雙邊剪剪切板材切絲現(xiàn)象分析

1、<p>　　雙邊剪剪切板材切絲現(xiàn)象分析</p><p>　　摘要：滾切式雙邊剪是中厚板精整線非常重要的設(shè)備，其機構(gòu)復(fù)雜、精度高、效高率、自動化程度高；用于對板材進行寬度定尺并保證板材邊部齊整。本文對滾切式雙邊剪在剪切過程中常出的現(xiàn)切絲現(xiàn)象進行研究、分析及總結(jié)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞： 滾切式雙邊剪 雙邊剪夾送輥自動化控制 </p><p>　　中圖

2、分類號：TS612+.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p><b>　　1．引言 </b></p><p>　　滾切式雙邊剪是中厚板精整線非常重要的設(shè)備，用于對板材進行寬度定尺并保證板材邊部齊整?？墒窃趯嶋H生產(chǎn)過程中，雙邊剪在對板材進行剪切時，在一側(cè)的切邊剪刃處出現(xiàn)不同長度1??3mm寬的細(xì)小邊部，這些細(xì)絲有些落到板材表面上在經(jīng)過出口側(cè)夾送輥時會被輾壓入板材內(nèi)，嚴(yán)重

3、影響了板材的表面質(zhì)量。 </p><p><b>　　2．切絲現(xiàn)象分析 </b></p><p>　　滾切式雙邊剪是機構(gòu)復(fù)雜、高精度、高效率、自動化程度較高的剪切設(shè)備，主要用于板材的運輸、調(diào)整、切縱邊、寬度定尺、碎邊和碎邊收集。它的自動剪切和自動送板主要是由主偏心軸的相位控制來實現(xiàn)的。板材剪切過程中產(chǎn)生切絲現(xiàn)象是由于板材在剪切過程中板材的跑偏造成的；當(dāng)送料步長較小時，

4、相臨兩次剪切動作相重合剪切的部分，由于板材的跑偏導(dǎo)致了第二次剪切時對上一次剪切好的邊部進行了剪切從而產(chǎn)生了切絲。影響自動送板過程中板材跑偏的設(shè)備主要有夾送輥及其液壓控制系統(tǒng)、下刀架、活動輥道、前后輥道等設(shè)備或部件,其布置情況如下圖所示。 </p><p>　　圖1 滾切式雙邊剪影響板材跑偏的設(shè)備布置示意圖 </p><p>　　1―夾送輥標(biāo)高調(diào)節(jié)螺栓;2―固側(cè)入口下夾送輥;3―夾送輥升降液

5、壓缸;4―固側(cè)入口上夾送輥;5―夾送輥軸承座;6―液壓缸控制閥臺;7―移側(cè)入口下夾送輥;8―移側(cè)入口上夾送輥;9―移動剪機架;10―移動剪下刀架;11―機前輥道(32根);12―入口端夾送輥同步軸;13―固定剪機架;14―固定剪下刀架;15―固定剪碎邊下刀架;16―固定剪碎邊溜槽;17―固側(cè)出口下夾送輥;18―固側(cè)出口上夾送輥;19―活動輥道;20―出口端夾送輥同步軸;21―機后輥道(18根);22―移側(cè)出口下夾送輥;23―移側(cè)出口上夾

6、送輥 </p><p>　　由夾送輥夾緊板材后旋轉(zhuǎn)和前后輥道旋轉(zhuǎn)提供的板材拖動F,由力學(xué)可知: F=(T+G)f=(pS+G)f </p><p>　　=〔πp(D2-d2)/4+G〕f (1) </p><p>　　式中 T――液壓缸夾緊力; </p><p><b>　　G――板材重量; </b></p>

7、<p>　　f――輥子和板材間滾動摩擦系數(shù); </p><p>　　p――液壓系統(tǒng)壓力; </p><p>　　S――液壓缸有效工作面積; </p><p>　　D――液壓缸活塞直徑; </p><p>　　d――液壓缸活塞桿直徑。 </p><p>　　板材運行中的摩擦阻力N為: </p>

8、<p>　　N=N1+N2+N3+N4+N5+N6+N7+N8 (2) </p><p>　　式中 N1――夾送輥升降不同步引起的摩擦阻力; </p><p>　　N2――夾送輥加工安裝引起的摩擦阻力; </p><p>　　N3――下刀架安裝使用引起的摩擦阻力 </p><p>　　N4――板材與后退機構(gòu)產(chǎn)生的摩擦阻力; <

9、;/p><p>　　N5――板材與壓緊機構(gòu)產(chǎn)生的摩擦阻力; </p><p>　　N6――板材與碎邊上刀產(chǎn)生的摩擦阻力; </p><p>　　N7――碎邊與碎邊下刀架和碎邊溜槽產(chǎn)生摩擦阻力; </p><p>　　N8――前后輥道與夾送輥產(chǎn)生的摩擦阻力。 </p><p>　　根據(jù)雙邊剪自動送板的要求,板材的運行采用加速

10、度和減速度控制,因此由動力學(xué)知識可知板材的運行速度v: </p><p>　　v=v0+at=v0+Mt/m (3) </p><p>　　式中 v0――板材運輸速度,自動送板時為0; </p><p>　　a――自動送板時的加(減)速度; </p><p>　　t――板材運行時間; </p><p>　　M――板材運

11、輸力,M=F-N; </p><p><b>　　m――板材質(zhì)量。 </b></p><p>　　根據(jù)自動送板的過程和公式(1)、(2)、(3)可得板材的運行速度: </p><p>　　v={[πp(D2-d2)/4-G]f-N}t/m (4) </p><p>　　設(shè)固定側(cè)板材的摩擦阻力、運行速度、液壓系統(tǒng)壓力分別為

12、N固、v固、p固,移動側(cè)板材的摩擦阻力、運行速度、液壓系統(tǒng)壓力分別為N移、v移、p移,則確保雙邊剪自動送板時板材不跑偏的必要條件是v固=v移,即: </p><p>　　{[πp固(D2-d2)/4-G]f-N固}t/m </p><p>　　={[πp移(D2-d2)/4-G]f-N移}t/m(5) </p><p>　　因板材質(zhì)量和運行時間相同,(5)式簡化后得

13、: </p><p>　　[πp固(D2-d2)/4-G]f-N固 </p><p>　　=[πp移(D2-d2)/4-G]f-N移 (6) </p><p>　　3 影響板材切絲的主要因素板材跑偏 </p><p>　　3.1 夾送輥轉(zhuǎn)速和力矩控制的影響 </p><p>　　根據(jù)固、移側(cè)板材運行速度一致的要求,入口

14、和出口的固移側(cè)下夾送輥旋轉(zhuǎn)速度必須一致,每一對輥子的上夾送輥必須適應(yīng)板材厚度偏差引起的線速度變化。因此夾送輥轉(zhuǎn)速和力矩控制形式如下: </p><p>　　入出口的固、移側(cè)下夾送輥機械結(jié)構(gòu)上設(shè)計有同步軸,強制轉(zhuǎn)速一致。夾送輥電機必須滿足安裝尺寸小、轉(zhuǎn)動慣性小、起動力矩大的要求,技術(shù)性能參數(shù)必須完全一致。 </p><p>　　為實現(xiàn)雙邊剪的自動剪切功能,其基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)分別采用德

15、國SIEMENS公司的PLC自動控制系統(tǒng)和6RA70(280A)直流調(diào)速裝置,并設(shè)置了以下三種控制方式: </p><p>　　1)當(dāng)板材頭部進入雙邊剪入口端時,入口端上夾送輥壓下,固側(cè)入口下輥為速度控制,入口端其余三個夾送輥均為力矩控制,實現(xiàn)了入口端夾送輥的“一主三從”控制方式。 </p><p>　　2)當(dāng)板材頭部送板到雙邊剪出口端時,出口端上夾送輥壓下,固側(cè)出口下輥為速度控制,其余七

16、個夾送輥均為力矩控制,形成了出、入口夾送輥的微張力控制,實現(xiàn)了夾送輥的“一主七從”控制方式。 </p><p>　　3)當(dāng)板材尾部離開雙邊剪入口端時,入口端上夾送輥抬起,固側(cè)出口下輥為速度控制,出口端其余三個夾送輥均為力矩控制,實現(xiàn)了出口端夾送輥的“一主三從”控制方式。 </p><p>　　3.2夾送輥液壓系統(tǒng)壓力和流量的影響 </p><p>　　由公式可知,自

17、動送板的板材拖動力主要決定于液壓系統(tǒng)的壓力,由)式知要保證板材不跑偏,必須確保固、移側(cè)入出口夾送輥液壓系統(tǒng)的壓力盡量保持相等。入出口夾送輥的固、移側(cè)液壓缸的升降速度必須同步,速度響應(yīng)必須滿足自動送板的要求,為此四套液壓缸控制系統(tǒng)均設(shè)置在每對夾送輥附近,管路布置盡量對稱,分別設(shè)有同步回路,以免一側(cè)壓住板材而另一側(cè)未壓住時產(chǎn)生附加的摩擦阻力N1。主要由液壓系統(tǒng)壓力決定的板材拖動力F,考慮到板材自動送板過程中產(chǎn)生的意外和不可估算的各種摩擦阻力

18、,根據(jù)現(xiàn)場使用經(jīng)驗F/N應(yīng)不小于2。 </p><p>　　3.3夾送輥輥子和下刀架制造安裝精度的影響 </p><p>　　夾送輥的輥子必須精密加工,嚴(yán)格控制每根輥子的直徑偏差不大于±0.05mm和圓柱度不大于0.05mm;輥子的安裝精度也必須通過調(diào)整夾送輥軸承座內(nèi)的內(nèi)外偏心套和下輥標(biāo)高調(diào)整螺釘,來確保入出口的固移側(cè)下輥的同軸度不大于0.05mm;四對上下輥的平行度不大于0.0

19、5mm;四套下輥輥面標(biāo)高的安裝誤差不大于0.05mm,否則固移側(cè)的輥面線速度(板材運行速度)v不一致,產(chǎn)生附加的摩擦阻力N2,造成板材跑偏。 </p><p>　　下刀架及其鑲板的加工也要精密,其安裝標(biāo)高與夾送輥輥面標(biāo)高的差值應(yīng)保證在-2mm,以免板材與下刀架的鑲板相接觸而引起附加摩擦阻力N3。 </p><p>　　3.4偏心軸的相位控制和板材剪切過程的影響 </p>&l

20、t;p>　　嚴(yán)格控制主偏心軸的相位,由自動剪切轉(zhuǎn)入自動送板過程中必須有一定的過渡時間,以免上刀架后退機構(gòu)后退不到位而產(chǎn)生板材與上刀片之間的摩擦阻力N4,板材壓緊機構(gòu)未完全抬起而產(chǎn)生附加摩擦阻力N5,碎邊上刀片未完全與脫離板材而產(chǎn)生附加摩擦阻力N6。板材剪切過程中剪切的碎邊成“弓型”,與碎邊下刀架和碎邊溜槽緊密接觸而產(chǎn)生摩擦阻力N7,而且不易消除。 </p><p>　　3.5前后輥道的影響 </p&g

21、t;<p>　　雙邊剪前后輥道起運輸板材和輔助自動送板的作用,均為交流變頻調(diào)速控制,其輥面線速度必須與夾送輥一致,也必須確保制造安裝的精度,以免產(chǎn)生較大的滑動摩擦力,但由于控制方式、結(jié)構(gòu)的區(qū)別,產(chǎn)生的附加摩擦阻力N8一定存在。 </p><p>　　4．切絲現(xiàn)象的消除 </p><p>　　4.1 預(yù)防雙邊剪板材跑偏現(xiàn)象的措施 </p><p>　　綜

22、合以上對雙邊剪板材跑偏現(xiàn)象的力學(xué)分析和影響因素的分析,熟悉掌握了自動送板過程中發(fā)生板材跑偏現(xiàn)象的根本原因,有利于在實際使用中有效地預(yù)防板材跑偏現(xiàn)象的發(fā)生,也有利于出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象及時進行調(diào)整: </p><p>　　1)有計劃的點檢夾送輥電機的技術(shù)性能、PLC自動控制系統(tǒng)、6RA70(280A)直流調(diào)速裝置,發(fā)現(xiàn)故障要及時處理更換,而且注意技術(shù)參數(shù)的調(diào)整和匹配。 </p><p>　　2)不斷

23、調(diào)整固、移側(cè)入出夾送輥液壓系統(tǒng)的壓力盡量保持相等,其誤差不得超過0.1MPa;準(zhǔn)確調(diào)整入出口夾送輥的固、移側(cè)液壓缸升降速度,盡量確保同步,以消除摩擦阻力N1;根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗設(shè)定由液壓系統(tǒng)的壓力,一般在5MPa左右。 </p><p>　　3)定期檢查測試夾送輥的輥子直徑偏差和磨損情況,進行適時更換和維修;定期檢查夾送輥軸承座的內(nèi)外偏心套及其螺栓連接和下夾送輥標(biāo)高調(diào)整螺栓,定期檢查測試夾送輥的同軸度和輥面標(biāo)高,發(fā)

24、現(xiàn)問題及時調(diào)整,以盡量消除摩擦阻力N2。 </p><p>　　4)定期檢查下刀架的鑲板有無變形、翹曲、大量毛刺現(xiàn)象,盡量消除摩擦阻力N3。 </p><p>　　5)定期檢查剪切過程中后退機構(gòu)、板材壓緊機構(gòu)、碎邊上刀片的運動情況,出現(xiàn)問題調(diào)整PLC程序,盡量消除摩擦阻力N4、N5、N6。 </p><p>　　6)定期更換碎邊下刀架的鑲板和碎邊溜槽,剪切生產(chǎn)中要求

25、固移側(cè)的切邊量盡量相等,以使固移側(cè)的摩擦阻力N7盡量相同。 </p><p>　　7)定期檢查前后輥道的輥面線速度與夾送輥的匹配情況,必要時調(diào)整其控制參數(shù),以及輥面磨損情況,盡量消除摩擦阻力N8。截至目前,雙邊剪使用正常,基本不發(fā)生板材跑偏現(xiàn)象,即使出現(xiàn)了跑偏現(xiàn)象也能及時進行調(diào)整處理。 </p><p>　　4.2 增加剪切步長，使剪切步長達(dá)到1200mm―1300mm，以減少相臨兩次剪切