 所 完 成 的 整 周 转 数K值 来 表 示 ， 则 方 程 1-5可 得 到 如 下 形 式 ：， m （ 1-6）06kn在 把 送 料 辊 的 转 速
18、n0代 入 就 得 到 ：， m （ 1-7）LDk而 当 用 速 比 为 i的 减 速 器 来 达 到 此 速 度 时 ， 要 满 足 同 步 要 求 ， 则 ：， m （ 1-8）0ik洛阳大学机电工程学院毕业设计第 4 页 共 39 页由 以 上 的 方 程 可 以 得 到 ： 当 钢 坯 的 进 给 速 度 不 变 时 ， 钢 坯 在 飞 剪 上 的 剪 切 长 度L仅 与 两 次 顺 序0剪 切 的 时 间 间 隔 t有 关 。 无 论 是 刀 片 剪 刃 的 速 度v， 还 是 送 料 辊 滚 筒 的 半 径 r， 都 对 钢 坯 的 长 度 没 有影 响 。式 1-6表 明 ：
19、当 在 钢 坯 的 进 给 速 度 与 单 位 时 间 内 的 剪 切 次 数 之 间 保 持 一 定 比 例 时 ， 在 连 续0运 转 的 飞 剪 机 上 剪 切 时 ， 可 以 得 到 精 确 的 定 尺 长 度 。 为 了 能 够 保 持 这 个 比 例 ， 通 常 飞 剪 以 一 定 的 速 度将 铸 坯 送 入 飞 剪 的 专 用 辊 。 按 照 式1-7， 如 果 刀 片 转 数 n与 送 料 辊 的 转 数 n0以 一 定 的 比 例 同 步 ，0则 可 以 达 到 所 要 求 的 铸 坯 定 长 精 确 度 。在 很 大 程 度 上 ， 送 料 辊 的 结 构 与 传 动 取
20、 决 与 飞 剪 的 工 作 条 件 。 在 大 多 数 情 况 下 ， 飞 剪 上装 有 装 用 的 送 料 辊 ， 以 保 证 一 定 的 铸 坯 进 给 速 度 。 这 些 辊 通 常 有 飞 剪 的 主 传 动 来 带 动 ， 并 且在 大 多 数 情 况 下 是 用 减 速 器 来 实 现 同 步 的 。 减 速 器 和 飞 剪 联 系 起 来 并 能 在 很 大 范 围 内 调 整 速 比 。在 此 情 况 下 ， 铸 坯 的 定 尺 长 度L， 按 照 式 1-8， 由 送 料 辊 到 飞 剪 的 速 比 值 i决 定 ， 此 传 动 比 等 于送 料 辊 转 数 n0与 刀 片
21、 转 数 n之 比 ：0Zi 式 中 Z和 Z0 飞 剪 与 送 料 辊 的 齿 数 。可 以 利 用 连 铸 机 的 出 坯 辊 道 的 一 部 分 作 为 送 料 辊 。洛阳大学机电工程学院毕业设计第 5 页 共 39 页第 2章 摆 式 飞 剪 的 方 案 选 择2.1 切 割 设 备 简 介连 铸 机 的 切 割 设 备 是 在 拉 坯 的 过 程 中 将 铸 坯 切 割 成 定 尺 长 度 或 倍 尺 长 度 。 铸 坯 的 切 割 设备 一 般 分 为 两 类 ： 火 焰 切 割 设 备 和 机 械 剪 切 设 备 。2.1.1 火 焰 切 割 设 备火 焰 切 割 机 是 用 氧
22、 气 和 燃 烧 气 体 产 生 的 火 焰 把 切 缝 处 的 金 属 熔 化 ， 然 后 以 高 压 切 割 氧 把熔 化 的 金 属 吹 掉 ， 从 而 把 铸 坯 切 断 。 来 切 割 铸 坯 的 。 可 燃 气 体 有 乙 炔 、 丙 烷 、 天 然 气 和 焦 炉 煤 气 等 。 在 实 际 生 产 中 多 用 乙 炔 作 可 燃 气 体 ， 故 火 焰 切 割 也 可 叫 气-乙 炔 切 割 。 当 切 割 不 锈 钢 或 某 些 高 合 金铸 坯 时 ， 由 于 这 些 钢 种 含 有 易 氧 化 的 合 金 元 素 ， 如Cr、 Ni、 Mo等 ， 因 此 还 需 在 火
23、焰 中 喷 射 铝 粉 、 铁粉 和 镁 粉 等 以 助 燃 烧 。 氧乙 炔 切 割 装 置 通 常 由 切 割 机 、 同 步 机 构 、 返 回 机 构 、 供 电 、 供 水 、 供乙 炔 的 管 道 系 统 及 闸 门 等 组 成 。2.1.1.1 切 割 小 车 及 其 行 走 机 构火 焰 切 割 装 置 为 了 实 现 与 铸 坯 同 步 运 动 ， 一 般 都 制 成 门 式 小 车 结 构(图 2-1)。 小 车 横 路 铸 坯 期 小车 横 跨 铸 坯 输 送 辊 道 并 在 两 侧 的 轨 道 上 走 行 。 当 切 割 较 大 断 面 的 铸 坯 时 ， 小 车 车
24、体 要 通 水冷 却 。 切 割 时 小 车 与 铸 坯 作 同 步 运 动 ， 切 割 完 毕 后 就 迅 速 返 回 。 为 此 小 车 由 同 步 机 构 和 返 回机 构 两 部 分 组 成 。洛阳大学机电工程学院毕业设计第 6 页 共 39 页图2-1 门式小车结构1-割炬；2-同步夹持器； 3-侧边定位器；4-软管道；5-铸坯；6-定尺机构；7-升降辊；8-轨道；9-切割小车；l0-切头收集车（ 1） 同 步 机 构夹 钳 式 同 步 机 构 见 图 2-2。 它 是 一 种 比 较 简 单 可 靠的 同 步 方 式 ， 应 用 最 多 。 是 用 一 套 气 动 夹钳 机 构 来
25、 实 现的 。 压 缩 空 气 的 压 力 为 0.294 0.686 MPa。 但 要 注 意 密封 部 件 的 选 择 ， 用 活 塞 环 较 好 。 夹 钳 的 钳口 要 镶 上 耐 热铸 铁 或 高 铝 铸 铁 衬 板 。在 一 机 多 流 或 铸 坯 断 面 变 化 较 频 繁 时 ， 可 以 采用 钩 式 同 步 机 构 (见 图 2-3)。 它 是 一 个 由 电 磁 铁 控 制 升降 的 钩 式 挡 板 ， 切 坯 时 挡 板 落 下 ， 借 助 于 铸 坯 端 部 顶 着钩 式 挡 板 把 小 车 带 动 一 起 同 步 前 进 。 切 割完 毕 ， 抬 起 挡板 ， 小 车
26、 快 速 返 回 原 处 。 调 整 挡 板 的 长 度可 以 改 变 切 坯的 定 尺 长 度 L。可 调 的 夹 钳 同 步 机 构 见 图2-4。 它 适 用 于 板坯 连 铸 机 。 其 夹 钳 的 两 股 距 离 ， 可 以 用 螺 丝杆 调 节 以 适 应 宽 度 不 同 的 板 坯 。 开 动 夹 紧 气 缸 ，使 夹 头 夹 住 铸 坯 作 同 步 运 动 ， 并 开 始 切 坯 ， 切 断 铸坯 后 ， 松 开 夹 紧 气 虹 ， 使 切 割 小 车 迅 速 回 到 原 始位 置 。骑 坐 式 同 步 机 构 见 图 2-5。 这 种 同 步 机 构 的 特 点 是 在 切
27、坯 时 使 切 割 小 车 直 接 骑 坐 在 连 铸 坯上 ， 实 现 二 者 的 同 步 。（ 2） 返 回 机 构常 见 的 返 回 机 构 有 两 种 ： 电 动 式 返 回 机 构 和 重 锤 式 返 回 机 构 。2.1.1.2 割 炬 及 其 传 动 机 构割 炬 的 工 作 原 理 是 先 把 铸 坯 预 热 到 熔 点 ， 再 用 高 速 氧 气 流 把 熔 化 的 金 属 吹 去 ， 形 成 切 缝 。根 据 预 热 氧 气 及 预 热 燃 气 混 合 位 置 的 不 问 ， 可 以 分 为 以 下 几 种 型 式(图 2-6)。图2-21-气缸；2-车体；3-夹钳；4-铸
28、坯；5-钳口洛阳大学机电工程学院毕业设计第 7 页 共 39 页a 体 内 混 合 式预 热 氧 气 和 燃 气 在 割 炬 体 内 混 合(图 2-6a)。b 嘴 内 混 合 式 (图 2-6b)。c 外 混 式预 热 氧 气 和 燃 气 在 喷 嘴 外 混 合 （ 图2-6c)。图 2-51-提 升 架 ； 2-活 动 横 梁 ； 3-切 割 小 车 ； 4-卷 扬 机 ； 5-小 车 驱 动 系 统 ； 6-铸 坯前 两 种 割 炬 的 火 焰 内 有 短 的 白 色 焰 心 ， 只 有 接 近 铸 坯 时(10mm以 内 )才 能 进 行 切 割 。 外 混 式 割 炬的 白 色 焰
29、心 为 长 线 状 ， 在 喷 嘴 距 铸 坯50 100mm时 即 可 进 行 切 割 。 此 外 ， 外 混 式 割 炬 还 有 如 下 特 点 ：1)因 预 热 氧 和 燃 气 是 在 空 气 中 混 合 ， 不 会 回 火 、 灭 火 ， 比 较 安 全 可 靠 ， 长 时 间 工 作 不 会 过 热 。2)喷 嘴 到 铸 坯 表 面 的 允 许 距 离 范 围 较 大 ， 切 割 时 割 炬 可 以 平 行 运 动 ， 也 可 以 摆 动 。 3)切 缝 较 小 ， 金 属 损 耗 少 。由 于 有 以 上 优 点 ， 外 混 式 割 炬 应 用 较 多 。 外 混 式 矩 形 割
30、炬 的 外 形 及 喷 嘴 切 面 见 图2-7。为 了 实 现 割 枪 的 平 移 运 动 ， 可 以 采 用 齿 条 运 动 ， 也 可 以 采 用 丝 杠 传 动 或 链 传 动 等 。 有 的 工洛阳大学机电工程学院毕业设计第 8 页 共 39 页厂 也 采 用 液 压 传 动 ， 其 运 动 平 稳 ， 操 作 方 便 ， 但 管 路 较 多 。 由 于 切 割 速 度 要 随 铸 坯 的 温 度 和厚 度 而 变化 ， 所 以 应 采 用 直 流 调 速 电 机 驱 动 。 割 枪 的 升 降 运 动 一 般 是 气 动 的 ， 也 可 以 是 电 动 的 。2.1.1.3 自 动
31、 定 尺 装 置为 把 铸 坯 切 割 成 规 定 的 定 尺 长 度 ， 在 切 割 系 统 中 设 有 定 尺 装 置 。 在 新 的 连 铸 机 上 ， 定 尺机 构 是 由 过 程 控 制 计 算 机 控 制 的 。2.1.1.4 切 割 区 的 输 送 辊 道为 了 防 止 切 坯 时 把 辊 道 烧 坏 ， 在 火 焰 切 割 区 内 的 输 送 辊 道 必 须 采 用 相 应 的 保 护 措 施 。 常用 的 措 施 是 在 切 割 区 内 采 用 能 升 降 的 辊 道 ， 如 图2-8 所 示 。 在 切 割 区 的 每 个 辊 子 都 用 液 压 缸 推 动 ，能 够 上
32、下 移 动 。图 2-8 a-往 复 运 动 情 况 ； b-往 复 运 动 辊 道往 复 移 动 的 辊 道 见 图 2-8。 它 能 使 割 炬 永 远 是 在 两 个 辊 子 之 间 进 行 切 坯 。 当 割 炬 运 行 到 一个 辊 子 附 近 时 ， 则 临 时 停 止 切 割 ， 利 用 液 压 缸 把 辊 道 迅 速 拉 回 ， 使 辊 子 避 开 割 炬 ， 再 重 新 开始 切 割 。 这 种 输 送 辊 道 设 备 比 较 简 单 ， 维 修 费 用 也 较 低 。火 焰 切 割 装 置 的 优 点 是 设 备 轻 ， 加 工 制 造 容 易 ； 切 缝 质 量 好 。
33、且 不 受 铸 坯 温 度 和 断 面 大小 的 限 制 ； 设 备 的 外 形 尺 寸 较 小 。 对 多 流 连 铸 机 尤 为 适 合 。 目 前 ， 铸 坯 厚 度 在200mm以 上 的 几 乎 都 采用 火 焰 切 割 。 缺 点 是 金 属 损 失 大 。 约 为 铸 坯 质 量 的1 1.5 ； 切 割 速 度 较 慢 ； 在 切 割 时 产 生 氧化 铁 、 废 气 和 热 量 的 传 递 需 要 必 要 的 运 渣 设 备 和 通 风 装 置 ； 当 切 割 短 定 尺 时 需 要 增 加 二 次 切割 ； 消 耗 大 量 的 氧 和 燃 气 。2.1.2 机 械 剪 切
34、设 备铸 坯 的 机 械 剪 切 方 式 由 机 械 剪 来 完 成 。 机 械 剪 按 其 动 力 来 源 分 为 电 动 机 和 液 压 机 两 大 类型 。 按 剪 切 机 与 铸 坯 同 步 运 动 的 方 式 来 划 分 ， 则 有 摆 动 式 和 平 行 移 动 式 两 种 类 型 。 按 其 剪 刀片 运 动 的 方 向 来 划 分 ， 有 上 切 式 与 下 切 式 两 种 方 式 。 按 所 切 铸 坯 的 运 动 方 向 来 划 分 ， 则 有 卧式 与 立 式 两 种 类 型 。 用 直 角 刀 片 作 对 角 剪 切 时 ， 有 时 把 剪 切 机 做 成45倾 斜 式
35、 。摆 动 式 剪 切 机 是 驱 动 端 支 架 在 固 定 支 架 的 轴 承 上 ， 剪 切 端 能 绕 支 承 轴 线 摆 动 。 由 于 摆 动半 径 远 大 于 摆 动 弧 线 ， 其 摆 动 弧 线 接 近 于 一 小 段 直 线 。 这 是 应 用 较 多 的 型 式 。液 压 剪 的 主 体 设 备 比 较 简 单 但 液 压 站 及 其 控 制 系 统 比 较 复 杂 。 电 动 剪 切 设 备 较 重 ， 但洛阳大学机电工程学院毕业设计第 9 页 共 39 页操 纵 和 维 护 比 较 简 便 ， 运 行 可 靠 ， 故 应 用 较 多 。 平 行 移 动 的 剪 切 机
36、 是 把 剪 切 机 装 在 小 车 上 ，切 割 时 实现 与 铸 坯 同 步 运 动 。 其 优 点 是 剪 切 机 的 高 度 较 低 。上 切 式 剪 切 机 的 下 刀 片 是 不 动 的 ， 由 上 刀 片 向 下 运 动 实 现 剪 切 。 其 主 轴 上 只 有 一 个 曲 轴或 偏 心 轴 销 ， 结 构 较 简 单 。 但 切 坯 时 对 输 送 辊 道 产 生 很 大 的 压 力 。 所 以 须 在 其 后 装 一 段 可 以升 降 的 辊 道 。下 切 式 剪 切 机 的 主 轴 上 有 两 对 曲 柄 或 偏 心 轴 销 ， 剪 切 时 先 使 上 刀 片 压 在 铸
37、 坯 上 。 同 时 使下 刀 片 向 上 提 升 ， 完 成 剪 切 运 动 。 这 是 广 泛 应 用 的 一 种 形 式 。2.1.2.1 立 式 电 动 摆 动 剪 切 机传 统 典 型 结 构 的 立 式 电 动 摆 动 剪 切 机(见 图 2-10)。 其 公 称 能 力 为 1.568106N(160t)。 一 般 可 用它 来 剪 切 l00150mm的 连 铸 坯 。 其 飞 轮 装 在 高 速 轴 上 ， 在 剪 切 连 铸 坯 时 ， 为 使 剪 切 机 剪 刃 跟 踪铸 坯 ， 在 摆 式 剪 切 机 上 采 用 了 摆 动 及 复 位 机 构 。图2-101-下刀台；
38、2-上刀台；3-拉杆；4-连杆；5-机架；6-牙嵌式离合器；7-飞轮；8-电动机及传动系统适 合 多 流 小 方 坯 连 铸 机 用 的 立 式 电 动 摆 动 剪 切 机 （ 见 图2-11） ， 它 是 采 用 蜗 轮 传 动 ， 为 下 切 式剪 切 机 。 其 驱 动 系 统 安 装 在 跨 越 出 坯 辊 道 以 上 的 支 架 上 ， 它 由 传 动 机 构 、 剪 切 机 构 、 同 步 机构 、 复 位 机 构 和 气 体 制 动 离 合 器 所 组 成 。 用 交 流 电 机 驱 动 ， 通 过 皮 带 轮 带 动 飞 轮 ， 工 作 时 靠离 合 器 带 动 双 偏 心 轴
39、 转 动 。 上 刀 片 沿 下 刀 杆 的 滑 槽 移 动 而 实 现 剪 切 。 为 了 实 现 剪 切 过 程 中 剪刃 能 随 铸 坯 作 水 平 同 步 运 动 ， 采 用 了 一 套 可 调 斜 块 装 置 ， 剪 切 完 成 后 由 重 锤 式 复 位 机 构 带 动刀 台 恢 复 初 切 位 置 。洛阳大学机电工程学院毕业设计第 10 页 共 39 页图2-111-交流电动机；2-飞轮；3-气动制动离合器；4-蜗轮；5-剪刃；6一水平运动机构；7-平衡锤2.1.2.4 平 行 移 动 式 液 压 剪 切 机(下 切 式 )如 图 2-13所 示 ， 这 种 型 式 的 剪 切
40、机 最 大 剪 切 力 为2.45x106N(250t)， 最 大 剪 切 断 面 为 140140mm方 坯 。 剪 切 温 度 高 于 750 ， 钢 种 为 中 碳 钢 。 剪 切 机 装 在 移 动 小 车 上 ， 剪 切 时 用 液 压 缸 推动 随 铸 坯 一 起 移 动 ， 移 动 最 大 距 离 为 1500mm。 被剪 切 的 铸 坯 定 尺 长 度 用 光 电 管 控 制 ，可 在 1.5 3m范 围 内 调 节 。2.2 280t电 动 摆 式 飞 剪 的 结 构 与 组 成电 动 摆 式 飞 剪 主 要 用 于 多 流 小 方 坯 弧 形 连 铸机 上 ， 如 图 2-
41、1-11所 示 。 这 种 机 械 飞 剪 成 为 我 国小 方 坯 连 铸 生 产 的 主 要 剪 切 机 型 式 ， 其 特 点 是 驱动 系 统 安 装 在 跨 越 出 铸 坯 辊 道 以 上 的 支 架 上 ， 剪切 机 下 部 能 绕 主 轴 中 心 线 回 转 摆 动 ， 主 传 动 机 构洛阳大学机电工程学院毕业设计第 11 页 共 39 页采 用 蜗 杆 传 动 ， 剪 切 机 构 采 用 的 是 双自 由 度 叠 加 摇 杆 机 构 作 为 摆 体 机 构 。2.2.1传 动 机 构机 械 剪 的 驱 动 装 置 采 用 交 流 卷 线 型 电 动 机 通 过 三 角 皮 带
42、 、 飞 轮 、 气 动 制 动 离 台 器 ， 传 动一 对 中 心 距 为 752mm的 蜗 杆 付 ， 使 上 、 下 剪 刃 运 动 。 因 为 剪 切 过 程 是 一 个 间 歇 过 程 ， 所 以 飞 轮 可将 非 剪 切 时 的 能 量 储 存 起 来 ， 在 剪 切 高 峰 负 荷 时 放 出 ， 这 样 电 动 机 的 额 定 功 率 可 以 大 大 降 低 。2.2.2 气 动 制 动 离 合 器制 动 离 合 器 是 机 械 剪 的 关 键 部 件 。 它 控 制 剪 切 机 投 入 工 作 和 解 除 工 作 ， 因 而 要 求 动 作 准确 灵 敏 。 一 般 冲 剪
43、 机 上 离 合 与 制 动 分 为 两 个 部 件 ， 本 设 备 合 为 一 体 ， 结 构 紧 凑 ， 操 作 灵 敏 。图 中 传 动 摩 擦 盘 与 飞 轮 连 接 在 一 起 ，为 连 续 运 转 件 。 制 动 摩 擦 盘 与 机 座 连接 在 一 起 为 固 定 件 。 从 动 盘 装 在 蜗 杆 轴上 ， 用 键 连 接 ， 气 缸 体 内 壁 中 部 成 环 状 ，两 端 扩 大 成 盘 状 与 摩 擦 盘 对 应 ， 在 制 动 盘 端 折 回 形 成 环 状 气 缸 体 外 壁 ， 环 状 活 塞 带 着 二 主 动 盘 装在 两 摩 接 盘 之 间 ， 活 塞 受 弹
44、 簧 压 缩 夹紧 制 动 摩 擦 盘 。 当 气 缸 充 气 时 ， 活 塞 压 缩 弹 簧 并 夹 紧 传 动 摩擦 盘 。 因 此 当 主 动 盘 与 从 动 盘 夹紧 制 动 盘 时 ， 为 制 动 状 态 ， 当 夹 紧 传 动 盘 时 ， 则 随 飞 轮 转 动 ， 这种 动 作 是 靠 主 令 控 制 器 或 定尺 装 置 发 出 信 号 ， 通 过 电 磁 气 动 阀 给 气 缸 供 气 或 排 气 来 完 成 的 。 因为 制 动 和 离 合 经 过 时 间 很短 ， 所 以 要 求 瞬 时 供 气 量 较 大 ， 压 缩 空 气 系 统 必 须 满 足 这 一 要 求 。2
45、.2.3 剪 切 机 构剪 切 机 的 剪 切 运 动 来 源 于 双 偏 心 轴(即 蜗 轮轴 )， 在 蜗 轮 两 侧 各 有 两 个 偏 心 轴 ， 偏 心 距 为85mm， 连 接 下 剪 刃 的 两 个 连 杆 ； 另 一 对 偏 心 距 为25mm， 连 接 上 剪 刃 的 两 个 连 杆 。 所 以 下 剪 刃行 程 为 170mm。 上 剪 刃 行 程 为 50mm， 上 剪 刃 起 压坯 作 用 ， 下 剪 刃 起 剪 切 作 用 ， 上 剪 刃 刀 架 在下 剪 刃 连 杆 的 导 槽 中 滑 动 ， 上 剪 刃 连 杆 推 动刀 架 运 动 。 当 改 变 铸 坯 断 面
46、 时 ， 需 要 更 换 相应 尺 寸 的 剪 刃 。 剪 刃 为 槽 形 以 减 少 铸 坯 剪口 变 形 。2.2.4 同 步 剪 切 机 构见 图 2-15所 示 ， 在 剪 切 过 程 中 ， 为 了 使剪 刃 与 铸 坯 同 步 水 平 运 动 ， 采 用 倾 斜 角 度 可调 的 斜 块 机 构 ， 斜 块 布 置 在 摆 体 两 侧 ， 通 过固 定 轴 装 在 机 座 上 ， 下 剪 刃 连 杆 下 端 两 侧 各装 一 个 导 辊 ， 当 剪 切 机 处 于 原 始 位 置 时 ， 导辊 与 斜 块 靠 在 一 起 ； 剪 切 时 下 剪 刃 上 升 ， 因斜 块 作 用 ，
47、 即 产 生 水 平 运 动 ， 水 平 速 度 的 大小 取决 于 斜 块 角 度 。 斜 块 轴 的 上 下 各 有 一 个 调 整图 2-151、5-调整弹簧；2-碟形弹簧；3-斜块；4-导辊图 2-14气体制动离合器1-制动摩擦盘；2-飞轮；3-机座；4-传动摩擦盘；5-从动盘；6-主动盘；7-活塞；8-弹簧洛阳大学机电工程学院毕业设计第 12 页 共 39 页螺 栓 ， 用 以 调 节 并 保 持 斜 块 成 一 定 角 度 。 为 了 减小 导 轮 对 斜 块 的 冲 击 ， 螺 栓 端 部 装 有 缓 冲 弹 簧 。剪 切机 摆 体 末 端 装 有 一 个 由 钢 绳 牵 引 的
48、 平 衡锤 ， 可 使 摆 体 返 回 并 保 持 初 始 位 置 。2.2.5 稀 油 润 滑 系 统剪 切 机 的 蜗 杆 滚 动 轴 承 及 蜗 杆 、 蜗 轮 的 啮 合 点 都 采 用 稀 油 喷 淋 润 滑 ， 每 流 装 一 台WBZ16型 稀油 泵 ， 通 过 过 滤 器 、 溢 流 阀 和 油 流 指 示 器 ， 将 油 喷 到 各 润 滑 点 。 油 路 上 配 备 有 压 力 表 和 压 力继 电 器 ， 监 视 给 油 压 力 ， 油 压 降 低 时 报 警 。 油 泵 不 开 动 ， 电 动 机 不 能 启 动 。2.2.6 干 油 润 滑 系 统在 双 偏 心 轴
49、与 连 杆 轴 瓦 配 合 处 ， 上 刀 架 在 下 剪 刃 连 杆 导 槽 的 滑 动 配 合 面 ， 以 及 上 剪 刃 连杆 与 刀 架 铰 链 处 等 共 15个 润 滑 点 均 采 用 于 油 润 滑 ， 四 流 共 用 一 台 双 线 干 油 泵 供 油 ， 剪 切 机 工 作时 断 续 供 油 。 飞 轮 的 滚 动 轴 承 由 人 工 定 期 加 干 油 润 滑 。2.2.7 压 缩 空 气 系 统为 了 给 气 动 制 动 离 合 器 供 气 ， 从 压 缩 空 气 主 管 接 一 根 直 径50.8mm(2in)支 管 ， 再 向 各 流 并 联 接 出分 支 管 ， 通 过 气 动 三 大 件气 水 分 离 器 、 调 压 阀 、 油 雾 器 ， 接 压 力 继 电 器 ， 单 电 磁 铁 二 位 四通 阀 ， 经 旋 转 接 头 到 气 动 制 动
