剪断机

剪断机是轧钢车间用以剪切钢材的头、尾、边角和定尺长度所必需的机械设备。

中板车间的剪断机，是用来剪切钢板的。根据剪刃的形状分类，可分为两类：

（1）具有倾斜剪刃的剪断机：用作冶剪或热剪钢板的纵边、头、尾和剪切定尺。

（2）圆盘剪断机：用作钢板的纵向剪切或剪钢板的侧边。

为了得到成品钢板的定宽定长，达就必须剪切钢板的侧边和头尾。在精整线上装设具有倾斜剪刃的剪断机。达种剪断机有上切式与下切式两种类型。下切式适用于剪厚板或连续作业机组中切头尾用。中板车间一般都采用上切式剪断机。通常是一台横剪用作剪切头尾和切定尺。两台分别装在精整线辊道两侧的纵剪，剪切侧边。有的中板车间，用圆盘剪剪切钢板侧边。

剪断机适用于冶金、矿山 、建筑、汽车制造等行业。机床通过调换刀片，可用于型材定尺剪切及扁钢、圆钢、方钢、角钢等各种规格的金属板材，特殊用途可代为设计。

剪断机采用先进的可编程序控制器（PLC)，优质的电器元件和密封元件，保证机床的可靠性；摩擦离合器和制动器采用压缩空气传动，压缩空气阀由电气控制；灵敏的液压压料装置；超负荷时，过载保护装置可自动切断电源，以保护主机；该机型适用于各种材质的圆钢、方钢、角钢剪切（如：45#、40Cr等），还可以对有色金属的剪切（如：铜、铝合金等）；该机型具有生产效率高，重量轻，操作者劳动条件好、噪音和振动小等优点，是高精度金属加工行业不可缺少的棒料剪切设备。

在中型轧钢车间，剪断机的翦切对象有热的轧件，也有冷的成品；有简单断面的方坯和薄板坯，也有复杂断面的型钢(多为冷剪)，范围广泛。因此剪机的类型较多。兹择其主要者分述如下：

剪断机钢坯热剪机

（1）250吨浮动轴式剪

250吨浮动轴式剪为1958年650×3通用设计所采用，故目前用得较多。剪机为下切式，启动工作制；剪切次数低，理论次数为18次/分，实际为6～7次/分；剪切力不足，名义为250吨，实测只达180"电。因此产量低，满足不了中型轧机开坯的需要，加之设备笨重、占地大、事故多，不受现场欢迎，这种落后的设备今后不宜再采用。

（2）150吨下切杠杆式和160吨上切曲轴式剪断机

这两种剪也用得较多。多数厂都放在热锯后面剪切小断面方坯或与锯配合剪切薄板坯。剪机为连续工作制，利用牙嵌离合器剪切。由于剪切-2 ，剪切次数不高（理论次数20次/分，实际次数10次分）不能完全满足中型轧机的需要，只能担负车问部分产品的剪切和起辅助剪切作用。

（3）250吨沙克式剪

250吨沙克式剪为德国30年代设备，剪机为下切式。其优点为剪切质：量较好，结构紧凑，重量较轻；但剪切次数也低，（理论次数18次/分，实际达到7次/分），设备铰接点多，磨损大，检修工作量较大，这种剪机在我国用得较少。

上述三种剪机（特别是前二种）虽然在我国中型轧钢车间用得较多，历史也较久，但其结构陈旧，剪切次数低，事故多，已不能很好满足生产要求。因此，近年来国内又陆续设计和制造了下面两种剪机。

（4）250吨六连杆剪

目前在西宁钢厂使用，结构简图如图1所示。由于剪切机构的特点决定了剪断机的剪切力为剪切机构所承受，机架不受剪切力这样，使机架重量减轻。

剪机为下切式，剪切质量较好，不需要较重的机后摆动辊道，工作比较稳妥可靠。但由于受离合器结构（牙嵌式）的限制，剪切次数较低（理论次数18次/分，实际达到9次/分）仍不能满足中型轧机开坯的需要。最近，原设计制造厂沈阳重机厂针对其主要缺点，将牙嵌式离合器改为风动摩擦式离合器，理论剪切次数提高N30次/分，实际剪切次数可能达15次/分，使用性能有所改进，为一机部联合设计组设计的650×3轧钢车间通用设计所采用。

（5）250吨偏心活压杆式剪

该剪是在上钢二厂630车间的70吨剪的基础上由马鞍山钢铁设计院经过几次修改设计成的，其结构简图如图2所示。比之上述几种剪机其特点是：取消传统的牙嵌式离合器，靠汽缸推动活压杆撞击压块实现剪切；剪切次数较高，理论次数达48次/分，实际次数为20～22次/分；刀片开口度不取决于曲轴的偏心距，而取决于升降气缸的行程，曲轴的偏心距仅决定于刀片的有效行程。偏心距可以减少到最低限度，剪机本体重量可相对减轻。该剪机刀片开口度为230毫米，曲轴偏心距仅100毫米，总重仅24.4吨。

但也存在若干不足之处：该剪机采用上切式结构，机后需要摆动辊道；加之无压板装置，剪切质量不如下切式好，易弯头。且机架为闭式结构，操作人员不易看清剪切过程，换刀片时操作条件不好，麻烦。此外，活压杆与撞块接触处的接触面积小，接触应力大，磨损严重，需经常焊补。同时，由于某些零件强度不够，容易产生事故。

上述两类剪机虽然都存在一些缺点，但总的来说比起前几类剪机有了很大的改进，是目前国内中型车间中较为好用的二种剪机。

剪断机薄板坯剪切机

薄板坯采用热剪剪切在工艺上有一定的优点，如切损较少，不产生锯屑，但是热剪的剪切次数低，一台剪单根剪切不能满足要求，多根并排剪切则一般剪的剪刃长度不够，操作也较困难，因此薄板坯剪切线有如下两种形式：

（1）多台剪单片剪切

太钢三轧和大连钢厂650车间(改造前)用此工艺，如图3所示。

采用这种工艺，剪机台数比较多，生产能力较之一台剪单根剪切有所提高，但仍满足不了轧机的产量。而且剪下的板坯容易卡在二台剪的剪刃中间送不出去，因此大连钢厂现已改掉，采用鞍钢一初轧的方式。

（2）单台剪多片剪切

主要用在鞍钢一初轧和大连钢厂650(改造后)车间，图4为大连钢厂650车间改造后的薄板坯剪切线布置图。

剪机采用鞍钢一初轧的四柱剪，该剪为斜刃上切武，其技术性能为：

最大剪切厚度：45毫米

剪切行程：190毫米

剪切次数：18次/分

剪刃长度：1130毫米

剪切力：15011电

四柱剪前辊道及过钢床的标高比轧机后辊道低60毫米。由板坯推床将板坯推到过钢床上，迭成三迭再由链条拨爪送到剪前辊道。四柱剪一次可剪三迭九片，因此生产效率高（一初轧可达260吨/时），一台剪可满足要求。但辅助设备增加较多，自成独立的作业线，适用于板坯产量较大的中型轧钢车间。

剪断机板坯飞剪

现用的薄板坯剪切线设备多、占地大、用人也比较多，上钢二厂半连轧开坯车间最近投产之板坯飞剪比较有效地克服了上述问题，值得推荐，兹介绍如下：

（1）该飞剪设置在钢坯连轧机后，用来剪切倍尺矽钢薄板坯。飞剪中心距成品机架中心为47.5米，连轧后的矽钢板坯总长度在30米左右，全部脱离轧机后进入飞剪进行剪切。根据用户要求及本车间设备情况，定尺长度确定为5592，5662、5269及5320毫米四种。

（2）飞剪结构及剪切过程

该飞剪采用双滚筒悬臂式结构。整个飞剪由两部分组成：送钢辊和剪机本体。

剪机滚筒通过套筒连杆可以在偏心轴上旋转，同时又随着偏心轴作回转运动。根据剪切要求，滚筒每三转，偏心轴转一转（2秒钟），刀片进行一次剪切。

送钢辊的作用是向飞剪以一定的速度送进板坯，同时调=书倍尺长度。鉴于矽板坯的剪切倍尺长度范围不大（最长和最短只相差393毫米），可以采用改变送钢辊直径利用板坯送进速度的变化来达到剪切四种倍尺长度。

滚筒偏心轴和送钢辊由

飞剪机的主电机处于常转状态。在综合传动箱与ZD-45减速机之间有14气动离合器，它在每根板坯剪切时合上，全部倍尺剪完后脱开，合上时间由切头长度来确定，由光电管控制。上一根剪完后，待刀片回复到一定位置，此时通过光电管发出信号使1#气动离合器脱开，同时祥。离合器立即合上刹住。为使刀片停子准确位置利用调节限位开关的行程来控制14、24气动离合器脱开和合上。

送钢辊的上辊可利用气缸（直径180毫米）提升和下降，以便上下辊之间留一定距离，使板坯头顺利进入。

飞剪本体和送钢辊安在同一块底座上，下有滑轨，不用时放在辊道外侧，使用时用吊车拉至辊道中间。

该飞剪的剪切过程：当红钢挡住光电管的光束，就发出信号至送钢辊升降气缸和1#气动离合器，上送钢辊压下送钢，同时1#气动离合器合上，制动器松开，上下刀刃同时启动旋转，开始剪头和定尺。当整根板坯剪切完毕，待刀片复位到起始位置，光电管又发出信号，1#离合器脱开，2#离合器合上，使刀片停于准确位置，整个剪切过程完毕，下一根又重复上述过程。

（3）使用情况

这台飞剪于1976年8月投产。根据板坯产量，每月使用八天左右，其余时间可进行检修，保证正常运转。总的来说，使用情况较好，长度上的剪切误差为±3～4毫米，能够满足轧机的产量，但离合器的摩擦片由于加工不好，易压碎。另外这台飞剪送钢辊速度依靠变换辊径的办法来调节，对于定尺范围变化较大的产品不太适用。

剪断机冷剪

冷剪用于剪切短定尺（如鱼尾板等）及钢材改尺。根据剪切断面的大小，冷剪的能力在160吨～300吨之间，按计算结果选择。剪机的型式以开口式较好，便于操作。开口度应考虑剪切断面高度及弯扭程度，约在120～140毫米。冷剪剪切次数应考虑产量和操作方便两方面，过快操作危险，钢材不能准确送入剪刃，过慢则影响产量，一般实际剪切次数在15～18次/分。剪刃应带不同形状的槽，以适应各种断面，在有轻轨冲孔机的车间，也可以用冲孔机来代替冷剪使用。

剪断机步进式剪简介

步进式剪是近年来出现的一种新型剪机。普通曲柄连杆剪主轴带动刀片上下一次即能完成一次剪切过程。而步进式剪的主轴偏心比普通剪断机小，转动快，主轴带动刀片上下多次，但每次只切进少量深度，经连续积累才能完成一次剪切过程。因此，步进式剪结构的主要部分是振动剪切系统和蓄进机构。振动剪切系统实际为一小偏心的曲轴机构，由主电机带动作快速旋转，推动下刀架向被剪切物作每次小量的快速切进，同时通过蓄进机构推动上刀架将被剪切物不断“送进”直至被切断为止。蓄进机构我国目前有三种形式：螺杆（电动）、斜楔武（气动）和水蓄进式。螺杆式蓄进机构上刀架压下平稳，但回程很慢，不利于提高剪切次数，而水蓄进式则利用平衡送进汽缸能将刀架快速升起，有利于提高剪切次数。国内目前三种型式的步进剪分别在无锡、上海、杭州等地试验和使用。

步进式剪由于偏心小，靠蓄进进行剪切，故剪切力矩比一般剪断机小，因此可以使用功率较小的电动机，设备重量较轻。但步进式剪相当于上切式剪，剪切质量不如下切式剪，且剪后要有摆动辊道；下刀架墙板及偏心轴轴承易进垃圾易磨损。在剪切过程中，很难保证蓄进速度跟得上剪切振动频率，使实际纯剪时问比按偏心主轴的上下累计推算的理论剪切时间长，因此剪机的实际剪切次数较低如上海的250吨剪达10次/分；因此步进式剪在轧钢车间未能广泛使用，各厂都尚处于试验改进阶段，有待进一步的考验和完善。

中型轧钢车间多数使用平行刃剪断机，其剪切力可按下式计算

式中，

如图5所示。列出剪切力与温度、材料、轧件断面尺寸间的关系。

液压剪断机适用于剪切方形、矩形或圆形断面等多种规格冷、热轧件坯料。

液压剪断机适用于剪切方形、矩形或圆形断面等多种规格冷、热轧件坯料。其主传动机构由主液压缸和连杆组成，用一个主液压缸带动上、下刀架实现上动下切式剪切；在上刀架设有液压行程可调节机构，在下刀架设有液压平衡机构，上、下刀架滑板间隙和剪切力大小均可调整，整体开式焊接机架。剪断机结构新颖、设备轻、容易制造、维护方便、剪切质量好、设备投资少，能满足中型轧钢车间的坯料剪切需要。2100433B

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