中小型轧钢生产线上的飞剪设备及其应用探析

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【摘要】飞剪设备是中小型轧钢生产线上不可缺少的关键设备之一，在轧钢生产过程中具有十分重要的作用。本文概述了飞剪设备的命名、特点、构造以及工作原理，介绍了中小型轧钢生产线上的飞剪设备以及飞剪设备的应用以及发展情况，希望能为飞剪设备的研究以及发展提供一定的指导作用。

【关键字】飞剪设备；中小型轧钢；生产线；应用

1、引言

随着我国社会经济的快速发展，国家对钢铁行业的重视程度越来越深，所以对于相关的轧钢设备的要求也越来越高。飞剪设备作为轧钢生长线上重要的生产辅助设备之一，对其进行研究十分重要。基于此，本文对于中小型轧钢生产线上的飞剪设备及其应用的研究不仅具有一定的理论指导意义，也具有一定的实际应用价值。

2、飞剪设备概述

2.1飞剪设备命名。飞剪设备种类繁多，通常情况下按照以下几种不同方式进行飞剪设备的命名以及分类：

按照主传动类型分为：直流电机驱动飞剪设备、交流电机驱动飞剪设备以及液压马达驱动飞剪设备三种形式。

按照结构形式分为：切头切尾式飞剪设备以及定尺飞剪设备两种形式。

按照剪切结构形式分为：滚筒式飞剪设备、摆式飞剪设备、曲柄式飞剪设备以及圆盘式飞剪设备三种形式。

按照飞剪设备的工作状态分为：连续工作式飞剪设备、启停式飞剪设备以及连续启停混合式飞剪设备三种形式。

2.2飞剪设备特点。载荷特点：工作时瞬间具有较强的冲击载荷，设备机械传动精度比较高，设备组成齿轮以及刀片之间的间隙较小。工况特点：工作环境具有比较高的温度、环境内飞尘较大。电气特点：仪表电气电子响应较快、性能较高。

2.3飞剪设备构造及原理

通常情况下，飞剪设备由机械结构以及电子电气两大部分组成。其中机械机构部分一般由电机、飞轮、联轴器、齿轮箱、安全罩、导卫、气动、底座、剪切机构、以及冷却系统组成；电子电气部分一般由电源开关柜、控制柜、检测元件以及传动柜等四部分组成。

飞剪设备的工作原理是，首先由电机启动飞剪设备，其次进行制动剪切，最后飞剪设备返爬复位进行后续工作。

3、中小型轧钢生产线上的飞剪设备

近年来，轧钢设备逐渐进入现代化时代，很多高新技术也在轧钢设备得到应用。其中，中小型轧钢生产线上的飞剪设备的研究也逐渐深入。目前，在我国国内中小型轧钢生产线上的飞剪设备一般常用的是起停式飞剪设备，其原理在结构上可以分成两大类：一种是离合器起停式飞剪设备，是我国在1980年引进的技术并且进行改进研究，自行设计制造的一种飞剪设备；另一种是电机启停式飞剪设备，是近年来我国刚引进的先进技术，目前也有少数的专业结构设计院以及制造公司能够进行设计生产这类飞剪设备。

离合器起停式飞剪设备主要由电机、制动器、飞轮、飞剪本体（含减速机）、离合器、检测控制系统（包括G、Z）等部分组成，其结构简图如图1所示。

离合器起停式飞剪设备工作原理是通过起动离合器结构4以及制动器5实现起停进行控制飞剪设备的工作。离合器起停式飞剪设备采用直流电机1进行调整速度，采用可控制变成控制器PLC进行控制，使得工作更加安全可靠。

电机启停式飞剪设备是在离合器起停式飞剪设备的基础上进行改进的一种飞剪设备，具有其优点以及结构特点，并且能耗较低，成本较低，同时可以提高定尺的精度，使得定位较准确，速度波动程度较小，是以后飞剪设备的一种必然发展趋势。目前，新研制的SFJ-18型飞剪机得到较为广泛的应用，具有十分良好的性能，表1所示为其主要性能参数。

表1 SFJ- 18型飞剪机主要性能参数

剪切速度 剪切力（Max） 剪切温度 定尺范围 分段剪切精度

3-18m/s 300kN >=750℃ 任意可调 ±20-50mm

功率 转速 电压 供油量 油压力

355KW 500r/min DC440V 100L/min 0.2～0.4MPa

飞剪总速比 拖动电机型号 轧件断面 外形尺寸 设备总重

i=2和5 ZFQZ- 355-42 Φ12mm-50mm 6917*1800

*2420 3720kg

4、中小型轧钢生产线上的飞剪设备的应用

随着科学技术的不断进步，钢铁行业的技术也在快速发展，轧机轧制速度以及生产能力也在不断的提高，这就要求必须提高飞剪设备的工作速度以及性能。近年来，根据不同的剪切端面以及剪切速度，出现了不同应用的飞剪设备，下面简单介绍中小型轧钢生产线上的飞剪设备的应用情况，以供研究参考。

4.1定尺飞剪确保剪切质量。定尺飞剪设备在中小型轧钢生产线上的应用较为广泛，定尺飞剪设备能够保证比较高的剪切质量。通常情况下，定尺飞剪设备具有以下几个优势：定尺飞剪的定尺比较准确、剪切切面整齐并且定尺的调节范围能够较宽，同时定尺飞剪具有较高的剪切速度。在保证定尺飞剪能够满足各方面的要求，其工作过程必须做到以下几点：

（1）定尺飞剪剪刃的水平速度不能小于钢铁轧件平移速度；（2）定尺飞剪工作过程中，剪刃要保证平面平移运，垂直于钢铁轧件的上表面；（3）定尺飞剪的两个剪刃必须保证具有最佳剪刃间隙；（4）定尺飞剪的结构部件的质量和加速度要做到最小，最大程度的减小惯性力以及动载荷；（5）定尺飞剪的定尺长度必须要严格保证，确保飞剪工作符合要求。

4.2起停式曲柄飞剪机定尺剪断轧件。起停式曲柄飞剪设备主要的工作时在正在运行的钢铁轧件按照工艺以及工序要求进行定尺间断。通常情况下，起停式曲柄飞剪设备处于静止状态，在进行剪切工作时，使用扭矩较大转动惯量小的直流电动机，完成飞剪设备的启动、剪切以及制动等工作过程。

要达到轧钢线生产要求，在进行应用起停式曲柄飞剪机结构设计要做到以下几点：

（1）飞剪设备剪切轧件需要的剪切功是由传动系统产生的能量提供，能量的大小取决于电机飞轮的尺寸以及进行剪切过程中曲柄机构的转动速度的变化程度，其中飞轮的尺寸对于起动力矩以及启动转角的影响最为显著。（2）飞剪设备在剪切过程中的水平分速度必须要和轧件的运动速度相互一致，这就需要曲柄机构中剪刃运动规律要符合曲柄在剪切过程中的速度变化量要求，其中轧件的运动速度直接决定了曲柄机构开始进行剪切时的转动速度大小。（3）在飞剪设备剪切过程中，剪刃出现最大应力工况时，必须要保证正在承受动载荷的曲柄机构是安全可靠的，满足其材料的强度以及刚度要求。（4）设计过程中两剪刃的运动必须具有一定轨迹的封闭曲线，并且确保剪刃剪切过程中的水平速度为匀速现行运动。（5）飞剪设备设计过程中，要考虑设备满足电机起动、剪切力能以及剪刃水平分度等要求。按照轧件的相关参数要求，进行确定计算曲柄机构的转动速度变化，使用相关模型进行设计演算。

5、结语

由此可见，飞剪设备的研究对于中小型轧钢生产线的生产具有十分重要的作用，飞剪设备的应用以及发展需要新技术以及创新思想。本文虽然概述了飞剪设备的相关知识，限于篇幅问题，不足之处恳请各位同行不吝赐教，在以后的研究工作中，可以深入研究新型飞剪设备相关技术，从而提高轧钢生产线的生产效率，为钢铁行业以及社会经济的发展做出贡献。

参考文献

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[4]福井嘉吉，周桂春.热连轧机用的摆式特厚板飞剪的研究[J].重型机械，2008，（10）