圆盘剪在新钢1550mm酸轧线的应用

　　摘要：本文着重介绍圆盘剪工作原理及其自动化控制，阐述其机械控制流程，简要介绍控制过程及联锁条件。
　　关键词：圆盘剪；工作原理；自动控制
　　一、前言
　　圆盘剪是用于冶金轧材部分的重要设备，其主要功能是剪切带钢两边不规则毛边，剪切到规定宽度，使带钢的外形达到产品的要求以及获得高质量的产品，为后续工序提供优质原料，圆盘剪的工作好坏直接影响到产品的质量。下面就其结构、主要参数的设计和自动化控制等问题进行分析和探讨。
　　二、圆盘剪机械特点及工作原理
　　１．圆盘剪的结构
　　圆盘剪为无动力拉剪，不需要传动和速度控制，主要靠张力辊带动带钢运动。其主要由底座、滑动座、剪机架、刀头、驱动装置、液压锁紧装置、摆动压辊、切边溜槽、拖链等组成。圆盘剪系统由在操作侧和传动侧两个相同的部分组成,它们之间通过一个可移动的轴杆连接在一起,轴杆的移动可以调节剪边带钢的宽度。圆盘剪的操作侧和传动侧每一侧都是由两套圆盘剪调节系统和碎边剪安装在旋转台上,通过这种结构使得当一套调节系统出现问题时我们可以旋转到另外一套备用系统来继续生产,保证生产的连续运行。
　　２．圆盘剪的工作原理
　　圆盘剪由上下错位的、垂直的两片圆形刀片组合而成，调取一定的间隙及重叠量对通过两刀片之间的带钢进行剪切。带钢通过两刀片之间时，刀片给带钢施以一定的剪切力，使带钢与刀片接触区域产生变形，随着咬入深度的增加，带钢的变形量也随之增加，当变形量达到一定程度时（一般为带钢厚度的1/4-3/4），受压的部分就从原板上断裂。下刀片装在内侧起支撑作用，上刀片装在外侧起剪切作用。刀头剪切线与带钢边部需要3度的外切角，方便剪切好的带钢与边丝分离。
　　3．圆盘剪设备动作机理
　　圆盘剪设备调整主要有刀头宽度调整、刀片重叠量调整以及刀片侧间隙调整。当更换刀头刀片、电机或编码器时，这些必须重新调整。需要人工来测量实际值，结合控制程序用来校正编码器值和电机传动系数。
　　1）圆盘剪宽度
　　圆盘剪宽度即圆盘剪两侧刀头之间宽度，运行时它的宽度设定值由二级机根据需生产的带钢宽度而定，宽度调节通过一个双速电机来驱动，宽度的测量通过一个旋转型的绝对值编码器来检测，并且有一个感应极限来监控其是否超过最大位置，其中还有宽度最小位和旋转台旋转位感应限位。
　　2）旋转台
　　圆盘剪旋转台可以在当工作面刀头出现问题时将备用面旋转到工作面。旋转台分为操作侧和传动侧。自动时，两侧同时同步动作，也可手动分别动作。通过双速电机来进行驱动，通过限位开关位置检测。在旋转时，先高速电机带动高速旋转，到达低速位限位快关时由低速电机带动低速旋转，随即到达停止限位开关，电机立即断电抱闸，旋转台停止旋转。圆盘剪旋转到位后，一个由液压锁销会固定住旋转台，锁销到位信号由感应开关来检测。
　　3）水平侧间隙gap和垂直间隙重叠量lap
　　间隙、重叠量的设定值由根据带钢不同的材质、不同宽厚度通过二级数据通信送到程序中。水平侧间隙由一台单速电机驱动，通过一个旋转型的绝对值编码器来检测，并有两个极限限位开关检测侧间隙的最大和最小位，在调整后需用液压锁紧。在调整重叠量之前须先调整好侧间隙，重叠量为正值时为工作位，为负值时在调整位，由一台双速电机驱动，重叠量的也是测量通过旋转型的绝对值编码器来检测，并有两个感应限位开关检测重叠量的最大和最小位，在调整后需用液压锁紧。
　　三、自动化控制
　　１．圆盘剪主要联锁
　　1）圆盘剪宽度调节
　　机架宽度调整联锁有：带钢速度为0、焊缝定位或月牙槽定位、传动侧机架宽度调整松开、操作侧机架宽度调整松开、机架不在最小极限位、机架不在最大极限位、机架回转时，不允许进行宽度调整。
　　2）重叠量调节
　　在工作位置调整联锁有：对应侧剪刃对松开、对应侧极限开关没有动作、带钢速度为
　　0、剪刃对定位于带钢月牙槽区域、计算机设定剪刃对定位目标值、用于计算的位置控制准备好(剪刃直径预设定值)。
　　在等待位置调整联锁有：对应侧剪刃对松开、对应侧极限开关没有动作、计算机设定剪刃对定位目标值、用于计算的位置控制准备好(剪刃直径预设定值)。
　　3）剪刃水平间隙调节
　　在工作位置调整联锁有：对应侧剪刃对松开、对应侧极限开关没有动作、带钢速度为0、剪刃对定位于带钢月牙槽区域、计算机设定剪刃对定位目标值、用于计算的位置控制准备好(剪刃直径预设定值)。
　　4）机架回转联锁有：传动侧和操作侧机架位于回转位、传动侧机架松开、操作
　　侧机架松开、对应侧极限开关没有动作、更换刀片方式、碎边剪与圆盘剪回转位等宽。
　　２．自动控制
　　圆盘剪工艺复杂，对自动化控制的要求比较高，基于工艺要求高、联锁复杂，自动化程序控制根据工艺流程采用SFC（顺序功能图）编程。圆盘剪工作有以下主要控制流程：
　　1）带钢宽度变化时宽度控制
　　2）圆盘剪自动启动和停车
　　3）Lap/Gap手、自动方式调整
　　4）圆盘剪刀头旋转
　　5）液压锁紧装置等
　　四、结语
　　新钢1550mm酸轧线段圆盘剪为新型设备，工艺流程先进、自动化控制完善。从投产时至今，圆盘剪工作正常，生产顺利。
　　参考文献：
　　[1]张景进.板带冷轧生产[J].北京：冶金工业出版社，2007.
　　[2]王庆春.冶金通用机械与冶炼设备[J].北京：冶金工业出版社，2010.

《圆盘剪在新钢1550mm酸轧线的应用》

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