一种棒线材在线头尾剪切系统的制作方法

本发明涉及棒线材剪切技术领域，尤其涉及一种棒线材在线头尾剪切系统。

背景技术：

飞剪是钢筋棒线材生产线上常用的设备，其功能主要是对棒线材进行定尺切段、切头和切尾。同时，在生产中如果出现突发事故，飞剪也可实现碎断的功能，以确保生产安全。传统的飞剪包括曲柄式飞剪、回转式飞剪或者曲柄-回转组合式飞剪等，它们的共同特点在于——剪切面与棒线材的行进方向相垂直。

飞剪一般安装于与轧制通道并排设置的剪切通道上，行进中的棒线材通过转辙器在两条通道之间切换：当飞剪对棒线材完成剪切处理后，转辙器立即摆动将棒线材引入轧制通道内进行轧制；当棒线材完成轧制后，转辙器立即摆动将棒线材引入剪切通道内进行剪切处理。由此可见，转辙器响应时间的长短直接影响着整条钢筋棒线材生产线能否正常运行：若转辙器摆动不及时，行进中的棒线材会撞击飞剪而发生堆积或折断(主要发生在切头处理后)，进而造成严重的生产事故和巨大的财产损失。

随着技术的更新换代，棒线材的轧制速度越来越快，但是，转辙器的摆动速度由于受自身振动或伺服电机性能等影响，已无法匹配棒线材的轧制速度，也就是说，传统的飞剪限制了钢筋棒线材轧制速度的进一步提高。因此，设计一种能够解决棒线材在变道时发生堆积、折断等问题，同时满足高速轧制要求的棒线材在线头尾剪切系统很有必要。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种棒线材在线头尾剪切系统，该剪切系统通过设置高速分断剪，解决了棒线材在变道时所产生的堆积、折断等问题，从根本上避免了剪切事故的发生，同时可满足高速轧制的要求。

基于此，本发明提供了一种棒线材在线头尾剪切系统，包括前置通道、轧制通道、剪切通道、转辙器、高速分断剪以及切头尾飞剪，所述轧制通道与所述剪切通道并排设置，所述前置通道设于所述轧制通道和所述剪切通道的上游，所述转辙器设于所述前置通道上并可在所述轧制通道与所述剪切通道之间来回摆动，所述高速分断剪设于所述前置通道与所述轧制通道和所述剪切通道之间，所述高速分断剪设有用于剪切棒线材的剪切口，所述剪切口设于所述转辙器的转角范围内，所述切头尾飞剪设于所述剪切通道上；

所述高速分断剪包括第一刀盘、第二刀盘以及电机，所述第一刀盘的边缘设有环形的第一剪刃，所述第二刀盘的边缘设有环形的第二剪刃，所述第一刀盘与所述第二刀盘错位设置，且所述第一剪刃与所述第二剪刃位于同一竖直平面内，将所述竖直平面记为剪切面，所述第一剪刃与所述第二剪刃在所述剪切面内构成所述剪切口，所述电机驱动所述第一刀盘和所述第二刀盘相向转动；

将棒线材在所述轧制通道内的行进速度记为v0，将所述第一剪刃和所述第二剪刃在所述剪切口内的线速度记为v1，v1与v0之间设有夹角α，α为锐角；

所述高速分断剪能够以穿过所述剪切口的垂线为轴转动并由此形成剪切位和轧制位，且所述高速分断剪的位置与所述转辙器的位置存在如下关系：

当所述转辙器位于所述剪切通道时，所述高速分断剪位于剪切位，且v1×sinα的方向与所述转辙器由所述剪切通道摆动至所述轧制通道的方向相同；

当所述转辙器位于所述轧制通道时，所述高速分断剪位于轧制位，且v1×sinα的方向与所述转辙器由所述轧制通道摆动至所述剪切通道的方向相同。

作为优选方案，v1×cosα≥v0。

作为优选方案，所述第一刀盘和所述第二刀盘分别位于所述剪切面的两侧，所述第一剪刃与所述第二剪刃在所述剪切面内相交构成所述剪切口。

作为优选方案，所述轧制通道与所述剪切通道沿水平方向并排设置，所述第一刀盘设于所述轧制通道和所述剪切通道的下方，所述第二刀盘设于所述第一刀盘的上方。

作为优选方案，所述高速分断剪还包括第一转轴和第二转轴，所述第一转轴与所述第一刀盘相连接，所述第二转轴与所述第二刀盘相连接，所述电机通过所述第一转轴和所述第二转轴驱动所述第一刀盘和所述第二刀盘相向转动。

作为优选方案，所述高速分断剪还包括输入轴，所述输入轴与所述电机相连接，所述输入轴上设有输入齿轮，所述第一转轴上设有第一同步齿轮，所述第二转轴上设有第二同步齿轮，所述电机通过所述输入齿轮与所述第一同步齿轮和所述第二同步齿轮之间的传动关系驱动所述第一转轴和所述第二转轴相向转动。

作为优选方案，所述第一同步齿轮和所述第二同步齿轮位于所述剪切面的同一侧，所述第二同步齿轮和所述输入齿轮同时与所述第一同步齿轮相啮合。

作为优选方案，所述第一同步齿轮和所述第二同步齿轮分别位于所述剪切面的两侧，所述输入齿轮设为两个，将两个所述输入齿轮分别记为第一输入齿轮和第二输入齿轮，所述第一同步齿轮与所述第一输入齿轮相啮合，所述第二同步齿轮与所述第二输入齿轮同时与设于二者之间的传动齿轮相啮合。

作为优选方案，所述高速分断剪的转动角度为90°。

作为优选方案，所述转辙器由伺服电机、伺服气缸或电磁感应装置驱动。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明提供的棒线材在线头尾剪切系统包括前置通道、轧制通道、剪切通道、转辙器、高速分断剪以及切头尾飞剪，轧制通道与剪切通道并排设置，前置通道设于轧制通道和剪切通道的上游，转辙器设于前置通道上并可在轧制通道与剪切通道之间来回摆动，高速分断剪设于前置通道与轧制通道和剪切通道之间，高速分断剪设有用于剪切棒线材的剪切口，剪切口设于转辙器的转角范围内，切头尾飞剪设于所述剪切通道上。基于上述结构，转辙器先对接于剪切通道，高速分断剪位于剪切位，棒线材沿着前置通道进入剪切通道后，切头尾飞剪对棒线材进行切头处理，待棒线材满足轧制要求后，转辙器向轧制通道摆动，在此过程中，高速分断剪对棒线材进行最后一次切头处理，切头后的棒线材随即进入轧制通道开始进行轧制；然后，高速分断剪由剪切位转动至轧制位，待棒线材轧制完成后，转辙器再次向剪切通道摆动，在此过程中，高速分断剪对棒线材进行切断处理，符合要求的棒线材继续沿着轧制通道进入下一工序，而剩余的尾料则进入剪切通道，切头尾飞剪对其进行切尾处理。跟现有技术相比，一方面，本发明提供的棒线材在线头尾剪切系统通过设置高速分断剪，消除了转辙器摆动速度对剪切作业的影响，解决了棒线材在变道时所产生的堆积、折断等问题，因而从根本上避免了剪切事故的发生，与此同时，由于该高速分断剪将剪切速度与棒线材的轧制速度紧密联系起来，从而打破了对棒线材轧制速度进一步提高的限制，使得该棒线材在线头尾剪切系统可满足高速轧制的要求；另一方面，由于高速分断剪可转动，且其位置与转辙器的位置一一对应，因而该棒线材在线头尾剪切系统仅设置一条剪切通道即可实现切头、切尾以及碎段等功能，不仅简化了整个剪切系统的结构，缩小了空间体积，更降低了运营成本。

附图说明

图1是本发明实施例一的棒线材在线头尾剪切系统(高速分断剪位于剪切位)的结构示意图；

图2是本发明实施例一的棒线材在线头尾剪切系统(高速分断剪位于轧制位)的结构示意图；

图3是本发明实施例一的高速分断剪(单刀盘)的结构示意图；

图4是本发明实施例一的高速分断剪(双刀盘)的结构示意图；

图5是本发明实施例二的高速分断剪(单刀盘)的结构示意图；

图6是本发明实施例二的高速分断剪(双刀盘)的结构示意图。

附图标记说明：

10、前置通道，20、轧制通道，30、剪切通道，40、转辙器，50、高速分断剪，501、第一刀盘，502、第二刀盘，503、电机，504、第一剪刃，505、第二剪刃，506、剪切面，507、剪切口，508、输入轴，509、输入齿轮，509a、第一输入齿轮，509b、第二输入齿轮，510、第一转轴，511、第一同步齿轮，512、第二转轴，513、第二同步齿轮，514、传动齿轮，60、切头尾飞剪。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1至图2所示，本发明实施例提供一种棒线材在线头尾剪切系统，主要包括前置通道10、轧制通道20、剪切通道30、转辙器40、高速分断剪50以及切头尾飞剪60。轧制通道20与剪切通道30沿水平方向并排设置，前置通道10则设于轧制通道20和剪切通道30的上游；转辙器40设于前置通道10上并可在轧制通道20与剪切通道30之间来回摆动，以实现棒线材在轧制通道20与剪切通道30之间的变道功能，转辙器40可由伺服电机、伺服气缸或电磁感应装置驱动；高速分断剪50设于前置通道10与轧制通道20和剪切通道30之间，其设有用于剪切棒线材的剪切口507，且剪切口507设于转辙器40的转角范围内，由此，当转辙器40摆动，棒线材在轧制通道20和剪切通道30之间变道时，棒线材一定会经过剪切口507而被高速分断剪50剪切；切头尾飞剪60设于剪切通道30上，用于对棒线材进行切头、切尾以及碎段处理，其可选曲柄式飞剪、回转式飞剪或者组合式飞剪等传统飞剪。

具体地，如图3所示，高速分断剪50包括第一刀盘501、第二刀盘502以及电机503，第一刀盘501的边缘设有环形的第一剪刃504，第二刀盘502的边缘设有环形的第二剪刃505，第一刀盘501与第二刀盘502错位设置，且第一剪刃504与第二剪刃505位于同一竖直平面内，将该竖直平面记为剪切面506，第一刀盘501和第二刀盘502分别位于剪切面506的两侧，第一剪刃504与第二剪刃505在剪切面506内相交构成上述剪切口507，并且，第一刀盘501设于轧制通道20和切头通道30的下方，第二刀盘502设于第一刀盘501的上方。电机503驱动第一刀盘501和第二刀盘502相向转动，以实现剪切功能。

进一步地，如图3所示，高速分断剪50还包括输入轴508、第一转轴510以及第二转轴512，输入轴508与电机503相连接，第一转轴510与第一刀盘501相连接，第二转轴512与第二刀盘502相连接；输入轴508上设有输入齿轮509，第一转轴510上设有第一同步齿轮511，第二转轴512上设有第二同步齿轮513，并且，第一同步齿轮511和第二同步齿轮513位于剪切面506的同一侧，第二同步齿轮513和输入齿轮509同时与第一同步齿轮511相啮合。基于此，电机503先通过输入齿轮509驱动第一同步齿轮511和第二同步齿轮513相向转动，第一同步齿轮511和第二同步齿轮513再分别带动第一转轴510和第二转轴512相向转动，最后，第一转轴510和第二转轴512分别带动第一刀盘501和第二刀盘502相向转动，实现剪切功能。当然，在转速适当的情况下，电机503可设为两台，两台电机503分别与第一转轴510和第二转轴512相连接，此种形式同样可达到驱动第一刀盘501和第二刀盘502相向转动的目的。

再进一步地，如图1和图2所示，将棒线材在轧制通道20内的行进速度记为v0，将第一剪刃504和第二剪刃505在剪切口507内的线速度记为v1，v1与v0之间设有夹角α，α为锐角。此外，高速分断剪50能够以穿过剪切口507的垂线为轴转动并由此形成剪切位和轧制位，转动角度为90°，且高速分断剪50的位置与转辙器40的位置存在如下关系：

当转辙器40位于剪切通道30时，高速分断剪50位于剪切位，且v1×sinα的方向与转辙器40由剪切通道30向轧制通道20摆动的方向相同；

当转辙器40位于轧制通道20时，高速分断剪50位于轧制位，且v1×sinα的方向与转辙器40由轧制通道20向剪切通道30摆动的方向相同。

由此，当转辙器40在剪切通道30和轧制通道20之间摆动时，高速分断剪50均会对棒线材进行一次剪切处理。另外，为了确保棒线材在高速分断剪50的剪切过程中不发生堆积、折断等事故，v1与v0之间最优选的关系为：v1×cosα≥v0。

基于上述结构，本发明实施例提供的棒线材在线头尾剪切系统的工作流程为：转辙器40先对接于剪切通道30，高速分断剪50位于剪切位，棒线材沿着前置通道10进入剪切通道30后，切头尾飞剪60对棒线材进行切头处理，待棒线材满足轧制要求后，转辙器40向轧制通道20摆动，在此过程中，高速分断剪50对棒线材进行最后一次切头处理，切头后的棒线材随即进入轧制通道20开始进行轧制；然后，高速分断剪50由剪切位转动至轧制位，待棒线材轧制完成后，转辙器40再次向剪切通道30摆动，在此过程中，高速分断剪50对棒线材进行切断处理，符合要求的棒线材继续沿着轧制通道20进入下一工序，而剩余的尾料则进入剪切通道30，切头尾飞剪对其进行切尾处理。

需要强调的是，在钢筋棒线材的生产线上，本发明实施例提供的棒线材在线头尾剪切系统可设置多个，各在线头尾剪切系统与各轧制单元相配合，以满足钢筋棒线材的生产要求。

优选地，如图4所示，当轧制通道20和剪切通道30设有多条且并排设置时，第一刀盘501和第二刀盘502可设为多个，多个第一刀盘501平行设置并固定于同一条第一转轴510上，同样的，多个第二刀盘502平行设置并固定于同一条第二转轴512上，而且，各第一刀盘501与各第二刀盘502一一对应。由此，一组高速分断剪50可同时参与构成多组棒线材在线头尾剪切系统，从而可减小该棒线材在线头尾剪切系统的占用空间，提高其实用性。

最后，需要说明的是，本发明实施例提供的棒线材在线头尾剪切系统中的轧制通道20和剪切通道30也可以沿竖直方向上下并排布置或倾斜一定角度布置，其中，轧制通道20位于剪切通道30和切尾通道70之间；相对应的，转辙器40则沿竖直方向上下摆动，高速分断剪50的第一刀盘501和第二刀盘502则分别设于轧制通道20和剪切通道30的左右两侧。此种布置形式的棒线材在线头尾剪切系统所产生的技术效果与前述一致，此处不再赘述。

实施例二

如图5至图6所示，本实施例与实施例一的唯一区别在于，第一同步齿轮511和第二同步齿轮513分别位于剪切面506的两侧，输入齿轮509设为两个，将两个输入齿轮509分别记为第一输入齿轮509a和第二输入齿轮509b，第一同步齿轮511与第一输入齿轮509a相啮合，第二同步齿轮513与第二输入齿轮509b同时与设于二者之间的传动齿轮514相啮合。基于此，电机503先分别通过第一输入齿轮509a和第二输入齿轮509b驱动第一同步齿轮511和传动齿轮514同向转动，传动齿轮514再带动第二同步齿轮513以相反的方向转动，以实现第一同步齿轮511和第二同步齿轮513的相向转动，第一同步齿轮511和第二同步齿轮513随后分别带动第一转轴510和第二转轴512相向转动，最后，第一转轴510和第二转轴512分别带动第一刀盘501和第二刀盘502相向转动，实现剪切功能。除上述区别外，本实施例的其它具体结构与实施例一中的一致，相应的原理和技术效果也一致，此处不再赘述。

综上，本发明提供了一种棒线材在线头尾剪切系统，跟现有技术相比，一方面，该棒线材在线头尾剪切系统通过设置高速分断剪50，消除了转辙器40摆动速度对剪切作业的影响，解决了棒线材在变道时所产生的堆积、折断等问题，因而从根本上避免了剪切事故的发生，与此同时，由于该高速分断剪50将剪切速度与棒线材的轧制速度紧密联系起来，从而打破了对棒线材轧制速度进一步提高的限制，使得该棒线材在线头尾剪切系统可满足高速轧制的要求；另一方面，由于高速分断剪50可转动，且其位置与转辙器40的位置一一对应，因而该棒线材在线头尾剪切系统仅设置一条剪切通道30即可实现切头、切尾以及碎段等功能，不仅简化了整个剪切系统的结构，缩小了空间体积，更降低了运营成本。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。