专利名称：曲柄式切头飞剪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种快速切除钢坯头部冷硬变形部分的冶金机械设备，尤其是用于带钢、型钢和线材热连轧生产线上的曲柄式切头飞剪。
背景技术：
目前在型钢和线材连轧生产线上所用的曲柄式切头飞剪为二齿轮传动机构，带动上下四连杆机构及剪刃做剪切运动，黑龙江科学技术出版社1998年11月第1次印刷的由蒋昭、徐肇源等编著的《宝钢2050毫米带钢热连轧机装备研制技术——机械设计》对这种飞剪进行了介绍，其工作原理是电机带动下曲轴做逆时针运动，同时通过下齿轮带动上齿轮使上曲轴做顺时针运动，在适当的位置完成对钢坯头部的剪切，回到起始状态等待下次起动。现有的二齿轮传动机构只能适用于钢坯直线运动的速度在2m/s以下的剪切，而现有的小型型钢连轧生产线上钢坯直线运动的速度一般在4m/s以上，要求剪切时飞剪剪刃的水平线速度与之相等，即要提高两齿轮的转速，由于两齿轮传动机构上下齿轮的直径较大，所以转动时的转动惯量也较大，由此带来以下问题1、上、下齿轮在规定的起动转角内要达到较高的转速需要很大的起动转矩才能满足起动要求，因而造成起动困难。
2、在开始剪切时，上、下齿轮所存储的动能远大于剪切所需的剪切功，造成能量的浪费。
3、剪切结束后，又要马上开始制动，由于剩余能量过多，造成制动困难，而且这样的快速制动会对设备造成很大的惯性冲击及能量浪费。
发明内容
为了克服二齿轮传动机构转动惯量较大所带来的问题，本实用新型的传动机构采用小直径的四齿轮传动机构代替传统的二齿轮传动机构。本实用新型的技术方案是机架由上箱体、中箱体和下箱体组成一个封闭式的机架，下曲轴安装在中箱体和下箱体之间的机架上、左端与电机相联、右端与下剪鼓大端相联，下摆杆轴固定在机架的下箱体上，下摆杆的小端与下剪鼓铰接在一起、大端与下摆杆轴铰接，下剪刃固定在下剪鼓上，下齿轮套在下曲轴的左侧，上曲轴安装在上箱体和中箱体之间的机架上、右端与上剪鼓大端相联，上摆杆轴安装在机架的上箱体上，上摆杆的小端与上剪鼓的小端铰接在一起、大端与上摆杆轴铰接，上剪刃固定在上剪鼓上，上齿轮套在上曲轴的左侧，上摆杆、上剪鼓、上曲轴及下摆杆、下剪鼓、下曲轴分别构成上下对称的四连杆机构，在上齿轮与下齿轮之间还有上内齿轮和下内齿轮，下内齿轮套在下内齿轮轴上，上内齿轮套在上内齿轮轴上，下齿轮、下内齿轮、上内齿轮和上齿轮由下而上依次啮合，四个齿轮的轴心线可以采用直线排列方式也可以采用“之”字形排列方式，四个齿轮中，两个内齿轮的分度圆直径与两个外齿轮的分度圆直径可以相等也可以不相等。只要能保证传递运动的效果和二齿轮传动机构相同，可以根据实际需要采用上述任意一种齿轮排列方式，由于四个小齿轮的转动惯量要比两个大齿轮的转动惯量小80％以上、重量轻60％以上，所以所需电机的起动力矩可以降低60％以上，使起动变得容易。为克服由小齿轮带来的剪切功不足，本实用新型可以在输入轴上加飞轮进行调节，这样在开始剪切位置系统所存储的动能不至于大出所需剪切功太多，剪切完毕后剩余的动能也大大降低，所以制动变得容易，同时对设备的惯性冲击也大大减弱，可以有效解决二齿轮传动机构存在的转动惯量偏大的问题。
综上所述，四齿轮传动机构较二齿轮传动机构不仅在起动和制动方面有很大优势，使钢坯直线运动的最大线速度由2m/s提高到5m/s甚至更高，而且整个飞剪的体积、重量和造价都大为降低，既节能又延长设备的使用寿命及可靠性。
图1为本实用新型结构示意图的轴侧剖视图。
图2为本实用新型四齿轮传动机构示意图。
图3为本实用新型工作过程发原理示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型的机架由上箱体2、中箱体5和下箱体12组成，它们之间通过螺栓螺母把合的方式联接成为一个封闭式的机架，通过地脚螺栓固定在地面的基础之上。下曲轴13通过左右两侧的大轴承27安装在中箱体5和下箱体12之间的机架上，下曲轴13左端通过联轴器28与电机29相联，下曲轴13右端与下剪鼓16的大端通过轴承15相联，下摆杆轴17通过轴孔配合方式固定在机架的下箱体12上，下摆杆18的小端与下剪鼓16的小端由下销轴19铰接在一起、大端与下摆杆轴17通过轴孔配合方式铰接。下剪刃20由螺栓螺母把合的方式固定在下剪鼓16上，下齿轮11通过轴孔配合及键连接的方式套在下曲轴13的左侧。内齿轮支架7由钢板焊接成方箱形状由螺栓螺母把合的方式固定在前轴承座14及后轴承座10上，下内齿轮轴9的左右两端通过轴承3安装在内齿轮支架7的下部，下内齿轮8通过轴孔配合及键连接的方式套在下内齿轮轴9上，上内齿轮轴4的左右两端通过轴承3安装在内齿轮支架7的上部，上内齿轮6通过轴孔配合及键连接的方式套在上内齿轮轴4上。上曲轴26通过左右两侧的大轴承27安装在上箱体2和中箱体5之间的机架上，右端与上剪鼓22大端通过轴承15相联，上摆杆轴25通过轴孔配合方式安装在机架的上箱体2上，上摆杆24的小端与上剪鼓22的小端由上销轴23铰接在一起、大端与上摆杆轴25通过轴孔配合方式铰接。上剪刃21由螺栓螺母把合的方式固定在上剪鼓22上，上齿轮1通过轴孔配合及键连接的方式套在上曲轴26的左侧。下齿轮11、下内齿轮8、上内齿轮6和上齿轮1由下而上依次啮合，四个齿轮的轴心线在同一垂直平面内，四个齿轮的分度圆直径相同。上摆杆24、上剪鼓22、上曲轴26及下摆杆18、下剪鼓16、下曲轴13分别构成上下对称的四连杆机构。
本实用新型工作时，电机29通过联轴器28带动下曲轴13旋转并带动下四连杆机构，与此同时还通过下齿轮11、下内齿轮8、上内齿轮6和上齿轮1由下而上带动上曲轴26旋转并带动上四连杆机构同时运动。上下四连杆机构同时运动，带动上剪刃21和下剪刃20在剪切区内作水平方向的同向运动及垂直方向的相对运动完成对运动钢坯头部的剪切。
本实用新型的工作原理如图3所示，钢坯30以线速度V作直线运动，在位置A处飞剪开始工作，电机29通过传动机构带动下曲轴13作逆时针运动，同时通过四齿轮传动机构带动上曲轴26作顺时针运动，在位置B开始剪切，在位置C结束剪切并同时开始制动使上曲轴26和下曲轴13停留在位置A的状态等待下次启动。
权利要求1.一种曲柄式切头飞剪，其机架由上箱体(2)、中箱体(5)和下箱体(12)组成，它们之间通过螺栓螺母把合的方式联接成为一个封闭式的机架，通过地脚螺栓固定在地面的基础之上，下曲轴(13)通过左右两侧的大轴承(27)安装在中箱体(5)和下箱体(12)之间的机架上，下曲轴(13)左端通过联轴器(28)与电机(29)相联，下曲轴(13)右端与下剪鼓(16)的大端通过轴承(15)相联，下摆杆轴(17)通过轴孔配合方式固定在机架的下箱体(12)上，下摆杆(18)的小端与下剪鼓(16)的小端由下销轴(19)铰接在一起、大端与下摆杆轴(17)通过轴孔配合方式铰接，下剪刃(20)由螺栓螺母把合的方式固定在下剪鼓(16)上，下齿轮(11)通过轴孔配合及键连接的方式套在下曲轴(13)的左侧，上曲轴(26)通过左右两侧的大轴承(27)安装在上箱体(2)和中箱体(5)之间的机架上，右端与上剪鼓(22)大端通过轴承(15)相联，上摆杆轴(25)通过轴孔配合方式安装在机架的上箱体(2)上，上摆杆(24)的小端与上剪鼓(22)的小端由上销轴(23)铰接在一起、大端与上摆杆轴(25)通过轴孔配合方式铰接，上剪刃(21)由螺栓螺母把合的方式固定在上剪鼓(22)上，上齿轮(1)通过轴孔配合及键连接的方式套在上曲轴(26)的左侧，上摆杆(24)、上剪鼓(22)、上曲轴(26)及下摆杆(18)、下剪鼓(16)、下曲轴(13)分别构成上下对称的四连杆机构，其特征在于在上齿轮(1)与下齿轮(11)之间还有内齿轮支架(7)、上内齿轮(6)和下内齿轮(8)，内齿轮支架(7)由钢板焊接成方箱形状由螺栓螺母把合的方式固定在前轴承座(14)及后轴承座(10)上，下内齿轮轴(9)的左右两端通过轴承(3)安装在内齿轮支架(7)的下部，下内齿轮(8)通过轴孔配合及键连接的方式套在下内齿轮轴(9)上，上内齿轮轴(4)的左右两端通过轴承(3)安装在内齿轮支架(7)的上部，上内齿轮(6)通过轴孔配合及键连接的方式套在上内齿轮轴(4)上，下齿轮(11)、下内齿轮(8)、上内齿轮(6)和上齿轮(1)由下而上依次啮合，四个齿轮的轴心线在同一垂直平面内，四个齿轮的分度圆直径相同。
2.根据权利要求1所述的曲柄式切头飞剪，其特征是所述下齿轮(11)、下内齿轮(8)、上内齿轮(6)和上齿轮(1)由下而上依次啮合，所述四个齿轮的轴心呈“之”字形排列。
3.根据权利要求1所述的曲柄式切头飞剪，其特征是上齿轮(1)和下齿轮(11)为外齿轮对，上内齿轮(6)和下内齿轮(8)为内齿轮对，这两个齿轮对之间的齿轮分度圆直径不相等，但齿轮对内的两个齿轮的分度圆直径相等。
4.根据权利要求1所述的曲柄式切头飞剪，其特征是飞轮通过轴孔配合及键连接的方式套在下曲轴(13)上。
专利摘要本实用新型涉及一种曲柄式切头飞剪，特别是冶金行业用于快速切除钢坯头部冷硬变形部分的曲柄式切头飞剪，为解决传统的曲柄式切头飞剪起动困难和浪费能量问题，本实用新型由上、中、下三个箱体组成封闭机架，传动机构采用小直径的四齿轮传动机构代替大直径的二齿轮传动机构，四个齿轮的轴心线采用直线排列方式或“之”字形排列方式，两个内齿轮的分度圆直径与两个外齿轮的分度圆直径可以两两相等也可以两两不相等。与传统的飞剪相比，本实用新型的转动惯量降低80％以上、重量轻60％以上，因此所需电机的起动力矩可以降低60％以上，不仅使起动和制动都变得容易，而且提高了钢坯的运行速度、延长了设备的使用寿命。
文档编号B23D25/02GK2683293SQ0328106
公开日2005年3月9日 申请日期2003年9月30日 优先权日2003年9月30日
发明者陈佑钢 申请人:一重集团大连设计研究院