专利名称：单轴双偏心非对称滚动剪切机的制作方法
技术领域：
本发明属于轧钢机械辅助设备技术领域，具体涉及一种滚动式钢板剪切机中曲轴安装位置的技术改进。
背景技术：
在现有技术中，定尺剪切机采用滚动式切剪主传动有两种方案一种是双轴双偏心式，一种是单轴双偏心式。所谓双轴双偏心式，就是主传动轴为两根，且传动轴轴线和剪刃是垂直的，每根轴上有一个偏心，故称为双轴双偏心式。国外设计的定尺滚切剪均为这种形式。而单轴双偏心式只有一根主传动轴，主传动轴两个曲轴与机架中心线对称。由于圆弧剪刃执行纯滚动，该结构使剪刃受力不均匀，大大缩短了刀具使用寿命，降低了剪切质量。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供了一种改善圆弧剪刃剪切工况，减小剪切力，提高圆弧形剪刃寿命，提高剪切质量的单轴双偏心非对称滚动剪切机。
本发明是通过下列方案实现的，单轴双偏心非对称滚动剪切机，包括有机架，和装在机架上的左右曲柄连杆机构以及装在上刀架上的圆弧上剪刃，下剪刃装在下刃台上，其特征是装在曲轴上的两曲柄的中心线O2-O2相对于机架中心线O1-O1偏移距离OS为20～100mm。
本发明所述的偏移距离OS按下列公式计算OS＝L3sin(90°-β)式中β——非对称前连杆与水平面夹角；L3——连杆长度；β＝90°-arcsin(OS/L3)。
现有的单轴双偏心滚动剪切机的回转轴上两个曲柄中心线与机架中心线重合，即两曲柄对称分布在机架中心线两侧。本发明是将两曲柄中心线O2-O2水平偏移一个距离OS(与拉杆不在同侧)，即两曲柄中心线O2-O2与机架中心线O1-O1相距OS，形成与机架中心线不对称结构，称为单轴双偏心非对称滚动剪切机，其特点是能够使受力情况良好，使钢板剪切质量得到明显改善。
本发明的优点及有益效果为本发明圆弧剪刃运动轨迹更逼近纯滚动，剪切机整体受力更合理，整个剪切机构所受力矩比原来有所减小，钢板的剪切质量大大提高，刀具寿命也大为延长。
图1为单轴双偏心非对称滚动剪切机的结构2为单轴双偏心非对称滚动剪切机中偏移距离OS的分析中1-圆弧上剪刃，2-上刀架，3-右铰接，4-大齿轮，5-右连杆，6-右曲柄，7-曲轴，8-横梁，9-左曲柄，10-左连杆，11-机架，12-左铰接，13-柔性水平拉杆，14-钢板，15-下剪刃，16-下刃台O1-O1机架中心线，O2-O2左右曲柄中心线，OS偏移距离。
具体实施例方式
根据附图对实施例做进一步的描述，本实施例是用来说明本发明的，而不是对本发明进行任何限制的。
本发明以某钢铁公司设计的一台大型滚动剪切机为例，采用了单轴双偏心非对称结构。剪切力850KN，剪切钢板尺寸40×2700×6000～120000。每分钟剪切次数15次。
单轴双偏心非对称滚动剪切机，由机架11、圆弧上剪刃1、下剪刃15及曲柄连杆机构等构成，圆弧上剪刀1装在上刀架2上，右铰接3和左铰接12装在上刀架2上，左连杆10的上端与左曲柄9相连，下端与左铰接12相连，右连杆5的上端与右曲柄6相连，下端与右铰接3相连，曲轴7装在机架11上的轴承孔内，大齿轮4装在曲轴7的右端，安装曲轴7时，两曲柄6和9的中心线O2-O2相对于机架中心线O1-O1偏移距离OS为61.12mm，与机架中心线O1-O1构成非对称结构。
偏移距离OS按图2所示计算，滚动剪切机连杆在非对称前后工作情况。非对称前，当处于最大剪切状态时，连杆ad与水平面呈β角，曲轴给连杆的力不能全部用于剪切，效率很低；非对称后，当处于最大剪切状态时，连杆a′d与水平面垂直，连杆的力几乎全部用于剪切。
d——连杆与上剪架的铰支点；a——非对称前曲轴与连杆铰支点；a′——非对称后曲轴与连杆铰支点；β——非对称前连杆与水平面夹角；L3——连杆长度；ad、a′d——连杆；F1——结构非对称前作用在钢板上的力；F2——结构非对称后作用在钢板上的力；F——连杆上的力。
β＝90°-arcsin(OS/L3)F1＝FF2＝F/cos(90-β)
aa′＝2·L3sin((90°-β)/2)，dh′＝L3·cos((90°-β)/2)又因为aa′·dh′＝L3·ah，所以，ah＝aa′·dh′/L3OS＝ahOS＝aa′·dh′/L3＝L3sin(90°-β)即非对称偏移量为OS＝L3sin(90°-β)代入已知参数β＝87.5°，L3＝1400mm所以得到非对称偏移量为OS＝L3sin(90°-β)＝61.12mm。
剪切作业时大齿轮4将动力传递给曲轴7，曲轴7旋转带动具有一定相位差的左右曲柄9、6一起转动，左右曲柄9、6分别带动左右连杆10、5及左右铰接12、3驱动上刀架2运动。上刀架2安装在其上的圆弧上剪刃1在柔性水平拉杆13的控制下做近似纯滚动，与下剪刃15一起完成对钢板14的剪切。
权利要求
1.一种单轴双偏心非对称滚动剪切机，包括有机架(11)，和装在机架上的左右曲柄连杆机构以及装在上刀架(2)上的圆弧上剪刃(1)，下剪刃(15)装在下刃台(16)上，其特征是装在曲轴(7)上的两曲柄(6)和(9)的中心线O2-O2相对于机架中心线O1-O1偏移距离OS为20～100mm。
2.根据权利要求1所述的单轴双偏心非对称滚动剪切机，其特征在于偏移距离OS按下列公式计算OS＝L3sin(90°-β)式中β——非对称前连杆与水平面夹角；L3——连杆长度；β＝90°-arcsin(OS/L3)。
全文摘要
本发明属于轧钢机械辅助设备机技术领域，具体涉及一种滚动式钢板剪切机中曲轴安装位置的技术改进。包括有机架11，和装在机架上的左右曲柄连杆机构以及装在上刀架2上的圆弧上剪刃1，下剪刃15装在下刃台16上，其特征是装在曲轴7上的两曲柄6和9的中心线O
文档编号B23D15/00GK1714969SQ20051001265
公开日2006年1月4日 申请日期2005年7月4日 优先权日2005年7月4日
发明者黄庆学, 李玉贵, 孙斌煜, 孟进礼, 王晓慧 申请人:太原科技大学