联众不锈钢CPL裁边机改造*

毛国进

(中冶南方工程技术有限公司, 湖北 武汉 430223)

联众不锈钢CPL裁边机改造*

毛国进

(中冶南方工程技术有限公司, 湖北 武汉 430223)

针对联众不锈钢CPL产线裁边机在生产中存在的问题，进行了深入的分析和研究，提出了相应的改造措施，成功地解决了相关问题，实现了裁边机高效、稳定的剪切。

裁边机；改造；措施

Abstract: In this paper，the problems appearing in production of side trimmer of LISCO CPL are deeply analyzed and researched, the improvement measures are put forward，and the related problems are successfully solved, which achieves high efficient and stable cutting on side trimmer finally.

Key words: side trimmer; improvement; measure

0 引 言

裁边机是CPL产线的核心设备之一，主要用来对来料钢板进行切边，除掉钢板的边部缺陷，保证整个钢板的宽度一致，并使裁边后的宽度精度及钢板边部质量符合产品质量标准。该裁边机于2005年12月底投入生产，投产后便逐渐暴露出较多的设计缺陷，导致设备频繁出现故障，产品剪切质量下降，严重制约了快节奏、高品质生产的要求，因此需对该设备进行相应的改造。笔者针对CPL裁边机设备出现的问题进行了理论分析及研究，采取了相应的处理措施，实现了该设备高效、稳定剪切的良好效果。

1 裁边机结构及主要技术参数

裁边机是随CPL产线其余设备一起从国外引进，主要包括传动侧机体、操作侧机体、传动系统、宽度调整装置、托辊装置等部件。

传动侧及操作侧机体主要由焊接箱体、齿轮传动机构、剪刃、剪刃重叠量调整装置、剪刃侧隙调整装置组成；传动系统由交流变频电机、减速箱、联轴器及传动长轴组成；传动长轴穿过传动侧及操作侧机体，通过齿轮传动机构带动上、下剪刃旋转，从而实现剪切功能。宽度调整装置由交流变频电机驱动，通过丝杆螺母机构带动裁边机机体移动，从而达到调整裁边机开口度的目的。托辊装置主要由托辊及支架组成，在钢板通过裁边机时，对钢板起支撑作用。裁边机结构图见图1，主要技术参数见表1所列。

图1 裁边机结构图1.传动侧机体 2.操作侧机体 3.传动系统 4.宽度调整装置5.托辊装置

项 目参数值剪切钢种200系、300系、400系抗拉强度(MPa)470～900剪切厚度(mm)1．8～10成品宽度(mm)1000～1600剪切速度(m/min)max．120(1．8～5mm)max．60(5～10mm)剪刃直径(mm)max．550 min．525主传动电机功率：160kW 额定转速：988r/min主传动减速机功率：160kW 减速比：26．695/13．352

2 存在的问题

裁边机在投产后的生产过程中逐渐暴露出由设计缺陷所引起的一些问题，这些问题对顺利实现切边功能及对产品质量均产生较大的影响。通过长时间对生产状况的了解、跟踪及分析，找出了裁边机主要存在以下问题。

(1) 裁边机开口度在剪切过程中发生较明显变化，导致剪切后的成品钢板宽度不一，超出允许误差范围。

(2) 裁边机剪刃侧隙调整装置调整精度低，响应慢。

(3) 裁边机剪切过程中剪刃侧隙值有较大波动，影响切边质量；并且裁边机剪刃更换不便，费时费力，影响生产效率。

(4) 剪切后钢板下表面两侧边部出现刀痕，影响了成品钢板的质量。

3 问题分析及改造措施

3.1 裁边机剪切时开口度变化

成品钢板的宽度是由裁边机传动侧机体和操作侧机体之间的开口度来保证的，因此引起钢板宽度变化的原因可确定为传动侧机体或操作侧机体在剪切时发生了位移。经过对裁边机结构的仔细分析，发现裁边机传动侧机体和操作侧机体均未设置机架锁紧装置，仅仅依靠宽度调整装置的丝杆来承受轴向力。但丝杆螺母副之间存在配合间隙，并且固定丝杆的轴承也存在间隙[1]，正是由于这些间隙的存在才导致传动侧或操作侧机体没有可靠定位，在剪切时便发生了移动。

要保证裁边机机体在剪切时不发生移动，需要增加机架锁紧装置。结合裁边机现有结构及安装尺寸，设计了如图2所示的锁紧装置。

图2 裁边机机架锁紧装置1.锁紧缸 2.连杆机构 3.轨道 4.裁边机机体

该锁紧装置主要由锁紧缸、连杆机构及轨道组成。锁紧缸活塞杆伸出时，连杆机构两侧的夹钳向外动作，夹钳脱离轨道表面，锁紧装置打开；当锁紧装置活塞杆缩回时，两侧夹钳向里动作，夹住轨道两侧，从而实现锁紧功能。

3.2 裁边机剪刃侧隙调整装置调整精度低响应慢

裁边机剪刃侧隙调整装置由传动电机、蜗轮蜗杆副及丝杆螺母副组成。传动电机带动蜗轮蜗杆，蜗轮安装于刀轴上，在丝杆螺母副作用下，刀轴可前后串动，从而实现剪刃侧隙的调整。

由于传动电机是普通的交流电机，因此在侧隙定位精度及响应速度方面不能满足生产的要求。本次改造将普通交流电机更换成伺服电机，并在下刀轴的尾部安装了一套位移传感器，可实时测量剪刃侧隙大小，并将结果反馈给伺服电机，与目标值比较后实现快速调整。

改造后的剪刃侧隙调整装置由于采用了伺服电机及闭环控制，调整精度及响应速度有很大的提高，因此剪切质量及作业效率也得到了较大的改善。

3.3 裁边机剪刃侧隙有较大波动及剪刃更换不便

裁边机剪刃侧隙的大小对钢板的剪切质量有很大的影响，侧隙的过大或者过小会导致钢板边部产生毛刺、卷边或者产生剪刃崩刃等现象[2]，因此必须控制剪刃侧隙在剪切时保持稳定，不发生较大波动。

裁边机剪切时剪刃侧隙有较大波动，经分析，产生此现象的原因是剪刃固定不可靠，在剪切过程中受力冲击后发生松动。裁边机剪刃由两个圆螺母固定在刀轴端头，通过人工拧紧，而锁紧力的大小则受人为因素影响，无法准确控制，在剪切力的反复冲击下，螺母出现松动，从而导致剪刃侧隙的波动[3]。

本次改造将剪刃的锁紧机构由圆螺母锁紧改为液压螺母锁紧，相比圆螺母，液压螺母锁紧有以下优点。

(1) 锁紧力的大小可通过液压螺母的锁紧压力进行控制，工作可靠。

(2) 液压螺母装拆简单、快捷，可大大节省更换剪刃时间，减轻工人的劳动强度，提高生产效率。

3.4 剪切后钢板下表面两侧边部出现刀痕

钢板表面出现刀痕会影响成品钢板的外观及价格，在生产过程中要极力避免。结合刀痕在钢板上出现的部位，经分析得出刀痕产生的原因：剪切过程中下剪刃与钢板下表面接触应力过大，导致剪刃与钢板下表面的摩擦力过大，在钢板运行过程中沿钢板长度方向便形成了一条亮纹，也就是文中所提的刀痕。

针对刀痕产生的原因，制定了如下改造方案(见图3)。

图3 裁边机剪刃压环改造示意图1.上刀轴 2.上剪刃 3.上橡胶环 4.液压螺母 5.下刀轴 6.下剪刃 7.下橡胶环

(1) 在上剪刃与上刀轴液压螺母之间、下剪刃与下刀轴液压螺母之间各增加一个压环。

(2) 压环基材为合金钢，外衬有一定硬度的聚氨酯。

(3) 上剪刃压环外径比上剪刃直径稍小，下剪刃压环外径比下剪刃直径稍大。

4 改造效果

裁边机改造实施后，经过一个月的试生产，设备状态良好，生产效率较高；钢板边部剪切质量有明显改观，符合出厂标准；设备维护及检修方便省时。该改造的成功不仅实现了良好的经济效益，而且也为其他类似的改造项目提供了借鉴和经验。

[1] 成大先. 机械设计手册[M]. 北京: 化学工业出版社，2008.

[2] 邹家详. 轧钢机械[M]. 北京：冶金工业出版社,2004.

[3] 濮良贵，纪名刚. 机械设计[M]. 北京：高等教育出版社,2006.

Improvement for Side Trimmer of LISCO CPL

MAO Guo-jin

(WISDRIEngineering&ResearchCo.,Led,,WuhanHubei430223,China)

2014-06-20

毛国进(1984-),男，湖北武汉人，工程师，主要从事轧钢机械方面的研究工作。

TH12

A

1007-4414(2014)04-0185-02