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摘要：分析了滚筒式飞剪剪刃锁紧装置和剪刃侧隙调整装置的故障原因，提出了可行的维护建议。
关键词：滚筒式飞剪；剪刃锁紧；剪刃侧隙调整
中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：1672-3198（2013）08-0178-02
1剪刃锁紧机构的故障原因及对策
1.1剪刃锁紧的结构及故障
剪刃装配由15套剪刃锁紧装置锁紧在剪鼓上。剪刃锁紧装置由缸筒、刀座、剪刃装配、锁紧楔块、连板、支座、碟簧组、缸杆和安全阀等组成。剪刃装配由剪刃、下垫片组、侧垫片组等组成。在更换剪刃时使用气动油泵往缸杆下部注入压力油，使缸杆压缩碟簧组并向上移动，通过连板顶开锁紧楔块，从而松开剪刃装配。在取出旧剪刃装配并装入新剪刃装配后，使打压泵泄压，缸杆在碟簧组的作用下向下移动，通过连板拉动锁紧斜块下行，靠斜面压紧在剪刃侧面上，从而达到锁紧的目的。安全阀起保护锁紧缸密封的作用。
图1剪刃结构图1.2剪刃锁紧装置的主要故障及原因
在使用过程中，剪刃锁紧装置出现下剪刃脱落事故，侧垫片与剪刃之间的连接螺栓断损，垫片窜出，导致剪刃无法锁紧。造成下剪刃脱落事故的原因主要有以下两点：
一是滚筒式飞剪在剪切前和剪切过程中的受力情况有关。飞剪的剪切过程一般为：在进入飞剪开始剪切道次时，剪刃先到开始位置f1，等待剪切命令，当剪切点设定后，鼓轮开始加速到位置f2，然后匀速运行，从剪切角f3到位置f4完成剪切。
图2飞剪受力情况为减少剪切时钢板对运输辊道的冲击，飞剪的剪切线设计比运输辊道高，当飞剪下剪刃运行到f6位置处时将与钢板的下表面接触，并开始将剪切段钢板抬离辊道，由于速度差，在进入剪切前，下剪刃相对钢板有一定的滑动，剪刃受到钢板重力和摩擦力的作用；同时，在剪切过程中，飞剪除了克服剪切变形所需的剪切力外，在水平方向还有侧压力、拉力和动载荷的作用，为避免剪刃在剪切过程中对钢板产生阻碍作用或受到钢板过大的拉应力和减少飞剪的冲击载荷，一般设定在剪切角f3处飞剪剪刃在钢板运动方向的瞬时分速度Vx与钢板运动速度V0相等或稍大，Vx=（1～1.3）V0，这使剪刃受到了钢板一定的拉应力，拉力的计算公式为：
Q=Fσ=ΔLLEF
式中，△L——拉伸变形量；L—剪切终了时，飞剪与送料装置间的轧件长度，E—为该剪切温度下轧件的弹性模数。
在剪刃压入钢板阶段，下剪刃还受到剪切力及侧压力的作用，最大侧压力可达到最大剪切力的17%～34%。
动载荷u=πGn（v-v0）15Φ0g
式中，v0—轧件的速度；v—剪刃的速度；G—被加速轧件的重量；n—飞剪的转数。
Φ0=cos-1V0v
因此水平方向的总力为各水平分力的代数和：
P=T+Q+u
由于水平分力作用在上下剪刃的方向不同，上下剪刃所承受的水平合力的数值也不同，下剪刃所受到的拉力、钢板的重力和摩擦力、侧压力以及动载荷，都与下剪刃的运动方向相反。对上剪刃而言，剪切前没有受到摩擦力的作用，剪切过程中侧面的反作用力与运动方向一致，因此，下剪刃受到更大的作用力。
二是剪刃在长度方向的变形，增加了剪刃脱落的可能性。在对一更换下来的事故剪刃在工作台上使用塞尺进行检查，在平躺状态下，剪刃在上，使用塞尺检查剪刃两端与工作台基准面之间的间隙，一侧为1mm，另一侧为075mm。剪刃的变形导致剪刃与剪盒和锁紧斜块之间的接触面积的减少；同时锁紧装置中碟簧的势能有很大一部分需用来克服剪刃的变形，使剪刃不能得到有效的固定，在受到离心力和剪切力作用下，在剪刃装配的松动及复位的反复动作中，侧面调整垫片固定螺栓断损，使调整垫片窜出，最终使剪刃脱落。
1.3解决下剪刃脱落事故的对策
（1）在对剪刃进行装配时，需检查剪刃的长度方向的变形量，经观察，在变形量小于0.5mm的情况下，可以满足需要，同时要控制剪刃装配的总的尺寸精度。（2）在对剪刃装配安装时，需在剪刃和剪盒上涂抹润滑油，可减少剪刃装配松动及复位的反复动作中产生的摩擦力。（3）经常检查压紧斜块的磨损情况，以及支座和压紧斜块的固定情况，更换磨损的斜块，同时检查碟簧组是否产生塑性变形，如是则要及时更换。（4）定期对剪刃进行更换，平均每月更换两次。
2剪刃间隙调整机构
2.1飞剪剪刃侧隙调整的原理
飞剪剪刃的水平间隙在线可以通过调整机构调节，调整机构设计在操作侧，其简图如图3所示，通过液压马达转动减速机以及齿轮系，大齿轮内加工有内螺纹，大齿轮由前面板和机架定位；螺纹套加工有外螺纹，螺纹套通过前后两套止推轴承定位在调整轴上，调整轴和剪鼓之间由螺栓和键连接；在大齿轮转动时，可使轴套轴向移动，相应的上剪鼓也轴向移动，由于上、下剪鼓是一对斜齿轮啮合传动，利用斜齿轮的螺旋角可使上、下转鼓相对转动一微小的角度，从而改变上、下剪刃之间的侧隙。上剪鼓向左移动使剪刃侧隙增大，向右移动使剪刃侧隙减小。
图3调节图2.2剪刃侧隙调整机构常出现的故障
（1）实测剪刃间隙数据与操作界面显示数据不一致；（2）剪刃侧隙调整机构的卡死。
2.3剪刃侧隙调整机构故障的原因及对策
（1）有可能是编码器损坏或调整机构故障导致数据的不符，可以按照式（1）之间的比例关系，在小齿轮轴端做起始标志，以及在上剪鼓轴端安装百分表，从剪刃侧隙调大和调小两个方向，查看界面设定侧隙变化值与小齿轮的转动数、上剪鼓轴向移动量、和实际剪刃侧隙值是否相符，可以判断出是编码器故障或调整机构的机械故障，同时从变化值之间的差异，如小齿轮的转数与上剪鼓轴向移动量和剪刃侧隙变化值不相符，可能是调整螺纹损坏、锁紧螺母松动和大齿轮定位套磨损造成的；如剪刃侧隙变化值与小齿轮转数和上剪鼓的移动量比例不相符，以及剪刃变化值不稳定，一般是由于下剪鼓受到的轴向力，其锁紧螺母易松动造成，由此对症进行处理。
（2）由于编码器故障或操作等原因，上剪鼓轴向移动的距离大于设计要求，造成调整大齿轮和调整套之间的螺纹卡死；当上剪鼓向左移动量大于设计要求将会造成卡死，这时可通过旋松锁紧螺母处理；当上剪鼓向右移动量大于设计要求时也会造成卡死，这时可通过松动前面板的固定螺栓处理，这样可以释放调整螺纹的压力，从而使液压马达可以克服调整螺纹摩擦力回旋，而后再紧固锁紧螺母或前面板紧固螺丝。
3结语
下剪刃比上剪刃受到更大的作用力和剪刃的变形是下剪刃易于松脱的主要原因；剪刃侧隙调整液压马达转数、小齿轮转数、上剪鼓轴向移动和剪刃间隙之间可近似看成是比例关系，同时，通过释放调整螺纹的压力处理剪刃调整装置的卡死，本文为滚筒式切头飞剪的维护提供了参考依据。
参考文献
[1]蒋继中，尹刚，刘永丰.滚筒飞剪机剪刃侧隙自动调节装置[J].重型机械，2008，（5）.
[2]赵华国，刘文武.滚筒式切头飞剪在剪切过程中力能参数的变化-滚筒式切头飞剪动态特性介绍（一）[J].一重技术，2002，（4）.
关键词：滚筒式飞剪；剪刃锁紧；剪刃侧隙调整
中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：1672-3198（2013）08-0178-02
1剪刃锁紧机构的故障原因及对策
1.1剪刃锁紧的结构及故障
剪刃装配由15套剪刃锁紧装置锁紧在剪鼓上。剪刃锁紧装置由缸筒、刀座、剪刃装配、锁紧楔块、连板、支座、碟簧组、缸杆和安全阀等组成。剪刃装配由剪刃、下垫片组、侧垫片组等组成。在更换剪刃时使用气动油泵往缸杆下部注入压力油，使缸杆压缩碟簧组并向上移动，通过连板顶开锁紧楔块，从而松开剪刃装配。在取出旧剪刃装配并装入新剪刃装配后，使打压泵泄压，缸杆在碟簧组的作用下向下移动，通过连板拉动锁紧斜块下行，靠斜面压紧在剪刃侧面上，从而达到锁紧的目的。安全阀起保护锁紧缸密封的作用。
图1剪刃结构图1.2剪刃锁紧装置的主要故障及原因
在使用过程中，剪刃锁紧装置出现下剪刃脱落事故，侧垫片与剪刃之间的连接螺栓断损，垫片窜出，导致剪刃无法锁紧。造成下剪刃脱落事故的原因主要有以下两点：
一是滚筒式飞剪在剪切前和剪切过程中的受力情况有关。飞剪的剪切过程一般为：在进入飞剪开始剪切道次时，剪刃先到开始位置f1，等待剪切命令，当剪切点设定后，鼓轮开始加速到位置f2，然后匀速运行，从剪切角f3到位置f4完成剪切。
图2飞剪受力情况为减少剪切时钢板对运输辊道的冲击，飞剪的剪切线设计比运输辊道高，当飞剪下剪刃运行到f6位置处时将与钢板的下表面接触，并开始将剪切段钢板抬离辊道，由于速度差，在进入剪切前，下剪刃相对钢板有一定的滑动，剪刃受到钢板重力和摩擦力的作用；同时，在剪切过程中，飞剪除了克服剪切变形所需的剪切力外，在水平方向还有侧压力、拉力和动载荷的作用，为避免剪刃在剪切过程中对钢板产生阻碍作用或受到钢板过大的拉应力和减少飞剪的冲击载荷，一般设定在剪切角f3处飞剪剪刃在钢板运动方向的瞬时分速度Vx与钢板运动速度V0相等或稍大，Vx=（1～1.3）V0，这使剪刃受到了钢板一定的拉应力，拉力的计算公式为：
Q=Fσ=ΔLLEF
式中，△L——拉伸变形量；L—剪切终了时，飞剪与送料装置间的轧件长度，E—为该剪切温度下轧件的弹性模数。
在剪刃压入钢板阶段，下剪刃还受到剪切力及侧压力的作用，最大侧压力可达到最大剪切力的17%～34%。
动载荷u=πGn（v-v0）15Φ0g
式中，v0—轧件的速度；v—剪刃的速度；G—被加速轧件的重量；n—飞剪的转数。
Φ0=cos-1V0v
因此水平方向的总力为各水平分力的代数和：
P=T+Q+u
由于水平分力作用在上下剪刃的方向不同，上下剪刃所承受的水平合力的数值也不同，下剪刃所受到的拉力、钢板的重力和摩擦力、侧压力以及动载荷，都与下剪刃的运动方向相反。对上剪刃而言，剪切前没有受到摩擦力的作用，剪切过程中侧面的反作用力与运动方向一致，因此，下剪刃受到更大的作用力。
二是剪刃在长度方向的变形，增加了剪刃脱落的可能性。在对一更换下来的事故剪刃在工作台上使用塞尺进行检查，在平躺状态下，剪刃在上，使用塞尺检查剪刃两端与工作台基准面之间的间隙，一侧为1mm，另一侧为075mm。剪刃的变形导致剪刃与剪盒和锁紧斜块之间的接触面积的减少；同时锁紧装置中碟簧的势能有很大一部分需用来克服剪刃的变形，使剪刃不能得到有效的固定，在受到离心力和剪切力作用下，在剪刃装配的松动及复位的反复动作中，侧面调整垫片固定螺栓断损，使调整垫片窜出，最终使剪刃脱落。
1.3解决下剪刃脱落事故的对策
（1）在对剪刃进行装配时，需检查剪刃的长度方向的变形量，经观察，在变形量小于0.5mm的情况下，可以满足需要，同时要控制剪刃装配的总的尺寸精度。（2）在对剪刃装配安装时，需在剪刃和剪盒上涂抹润滑油，可减少剪刃装配松动及复位的反复动作中产生的摩擦力。（3）经常检查压紧斜块的磨损情况，以及支座和压紧斜块的固定情况，更换磨损的斜块，同时检查碟簧组是否产生塑性变形，如是则要及时更换。（4）定期对剪刃进行更换，平均每月更换两次。
2剪刃间隙调整机构
2.1飞剪剪刃侧隙调整的原理
飞剪剪刃的水平间隙在线可以通过调整机构调节，调整机构设计在操作侧，其简图如图3所示，通过液压马达转动减速机以及齿轮系，大齿轮内加工有内螺纹，大齿轮由前面板和机架定位；螺纹套加工有外螺纹，螺纹套通过前后两套止推轴承定位在调整轴上，调整轴和剪鼓之间由螺栓和键连接；在大齿轮转动时，可使轴套轴向移动，相应的上剪鼓也轴向移动，由于上、下剪鼓是一对斜齿轮啮合传动，利用斜齿轮的螺旋角可使上、下转鼓相对转动一微小的角度，从而改变上、下剪刃之间的侧隙。上剪鼓向左移动使剪刃侧隙增大，向右移动使剪刃侧隙减小。
图3调节图2.2剪刃侧隙调整机构常出现的故障
（1）实测剪刃间隙数据与操作界面显示数据不一致；（2）剪刃侧隙调整机构的卡死。
2.3剪刃侧隙调整机构故障的原因及对策
（1）有可能是编码器损坏或调整机构故障导致数据的不符，可以按照式（1）之间的比例关系，在小齿轮轴端做起始标志，以及在上剪鼓轴端安装百分表，从剪刃侧隙调大和调小两个方向，查看界面设定侧隙变化值与小齿轮的转动数、上剪鼓轴向移动量、和实际剪刃侧隙值是否相符，可以判断出是编码器故障或调整机构的机械故障，同时从变化值之间的差异，如小齿轮的转数与上剪鼓轴向移动量和剪刃侧隙变化值不相符，可能是调整螺纹损坏、锁紧螺母松动和大齿轮定位套磨损造成的；如剪刃侧隙变化值与小齿轮转数和上剪鼓的移动量比例不相符，以及剪刃变化值不稳定，一般是由于下剪鼓受到的轴向力，其锁紧螺母易松动造成，由此对症进行处理。
（2）由于编码器故障或操作等原因，上剪鼓轴向移动的距离大于设计要求，造成调整大齿轮和调整套之间的螺纹卡死；当上剪鼓向左移动量大于设计要求将会造成卡死，这时可通过旋松锁紧螺母处理；当上剪鼓向右移动量大于设计要求时也会造成卡死，这时可通过松动前面板的固定螺栓处理，这样可以释放调整螺纹的压力，从而使液压马达可以克服调整螺纹摩擦力回旋，而后再紧固锁紧螺母或前面板紧固螺丝。
3结语
下剪刃比上剪刃受到更大的作用力和剪刃的变形是下剪刃易于松脱的主要原因；剪刃侧隙调整液压马达转数、小齿轮转数、上剪鼓轴向移动和剪刃间隙之间可近似看成是比例关系，同时，通过释放调整螺纹的压力处理剪刃调整装置的卡死，本文为滚筒式切头飞剪的维护提供了参考依据。
参考文献
[1]蒋继中，尹刚，刘永丰.滚筒飞剪机剪刃侧隙自动调节装置[J].重型机械，2008，（5）.
[2]赵华国，刘文武.滚筒式切头飞剪在剪切过程中力能参数的变化-滚筒式切头飞剪动态特性介绍（一）[J].一重技术，2002，（4）.