组合式飞剪设计要点.pdf

·16·钢铁技术2004年第5期

.冶金设备.

组合式飞剪设计要点

周尚文
(中冶赛迪公司冶金设备室,重庆400013)

[摘要]组合式飞剪的特点在于其剪切机构既可按曲柄方式工作，也可按回转方式工作；其传动轴上配有飞轮，可根
据需要带上或脱开，实现系统飞轮矩可调的目的。重点介绍了主电机要与系统飞轮矩匹配，剪切时要有恰当的速度降。
[关键词]组合式飞剪剪切机构主电机设计要点

1概述工作特点，飞剪一般由剪切机构、剪切间隙调整机
飞剪是用来横向剪切运动中的轧件，所以，对构、传动齿轮箱、主电机等几部分组成。由于飞剪
飞剪的基本要求是剪刃在剪切轧件时要同时完成采用启停工作制，故不需要调节剪切长度机构，用
剪切与移动两个动作，且其剪刃在轧件运行方向的电控方式来解决剪切长度问题，从而简化了机械结

瞬时分速度V应与轧件运行速度V0基本相等，一构。

般切头时V＝1～1.03V0。V＜V0会使轧件弯曲，冲在设计飞剪以前，首先要清楚剪切断面、剪切

击飞剪本体甚至缠刀；若V远大于V0，将产生拉钢，钢种、剪切速度、剪切温度、飞剪工作制度、剪切
影响剪切质量，也会对飞剪产生冲击。切尾时刚好功能、两根轧件头尾的最小间隔时间、切头切尾长

相反，要求V＝0.97～1V0。总之，要采用微张力剪度、定尺（倍尺）长度及偏差、切废长度等工艺参
切。数。在了解了这些工艺参数之后，才能很好地开展
在棒线材生产线上，飞剪主要有滚筒式、曲柄以下的设计。
式、组合式三种。滚筒式飞剪结构简单，回转半径
大，剪切速度高，但剪切时其剪刃与轧件不垂直，3剪切机构
剪刃对轧件有一个附加挤压力。若轧件断面越大，组合式飞剪的特点就在于其剪切机构既可按
附加挤压力也越大，不仅剪切质量不好，剪刃也容曲柄方式工作，也可按回转方式工作，如图1、图
易损坏。因此，滚筒式飞剪适合剪切断面小而速度2所示。如果剪切低速大断面的轧件时就采用图1
高的轧件。曲柄式飞剪在剪切时其剪刃与轧件基本的曲柄工作方式；如果要剪切高速小断面的轧件时
垂直，无附加挤压力，剪切质量高，但受结构限制，就采用图2的回转工作方式。将曲柄连杆机构拆
其曲柄回转半径小，剪切速度不高。因此，曲柄式开，挂在机架旁，再将原曲柄与回转轴固定，很快
飞剪适合剪切断面大速度低的轧件。就将曲柄式的剪切机构转化为回转式的剪切机构。
在实际生产过程中，经常需要一台飞剪既能剪3.1四杆机构的确定
低速大断面的轧件，又能剪高速小断面的轧件，组图3（仅画出飞剪上部分曲柄连杆机构）为曲
合式飞剪就具有这种特点。组合式飞剪将上述两种柄式剪切机构的简化图。
飞剪的性能有机地结合在一起，两种飞剪的优点兼在设计过程中，曲柄是一个重要的机构参数，
而有之。除了要考虑到曲柄存在的条件外，还要注意：
(1)所设计的曲柄在剪切区内其刀刃应基本垂
2组成直切入轧件，且切入速度应逐渐减小；
根据用在棒线材生产线的飞剪的基本要求及

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(2)在剪切区内，刀刃水平分速度V的变化（考mm。

虑到电机速度降的因素）应与轧件速度V0相匹配，

使V＝(1～1.03)V0；
(3)应保证上下刀刃有足够的开口度和足够的
加速角度。若开口度太小，有可能出现在不剪切时
轧件冲击刀刃。加速角度太小（图6上1点至2
点的夹角太小），可能会出现在进入剪切点时尚未
达到匀速。此外，曲柄的长短十分重要，其大小会轧制中心线刀片
影响到电机功率、转速及刀刃的咬入角（图3上的
α角）。曲柄a太短且板材又厚，其咬入角α就会机架
很大，这样就会增大剪切力矩；增长曲柄a的长度
又会加大上下曲柄回转中心点的距离，从而使飞剪
本体的体积呈立方的关系增大。所以，曲柄长短的
取舍是对矛盾，应适当掌握，一般以α＜40°为宜。
曲柄长度还受到切废长度的限制。配重

图2组合式飞剪回转工作方式

机架

曲柄

机架
摇杆刀刃运行轨迹

曲柄
轧制中心线刀片

连杆
机架轧件V0

刀片
进入剪切后刀刃运行情况

图3四杆机构及刀刃轨迹
配重
3)在剪切过程中，刀刃始终垂直轧件表面。
图1组合式飞剪曲柄工作方式3.2剪切间隙调整机构
刀刃间隙大小比较重要。间隙太小或无间隙可
在设计时，在结构允许且能保证适当的重叠量能会打刀，引起冲击，甚至破坏设备；间隙过大两
的情况下，尽量减短图3中b的长度，这样可在不刀刃间若夹有钢屑会产生很大的胀力，影响剪切质
加大设备体积的情况下加大曲柄长度。量，产生附加力矩。两刀刃剪切完后应有一定量的
在确定了a、b的长度之后，应按以下几点要重合度，这样才能把轧件完全剪断。
求考虑四杆机构中其余杆件的长度：不管四杆机构设计多么理想，但刀刃的间隙都
1)各杆长度应符合四杆机构的机械原理。无法避免因制造精度、安装误差、刀刃磨损等因素
2)确保从剪切开始到剪