新钢酸轧线中圆盘剪的应用分析

姜漾

摘 要：文章主要分析了圆盘剪的自动化控制以及工作原理，对其机械的控制流程予以详细阐述，其中详细介绍了圆盘剪的联锁条件以及控制过程，希望以此提高圆盘剪的工作效率，提高其在冶金轧材中的加工有效性。

关键词：冶金轧材；圆盘剪；自动控制；工作原理

前言

在冶金行业中圆盘剪是极其重要的设备，主要针对带钢的边部采用一定剪切工艺进行剪切，用以消除轧制过程中由于工艺缺陷而造成的边部缺陷。即圆盘剪的主要功能是对带钢边部的不规则毛边进行剪切，从而使得带钢达到一定的宽度，并在外型上满足产品的需求，从而使得产品质量可以达到最高，保证后续工作中原料的质量，并且圆盘剪的剪切质量将会直接对产品质量造成影响。文章以下就针对圆盘剪的自动化控制以及结构和设计参数进行了探讨分析。

1 工作原理及特点

1.1 结构

圆盘剪是无动力拉剪的一种，不需要控制速度也无需传动，主要依赖于张力辊进行运动，张力辊通过带动带钢使得圆盘剪进行剪切运动。其设备组成为拖链、底座以及驱动、倒头、剪机架和摆动压辊、紧锁装置、切边溜槽。其系统有两个相同部分构成，分别为传动侧以及操作侧，传动侧和操作侧之间通过轴杆衔接，并且轴杆可以移动，剪边带钢可以通过移动轴杆对其宽度进行调节。在圆盘剪的传动侧以及操作侧，分别在旋转台设置了两套调节系统、碎边剪，这种结构设置可以保证在一套调节系统发生故障时可以使用另一套系统对圆盘剪进行控制，从而使得生产过程更加稳定，保证生产不会发生中断。

1.2 工作原理

圆盘剪组成主要为两个圆形刀片，刀片之间上下错位且相互垂直，其对带钢的剪切主要通过对刀片之间的间隙以及重叠量进行调节。圆盘剪对通过刀片间的带钢施加一定的剪切力，将带钢同刀片接触的区域进行剪切，开始接触时带钢仅仅产生变形，但随着咬入深度不断增加，这种形变也随之增加，当达到一定形变量后，受力部位就会产生断裂，从而从预案板上脱落。下刀片作为支撑刀片被安装在内测，剪切主要由上刀片进行，因此上刀片被安装在外侧。剪切线同带钢之间需要外切角，用以方便带钢的分离。

1.3 动作机理

调整圆盘剪主要是调整刀头的宽度，调节刀片的重叠量以及调整刀片的侧间隙。当对刀片刀头进行更换或者对电机以及编码器继续拧更换时，这些都需要进行调整。并且调整后的实际值必须经过人工测量，并同控制程序相结合，对编码器数值以及电动机的传动系数进行校正。

1.3.1 宽度值

圆盘剪两侧刀头之间的宽度值即圆盘剪的宽度，在运行时圆盘剪的宽度由二级机进行设定，并且是依据实际的生产需要进行确定，另外，宽度调节驱动还需要双速电机予以支持，并且使用绝对值编码器对宽度测量进行检验，编码器为旋转型编码器，其最大位置的监控则是通过感应极限进行，并且还会对旋转台进行限位，并且针对宽度还有最小限位。

1.3.2 旋转台

旋转台的作用是用来对圆盘剪的位置进行调整的，当圆盘剪的工作刀头出现问题时，及时的将备用面旋转至工作面。旋转台主要由传动侧以及操作侧组成。在进行自动操作时，两侧会同步进行，而在手动操作时，其两侧分别进行。其驱动通过双速电机进行，其位置检测则通过显微开关进行。首先由高速电动机进行带动，低速电动机则是在到达限位开关后开始转动，而当停止限位开关到达时，电机会随即停止，旋转台也会随之停止。此时液压锁销会在圆盘到位后讲旋转台固定住，感应开关是对锁销到位信号的检测结构。

1.3.3 间隙以及重叠量

对水平间隙值以及垂直间隙的重叠两进行确定主要是以带钢的材质差异、宽厚差异等作为基础，并将此类数据通过二级通信传输到程序中。在水平方向上由单速电动机对侧间隙进行驱动，其检测则需要一台绝对值编码器，并且编码器应当采用旋转型设备，另外对间隙的极限值即最小值和最大值，需要根据极限限位开关进行调节，并在调整完成后使用液压锁销进行固定。在对重叠量进行调整前必须先对水平侧间隙值进行调整，保证间隙值符合标准要求，当重叠量大于0时，则为工作位，若重叠量小于0则仍旧需要继续调整，驱动由双速电动机进行，而绝对值编码器也是用来继续拧重叠量测量的主要设备，并且需要对重叠量的极限值，即最小值和最大值进行限定，限定结构为感应开关，并通过液压锁销对进行固定。

2 圆盘剪操作中的自动化控制

2.1 主要联锁

2.1.1 调节宽度

机架在宽度上的调整包括保证带钢的速度应当为零，且对月牙槽以及焊缝进行定位，调整松开设备传动侧的机架宽度，并调整设备操作侧的机架逐渐松开，此外使得机架在回转过程中不能对宽度进行调整，因此机架事先便应当保证既不处于最小限位，也不处于最大限位。

2.1.2 调节重叠量

在工作位置调整联锁有：对应侧剪刃对松开、对应侧极限开关没有动作、带钢速度为0、剪刃对定位于带钢月牙槽区域、计算机设定剪刃对定位目标值、用于计算的位置控制准备好（剪刃直径预设定值）。

在等待位置调整联锁有：对应侧剪刃对松开、对应侧极限开关没有动作、计算机设定剪刃对定位目标值、用于计算的位置控制准备好（剪刃直径预设定值）。

2.1.3 机架回转联锁有：传动侧和操作侧机架位于回转位、传动侧机架松开、操作侧机架松开、对应侧极限开关没有动作、更换刀片方式、碎边剪与圆盘剪回转位等宽。

2.2 自动控制

圆盘剪工艺复杂，对自动化控制的要求比较高，基于工艺要求高、联锁复杂，自动化程序控制根据工艺流程采用SFC（顺序功能图）编程。圆盘剪工作有以下关键内容：

首先在带钢的生产中，带钢的宽度是保证生产效率以及产品质量的关键，若带钢的宽度发生明显的变化，将会给生产带来问题，因此需要及时的对宽度进行控制；其次需要圆盘剪的操作具有自动型，能够自动的停止以及启动；水平侧间隙以及垂直重叠量可以通过两种方式进行调整，即手动方式和自动方式；圆盘剪的刀头始终保持旋转并依赖于液压锁紧装置进行锁紧。

而其工作的流程同上述关键内容相呼应，首先是对带钢宽度的保证，其次对发生变化的带钢进行调整控制，接着为圆盘剪的启停，并通过两种方式对间隙值进行调整，圆盘剪不断旋转，最终由锁紧结构进行固定。

3 结束语

新钢1550mm酸轧线段圆盘剪为新型设备，工艺流程先进、自动化控制完善。从投产时至今，圆盘剪工作正常，生产顺利。

参考文献

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