专利名称：高速飞剪机的制作方法
技术领域：
本发明涉及飞剪机，这种飞剪机用于修剪来自连续高速滚轧机的热轧钢条和其它类似制品的前端和尾端。
用连续热轧工艺加工的条、棒和其它类似的长条制品的前端和尾端不可避免地不符合规格，因此必须进行“修剪”，即被切断，然后排出。这可在制品离开辊轧线之后进行人工修整而完成的。但是，人工修整要求滚轧机的工作人员不断地去注意这些制品，这样效率低，成本高。
因此，最好是，用设计成以滚轧机的传送速度在生产线上自动运行的“飞剪机”进行修剪。尽管飞剪机在过去得到了成功的应用，但其设计的改进还不能与滚轧机传送速度的不断提高保持同步，在现代化的今天，高速的线材轧机速度目前已达到100-120米/秒。
本发明的目的是提供一种改进的飞剪机，它完全能以滚轧机的全部速度、包括当今线材轧机的最大传送速度可靠地运行。
根据本发明的第一方面，一种剪机具有连续以等角速度彼此反转的引导刀片和从动刀片。这些刀片在一与制品移动的平面垂直间隔的切割区中彼此径向重叠地相互作用，其中，引导刀片在从动刀片的前面，引导刀片的旋转半径大于从动刀片的旋转半径。切割区上游的开关以一种沿旁路切割区的轨道引导制品的方式和一引导该制品通过切割区、从而被相互反转的刀片切割成引导段和尾段的第二方式工作。刀片被构造成使引导段的尾端偏离制品移动的平面，而将尾段的前端引回到制品移动的平面。
在本发明的另一方面，剪机最好设置有两组前述的设置成并列结构的刀片，一组可以修剪制品的前端，另一组可修剪制品的尾端。
在本发明的又一方面，修剪端部和中间合格的制品长度被接收在切割区下游的一固定槽的分开的导向通道中。斩切剪机可以将被修剪下的端部分割成较短的废料片。
下面结合附图详细地描述本发明的这些和其他的特征和目的。
图1是本发明剪机的侧视图；图2是剪机的俯视图3是沿图1的线3-3截取的剖视图；图4是一示意图，它示出了引导刀片与从动刀片之间的速度关系；图5是开关组件的放大的平面图；图6A是沿图5的线6A-6A截取的视图；图6B是沿图5的线6B-6B截取的剖视图；图7是沿图1的线7-7截取的比例放大的剖视图；图8是沿图1的线8-8截取的修剪盘和刀片的视图；图9是背景具有固定槽的修剪盘和刀片的局部视图；图10A-D是示意图，它们示出了一典型的修剪循环；以及图11是一示意图，它示出了制品越过修剪剪机的两个切割区时的制品移动轨道。
参阅图1-3，本发明的剪机总的用10表示。剪机包括一可转动地支承一对平行的上轴和下轴14、16的固定壳体12。这两根轴通过相互啮合的齿轮18而机械连接起来，其中下轴16连续地由电动机20驱动。一上转子21以悬臂方式安装在上轴14上。另外参阅图8和9，转子21具有轴向隔开的边缘22，每一边缘22装有一上“从动”刀片24。一下转子25类似地以悬臂方式安装在下轴16上。转子25具有轴向隔开的边缘26，每一边缘26装有一下“引导”刀片28。在图8、9和11中从左至右可以看出，在每一边缘26的侧向前面有一直径逐渐增大的斜面29。
轴14、16和各自的转子21、25以及刀片24、28由电动机20驱动、以相等的角速度、沿图1中的记号为Va的箭头所示方向不断地彼此反转。当刀片转过侧向隔开的切割区Z1，Z2时，引导刀片28在从动刀片24之前并径向重叠。
参阅图4的示意图，从中可以了解到，引导刀片28的旋转半径RL(从轴16的旋转轴线量到刀片的最外点)大于从动刀片24的旋转半径RF。因此，对于任何某一个刀片角速度Va可以得出，引导刀片28的切向尖端速度VTL将超过从动刀片24的切向尖端速度VTF。因此，如引导刀片和从动刀片28、24的重叠的切向速度分布图PLPF所示的，在切割区中的刀片径向重叠部分的每一点，引导刀片的切向速度将超过从动刀片的切向速度。这种速度差使最大的刀片重叠不会破坏相互作用的刀片之间的界面。
另外参阅图6A和6B，从中可以看出一开关30位于切割区Z1、Z2的上游，开关包括一安装在34的导管32，以在一制品、例如从滚轧机中退出的热轧钢条R要被修剪的水平平面PH内枢转。
可用任何合适的机构来枢转导管32，诸如伺服电动机36，通过一齿轮箱(gearhead)38使一传动齿轮40旋转。齿轮40与在一可枢转地连接于导管32和从导管32侧向延伸的臂上的齿条42啮合。如图5所示，导管32可以在以“a”、“b”和“c”表示的位置之间枢转移动。
一固定的导向槽44设置在切割区Z1、Z2的下游。从图7中可以看出，导向槽的内部被诸壁46分隔成三个通道48a、48b和48c。每一壁46有一构成一略微超出水平平面PH的突出部分46’的水平段。
壳体12还可转动地支承另外的在固定槽44下游的上下平行轴48、50。用类似于图3中的18所示的方法由齿轮将轴48、50机械连接起来，轴48、50装有并肩的悬置的盘52、54。这些盘装有设计成在与上游槽44的通道48a、48c对齐的切割区相互作用的多个斩切刀片56。斩切刀片由一连接于下轴50的驱动电动机58驱动而彼此连续反转。
下面参阅图2、9和10A-10D，剪机以如下的方式运行前端修剪在前端修剪程序的开始，开关30的导管32偏移到“a”的位置。这使得制品的不合规格的前端旁路通过切割区Z1，再经过槽44的导向通道48a，由盘52上的斩切刀片56分割。
在合适的时候，开关导管32从位置“a”横越到“b”，从而引导制品越过切割区Z1，制品在这时被分割成连续通过导向通道48a的引导段，和一尾段(在该例子中为可接收的中间制品的长度)，该尾段在切割区Z1、Z2之间连续移动并通过在修剪盘52、54之间的引导通道48b到其它的材料处理装置、一般是在安装头(laying head)(未示出)前面的压送辊。
图10A至10D示意性地接连示出了切割顺序。图10A示出了刀片24、28接近切割区Z1。通过槽通道48a的制品前端开始横越切割区Z1，同时当它顺肩部29向上移动的时候上升到平面PH之上。
图10B示出了制品被刀片24、28切断成引导段和尾段。引导刀片先于从动刀片24进入切割区并开始提起引导段的尾端离开尾段的前端。
图10C示出了刀片24、28在切割区Z1中的最大径向重叠的情况。引导刀片28不断地提升引导段的尾端离开平面PH。当引导刀片28接触和开始施加一提升作用于引导段的尾端时，从动刀片24就可以使尾段的前端改变方向回到平面PH。
在图10D中，刀片24、28离开切割区。从动刀片24继续提升引导段的尾端与尾段的前端分离。引导刀片28此时不再接触制品，尾段的前端在槽壁46的突出部分46’之下通过进入中心引导通道48b。
尾端修剪当制品尾端接近剪机时，开关30的导管32从位置“b”移到位置“c”。将以上述的方式在切割区Z2切断制品，其中引导段连续通过引导通道48b，尾段被引入槽的通道48c，用盘54上的斩切刀片56分割。
图11示意性的示出了制品通过连续的切割区Z1、Z2时的制品轨道。位置“a”、“b”和“c”与导管32的位置相一致。在轧制产品坯料长度之间的间隔中，导管32回到位置“a”，以为下一个的前端和尾端的修剪程序做好准备工作。
现在本领域的熟练人员应该知道，本发明具有许多传统的已有技术剪机所没有的优点。首先，引导刀片28在一大于从动刀片的旋转半径RF的半径RL上旋转，对于任何某一刀片角速度Va，引导刀片在其重叠的任何点上的切向速度VTL等于或最好略微超过从动刀片的切向速度VTF。因此，在切割区中的刀片重叠范围可以最大化，刀片之间不会受到损坏性的接触。为了能干净利落地将制品切割成引导段和尾段，使刀片重叠部分最大化是至关重要的。
刀片24、28的旋转半径RF、RL的差异以及所造成的最大的刀片重叠更有利的地方在于，在修剪程序中，引导段的尾端被提升脱离尾段的前端，同时允许尾段的前端在槽分隔壁的下游突出部分46’之下的水平面PH中不断前进。通过提升引导段的尾端脱离尾段前端前进的轨道，可避免两者之间接触所造成的麻烦。这可以用尾段前端的最小偏移来做到，这对于避免废品，尤其当修剪制品以100/120米/秒数量级及更大速度移动时，是很重要的。
另一优点是因为采用了两组呈并肩关系的切割刀片，以提供两个切割区Z1、Z2，一个是用于修剪前端，另一个用于修剪尾端。由于在每一切割区只有一组刀片在操作，所以有较多的时间使制品越过每一切割区。
本领域的熟练人员应理解，在不脱离申请人的发明原理的情况下，可对上述剪机进行多种变更和改变。例如，也可采用其他机械等效机构将开关导管调整到不同的位置。从动和引导刀片24、28以及相应的引导槽44的方向可以转过180°。还可采用不同的刀片结构。在所附的权利要求范围之内包括了这些和所有其他的等效改变和变化。
权利要求
1．一种分割一在一平面中纵向移动的细长制品的剪机，这种剪机包括安装成绕所述平面的相对两侧上的平行轴旋转的引导刀片和从动刀片，所述刀片设置成在一位于所述轴之间的与所述平面垂直间隔的切割区中彼此径向重叠地相互作用，其中，所述引导刀片的旋转半径大于所述从动刀片的旋转半径；使所述诸刀片以等角速度连续旋转的装置，其中，在所述切割区中，所述引导刀片在所述从动刀片的前面；以及位于所述切割区上游的开关装置，所述开关装置可以以一种沿旁路所述切割区的轨道引导所述制品的第一方式运行，和可以以一将所述制品从所述轨道引导到所述切割区、从而被所述刀片切割成引导段和尾段的第二方式工作，所述刀片被构造和设置成使所述引导段的尾端偏离所述平面，而将所述尾段的前端引向所述平面。
2．如权利要求1所述的剪机，其特征在于，所述平面基本上是水平的，所述引导刀片和从动刀片的旋转轴分别位于所述平面的下方和上方。
3．如权利要求2所述的剪机，其特征在于，还包括一固定的接收槽，它有被一中间壁隔开的第一和第二通道，所述通道分别定位成接收所述引导段和尾段。
4．如权利要求3所述的剪机，其特征在于，所述中间壁包括一位于所述水平平面之上的突出部分。
5．一种分割一在一水平平面中纵向移动的细长制品的剪机，这种剪机包括连续旋转的上和下刀片，它们在一位于所述平面上方的切割区以径向重叠的关系相互作用，所述下刀片的旋转半径大于所述上刀片的旋转半径；一位于所述切割区下游的固定接收槽，所述接收槽有侧向设置的被一中间壁分隔的第一和第二导向通道，所述中间壁有一位于所述平面上方的水平突出部分；以及位于所述切割区上游的开关装置，所述开关装置可以以一种沿经过所述切割区进入所述第一通道的第一轨道引导所述制品的第一方式运行，和可以以一将所述制品从所述第一轨道引导到所述切割区、从而被所述刀片切割成引导段和尾段的第二方式运行，所述刀片被构造和设置成使所述引导段的尾端朝上偏离所述平面，而将所述尾段的前端朝下引向所述平面和所述突出部分的下方，从而继续沿一通过所述第二通道的第二轨道移动。
6．一种分割一在一水平平面中纵向移动的细长制品的剪机，这种剪机包括a)连续旋转的第一和第二组上、下刀片，它们分别在位于所述平面上方的侧向设置的第一和第二切割区中以径向重叠的关系相互作用；b)位于所述切割区上游的开关装置，所述开关装置依序运行(ⅰ)沿一旁路所述切割区的第一轨道引导所述制品；(ⅱ)将所述制品从所述第一轨道引导到所述第一切割区、从而被所述第一组的刀片切割成一沿所述第一轨道继续移动的引导段和一沿一第二轨道继续移动的中间段；以及(ⅲ)将所述制品从所述第二轨道引导到所述第二切割区、从而被所述第二组的刀片切割、使继续沿所述第二轨道移动的中间段与继续沿一第三轨道移动的尾段分离。
7．如权利要求6所述的剪机，其特征在于，所述下刀片的旋转半径大于所述上刀片的旋转半径。
8．如权利要求6所述的剪机，其特征在于，用每一组制品前端和后端的相互作用的刀片进行切割，其中，所述刀片被构造和设置成使尾端朝上偏移，而将前端朝下引导到所述平面中。
9．如权利要求6所述的剪机，其特征在于，还包括一位于所述切割区下游的固定接收槽，所述接收槽被诸中间壁再分成第一、第二和第三通道，所述第一和第三通道被定位成分别接收所述引导段和尾段，所述第二通道定位成接收所述中间段。
10．如权利要求6所述的剪机，其特征在于，所述这些中间壁包括位于所述水平平面之上的水平突出部分。
11．一种分割在一水平平面中纵向移动的条、棒或其他类似制品的剪机，所述剪机包括绕位于所述水平平面之上和之下的平行轴线沿相反的方向旋转的引导刀片和从动刀片，所述引导刀片的旋转半径大于所述从动刀片的旋转半径，所述刀片构造和设置成在与所述水平平面垂直间隔的一切割区中彼此径向重叠地相互作用；以及，将所述制品引导通过所述切割区以被所述刀片分离成引导段和尾段的开关装置。
12．如权利要求11所述的剪机，其特征在于，所述引导刀片用于使所述引导段的尾端朝上偏移。
13．如权利要求12所述的剪机，其特征在于，所述从动刀片用于将所述尾段的前端朝下引导到所述水平平面。
14．一种将热轧钢条的引导段和尾段与中间长度段分离的剪机，热轧钢条从滚轧机沿一在第一和第二旁路轨道之间引导的并位于一水平平面中的传送轨道排出，所述剪机包括侧向间隔的连续旋转的第一和第二组上、下刀片，所述第一对刀片在一位于所述水平平面之上的在所述第一旁路轨道与所述传送轨道的一侧之间的第一切割区中以径向重叠的关系相互作用，所述第二对刀片在一位于所述水平平面之上并在所述传送轨道的另一侧与所述第二旁路轨道之间的第二切割区中以径向重叠的关系相互作用；一位于所述切割区下游的固定接收槽，所述接收槽有一与所述传送轨道对齐的中心通道和分别通过第一和第二壁与所述中心通道分离的第一和第二旁路通道，所述第一和第二旁路通道分别与所述第一和第二旁路轨道对齐，所述第一和第二壁各自具有位于所述水平平面之上的所述第一和第二水平突出部分；以及位于所述切割区上游的开关装置，所述开关装置依序运行(a)首先使所述引导段从所述传送轨道侧向偏移到所述第一旁路轨道，以传送到所述第一旁路通道；(b)其次引导所述钢条从所述第一旁路轨道越过所述第一切割区到所述传送轨道，所述第一对刀片运转以从所述中间长度段切断所述引导段，所述第一对刀片被构造和设置成使所述引导段的尾端朝上偏移，而将所述中间长度的前端朝下引导到在所述第一水平突出部分之下的所述水平平面中继续移动并进入所述中心通道中；以及，(c)然后，引导所述钢条从所述传送轨道越过所述第二切割区到所述第二旁路轨道，所述第二对刀片运转以从所述中间长度段切断所述尾段，所述第二对刀片被构造和设置成使所述中间长度段的尾端朝上偏移，而将所述尾段的前端朝下引导到在所述第二突出部分之下的所述水平平面中继续移动并进入所述第二旁路通道。
全文摘要
一种飞速剪机具有绕在一水平平面之上和之下的平行轴沿相反方向旋转的引导刀片和从动刀片。引导刀片的旋转半径大于从动刀片的旋转半径。刀片被构造和设置成在一与水平平面垂直间隔的切割区中以径向重叠的关系相互作用。一开关引导纵向移动的制品、诸如棒、条等类似制品从水平平面越过切割区以被旋转刀片分离成引导段和尾段。
文档编号B23D25/12GK1297793SQ0010648
公开日2001年6月6日 申请日期2000年4月7日 优先权日1999年4月8日
发明者沈小岚, T·迈克尔·肖尔 申请人:摩根建设公司