专利名称:立式曲柄飞剪的制作方法
本发明涉及一种轧钢厂剪切热轧小型型钢的剪切装置，特别是剪切直径在10～20毫米的小型圆钢的装置。
目前使用的剪切热轧钢材的剪切装置，有园盘式，滚筒式，曲柄回转杠杆式，曲柄偏心式，曲柄摇杆式等型式。为保证剪切断面平齐，往往采用剪刃作平移运动的四连杆机构做飞剪的剪切机构。曲柄回转杠杆式，曲柄偏心式，曲柄摇杆式都是这种结构原理。这些机型多在国外引进的设备中使用，国内还没见生产。这种类型的飞剪，工作质量高，剪切断面平齐，但是结构比较复杂，运动质量较多，动力特性不好，运动速度不能太快，一般都在3米／秒左右。因此，这种类型的飞剪，大都用在剪切轧制速度较低的钢坯或钢板上。剪切工作速度高的园盘式飞剪，虽然结构简单，工作可靠，适用轧制小型型钢的场合，但只能用于精轧前的切头，其剪切断面是倾斜的，不适于作成品飞剪用。在小型轧钢厂使用最普遍的成品飞剪是滚筒式飞剪，这种飞剪的主要工作部件是两个滚筒，在两个滚筒的园周上各装有一个剪刃，滚筒每转一周，剪刃相遇一次。钢材的喂入是依靠摆槽，摆槽把需剪断的钢材定时的横向摆入剪刃的运动轨迹内，完成剪切。这种飞剪由于剪刃是做园周运动，剪切速度高，但剪切后的钢材，切断面不平齐，形状如同在钢材的断面直径处隆起一个刀刃。由于摆槽在喂入钢材时，摆动速度高，造成钢材切断处的S形弯曲。这些都不符合国家标准对剪切质量的要求，给许多企业造成很大的经济损失。摆槽安装暴露在外面，高温下钢材氧化铁皮很多，掉在设备上阻塞了摆槽的滑道，造成摆槽失控，剪切失灵，经常出现漏剪、连剪或剪不断的现象。剪刃使用磨损快，造成剪切间隙大，无法调整，只得更换剪刃，每班次更换2～3次，浪费了剪刃，浪费了工时。双滚筒飞剪易损件多，另部件暴露在外面，无法很好润滑，工作环境恶劣，因而整台设备磨损快，间隙大，造成震动大，噪声大。
鉴于这些情况，本发明的目的是提供一种前面已经提到过的剪切装置，使其剪刃在剪切区内作相对平行运动，剪刃能近似垂直于被剪切钢材的轴线进行剪切，使剪切断面平齐，钢材剪断处不弯曲，适应于小型轧钢厂的型材生产，剪切速度高，装置的震动小，使其生产效率高，维修方便，使用可靠。
本发明完成这些任务是通过下面这些机构来解决的立轴式曲柄摇杆机构，光电控制装置，以无级调速装置为输入端的传动部份，变速及凸轮机构，组合式摇杆剪刃间隙调整装置，起落式引钢槽机构。
该发明的剪切部份是立轴式曲柄摇杆机构。在箱体内装有两支立轴，在立轴的下部装有传动部份的园柱斜齿轮，露在箱体外面的上部装有两个偏心轮，偏心轮的偏心上装有连杆，连杆连着摇杆，在连杆的旋转端装有剪刃。这样一套立轴式四连杆机构，使剪刃的运动轨迹为椭园形，两剪刃在剪切区内作相对平行运动。为使立轴式曲柄摇杆剪切机构的剪切速度与轧机轧辊线速度相匹配，在动力传入飞剪的传动部份时，在输入端装有一套无级变速装置。以灵活的改变整台剪切设备的工作速度。
为使剪切部份的剪刃的剪切间隙调整灵活方便，将曲柄摇杆机构的摇杆设计成组合式，可使其长度大小调整变化，致使连杆旋转端的剪刃剪切间隙的大小发生变化。
当热轧成型的钢材，由轧机输出，经引钢槽机构传送到剪切装置，立式曲柄飞剪(以下简称飞剪)，此时飞剪已经在匀速运转。钢材首先经过光电控制装置，此时钢材温度大约为900℃，发红的钢材激发光电管发出信号，传导给延时继电器，按照轧辊的线速度与所需剪断钢材的长度确定动作时间，通过离合器启动变速及凸轮机构的凸轮转动，以凸轮的凸起部份抬高引钢槽，将在槽内匀速向前运行的钢材送到剪刃运动轨迹内剪切断。凸轮的凸起部份转过最高点，引钢槽也随着下降，直至回复原位，钢材在引钢槽内通过剪刃的下方匀速运行，等待下次延时继电器的动作信号。这就完成了一次剪切。
飞剪各部的传动比按工作需要确定为一个定值。为保证工作质量，一定要使飞剪剪刃在钢材运动方向的线速度略高于钢材轧机轧辊线速度的3％。轧辊在工作中磨损，直径变小，线速度降低，为使飞剪速度也跟着变化，各部份的传动比不变，最简便的方法是在动力输入飞剪的传动部份时，在输入端加装了一个无级调速装置。这个无级调速装置可以是组合式三角带轮，也可使用锥形摩擦轮式，或是直接装上直流无级调速电机。以保证在不改变传动比的前提下调整整台飞剪的运转速度与轧辊线速度相匹配。
飞剪的主要工作部件剪刃，装在曲柄摇杆机构的连杆旋转端，剪刃的运动轨迹为椭园形，在剪切区内，剪刃相对被剪切钢材的轴线做相互近似垂直的运动。以达剪切断面平齐。四连杆机构运动惯性力较大，为减小震动，将四连杆机构水平布置，支持旋转曲柄的两支轴为两支立式轴。旋转曲柄采用大的偏心轮型式，立轴下部的传动齿轮为大园柱斜齿轮，以平衡和蓄存惯性，达到工作连续平稳。
剪刃使用一段时间后磨损，或是更换新剪刃，剪切间隙变化需调整。本装置的摆动摇杆为组合式。把摇杆分为两段，可以用螺纹联接组合在一起，也可用套管加肖轴联接组合在一起。当摇杆长度调整变化后，导致连杆上安装的剪刃的剪切间隙发生变化，达到调整剪切间隙的作用。
至此本发明做到了飞剪高速剪切，运转平稳，无震动，使用可靠，维修调整方便，剪切钢材断面平齐，剪断处不弯曲，工作质量达到了国家标准。
图1、立式曲柄飞剪主视纵剖面图。
图2、立式曲柄飞剪俯视图。(图1的俯视图)。
图3、立式曲柄飞剪侧视图(图1的侧视图)。
图4、立式曲柄飞剪变速及凸轮机构与起落式引钢槽部份的关系位置图。
图5、立式曲柄飞剪摆动摇杆结构图。
图面说明箱盖(1)、立轴(2)、偏心轮(3)、小轴(4)、轴承(5)、立轴(6)、输入轴(7)、三角带轮(8)、(9)、小伞齿轮(10)、大伞齿轮(11)、园柱斜齿轮(12)、(13)、箱体(14)、园柱直齿轮(15)、小园柱直齿轮(16)、齿轮油泵(17)、小伞齿轮(18)、蜗杆轴(19)、蜗杆(20)、剪刃(21)、连杆(22)、摇杆(23)、联接螺母(24)、摇杆(25)、引钢槽(26)、托轮架(27)、托轮(28)、凸轮盘(29)、凸轮套(30)、电磁铁(31)、拉杆(32)、拉杆弹簧(33)、凸头(34)，主动离合器(35)、主动离合器轴(36)、蜗轮(37)、起升传动箱体(38)、被动离合器(39)、弹簧(40)、被动离合器轴(41)、摇杆支架(42)、轴承座(43)、支轴(44)、连接轴(45)、支撑轮(46)、走轨(47)。
下面介绍的是本发明的最佳实施例由图示，一个长方形带箱盖(1)的箱体(14)，在箱体(14)的纵向中心线上装有立轴(2)和(6)，两立轴上下两端装有止推锥轴承，立轴(2)在箱内部份上装有一个大园柱斜齿轮(13)，在箱外箱盖(1)上面的轴头上装有起旋转曲柄作用的偏心轮(3)。在立轴(6)的箱内部份上，同斜齿轮(13)啮合的位置上装有同斜齿轮(13)大小和齿数相同的斜齿轮(12)，斜齿轮(12)的上面装有一个大伞齿轮(11)，在大伞齿轮(11)上，有大小相同的两个小伞齿轮与其啮合。其一在箱体(14)的纵向上，小伞齿轮(10)装在输入轴(7)上，输入轴(7)上装有园柱直齿轮(15)，与其啮合的园柱直齿轮(16)带动油泵(17)，泵油润滑各运动部件。输入轴(7)在箱外的一端，装有无级调速三角皮带轮(8)和(9)。这里也可装锥形的摩擦轮，也可直接联接直流调速电机。采用三角皮带轮的优点是经济和结构简单。其二在箱体的横向上，小伞齿轮(18)装在传至箱外的蜗杆轴(19)上。立轴(6)伸出箱外在箱盖(1)上面，也是装有一个起旋转曲柄作用的偏心轮，同偏心轮(3)大小结构相同。在箱体(14)内部装有润滑油。两个偏心轮(3)，分别用小轴(4)，轴承(5)与连杆(22)绞接，两连杆(22)的旋转这一端，两外圆在对称中心切点处分别装有剪刃(21)。两连杆(22)分别通过连接轴(45)与两摇杆(25)绞接。在两连接轴(45)下方固定有支撑轮(46)，分别在两支撑轮走轨(47)内往复滚动。摇杆(25)与摇杆(23)由联接螺母(24)联接在一起，由螺母(24)调节摇杆(25)与(23)的联接长度。以达调整剪刃的剪切间隙。此处也可以套筒加肖轴的联接方式代替螺母(24)。采用螺纹联接可无级的调整。摇杆(23)的另一端由支轴(44)通过轴承座(43)固定在摇杆支架(42)上。
箱体横向上与大伞齿轮啮合的小伞齿轮(18)通过蜗杆轴(19)传至蜗杆(20)，带动蜗轮(37)和装蜗轮的主动离合器轴(36)及其上的主动离合器(35)一同转动，被动离合器(39)由电磁铁(31)控制。电磁铁(31)的电磁铁拉杆(32)卡在被动离合器(39)的卡槽内。当光电管输送的信号由继电器规定的时间产生电流，传至电磁铁(31)，电磁铁产生磁力，将电磁铁拉杆(32)拉出被动离合器(39)的卡槽，被动离合器(39)靠弹簧(40)顶向主动离合器(35)，同其联成一体。此时被动离合器(39)，被动离合器轴(41)及装在此轴上的凸轮套(30)同速转动，凸轮盘(29)用螺钉联接在凸轮套(30)上。当凸轮盘(29)的凸轮凸头(34)转至正上方时，凸头(34)顶起托轮(28)，带动托轮架(27)同时上升，引钢槽(26)用螺栓和托轮架(27)联在一起。此时完成了升高引钢槽(26)，将槽内钢材送至剪刃(21)的运转轨迹上剪切。剪切完毕，凸轮凸头转过最高点，继电器电流中断，电磁铁(31)失去磁性，电磁铁拉杆(32)靠拉杆弹簧(33)压回被动离合器(39)的卡槽，卡槽有斜度，在转动中靠斜面使被动离合器(39)与主动离合器(35)分离。凸轮停止转动，完成一次剪切。整个变速及凸轮机构，由蜗杆和蜗轮啮合开始，至凸轮这些另件都封蔽装在起升传动箱体(38)内，箱内装有润滑油。
权利要求
1.一个由剪切部份，引钢槽部份，传动部份组成的热轧钢材剪断装置立式曲柄飞剪。其特征在于剪切部份是一种立轴式曲柄摇杆机构，此机构由两立轴(2)、(6)，装在立轴上端的两偏心轮(3)，装在偏心轮(3)的偏心上的连杆(22)，装在连杆旋转端上的剪刃(21)，及与连杆(22)摇摆端铰接的组合式摇杆(23)、(24)、(25)所组成，并且传动部份的输入端是一种无级变速装置(8)、(9)。
专利摘要
本实用新型是一种适合小型轧钢厂使用的热轧小型型钢的剪切装置，特别是剪断直径10～20毫米的小型圆钢的剪切装置。该装置的剪切部分采用立式曲柄摇杆机构。本实用新型的特点是剪切钢材断面平齐，剪断处不弯曲；高速作业，运转平稳，无震动。
文档编号B23D21/00GK87201335SQ87201335
公开日1987年11月25日 申请日期1987年1月21日
发明者曹守文, 刘永贤 申请人:烟台钢厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan