文献综述-圆盘剪剪刃崩豁的原因及改进

内 蒙古科技大学毕业设计 专题论文 1 圆盘剪剪刃崩豁的原因及改进 摘 要 针对圆盘剪剪刃崩豁问题 , 提出减小剪切受力和合理分配上下剪刃剪切受力的思路。并根据现场实际情况 , 通过减小圆盘剪上剪刃直径的方法 , 进行工艺改进 , 减少崩豁 , 延长了剪刃使用寿命。 通过圆盘剪剪刃的改进 实例 可以进一步的对我所设计的 滚筒式 剪切机 作一定的改良 。 关键 词 圆盘剪 剪刃直径 剪切力 咬入角 滚筒式剪切机 1 问题的提出 我国刚投产的焊管机 组出现了圆盘剪剪刃崩豁的情况 ,高速线材厂的圆盘式 剪切机 历年也出现过 剪刃崩豁现象。 剪刃生产厂家现场查看了剪刃崩豁情况后 , 最终认定 : 所用剪刃的剪切性能不能满足目前工况下的剪切条件 ,导致剪刃发生早期疲劳损坏。一方面 , 改变剪刃硬度 , 厚度和改进加工工艺 , 制作新剪刃。另一方面我们积极从减小剪切受力 , 改善剪切条件方面入手 , 进行工艺改进 , 延长剪刃使用寿命。 2 圆盘剪 及滚筒剪 结构介绍 圆盘剪 上下剪刃各有一套相同的偏心套机构 , 上下两套偏心套通过固定在偏心套外圆柱面上的一对齿轮相互啮合 , 来调整剪刃重合量。偏心套的偏心距为 17 装机剪刃直径为 650刃直径范围 600 650 , 上下剪刃直径相等 。上下剪刃的中心轴线相对于上下偏心套外圆中心连线 , 上剪刃偏前 15 下剪刃拖后15 如图 1 所示。 滚筒式剪切机 的机架和套管为铸钢，装有两个刀架每个刀架上有三个刀片。剪切机可同时剪切（ A、 根轧件。 其示意图如图 1 所示 3 剪切状态及现象分析 圆盘剪 剪刃崩豁情况几乎全都是上剪刃 , 在同等材质 , 同批剪刃的情况下 , 下剪刃使用良好 , 上剪刃却频繁崩豁。说明上剪刃承受剪切力要大于下剪刃 , 而且差内 蒙古科技大学毕业设计 专题论文 2 值较大。 例如 圆盘剪上下剪刃偏移 30 上剪刃轴心向前 15 下剪刃轴心向后偏移 15图 1 所示这种偏移量的设置 , 客观上可以减小剪刃剪切受力 , 同时合理分配剪切受力 , 使下剪刃的受力小于上剪刃。这种剪切工艺比较先进。但是从使用情况看上剪刃频繁崩豁而下剪刃却几乎无损。可见上下剪刃的剪切受力 , 应该做相应调整 , 减小上剪刃受力 , 使上下剪刃受力更趋于合理。 由此可知圆盘式剪切机的上剪刃的受力也是大于下剪刃的受力。其示意图如图 1 所示： 图 1 圆盘剪示意图 内 蒙古科技大学毕业设计 专题论文 3 认真观察并测量 , 我们发现圆盘剪前钢带横断面上两侧边缘向上翘起 , 经实测 , 在钢带边缘 260围内边缘翘起约 15 20图 2 所示 , 这种板边上翘情况是钢带热轧卷板过程中形成的 , 目前这套焊管机组难以完全矫平。当圆盘剪剪切钢带边缘时 , 圆盘剪工作标高为 900 而钢带边缘标高为 915 920以圆盘剪上剪刃必须将钢带压下后再进行剪切 , 这样 就增大了上剪刃的受力。此外由于钢带边缘倾斜 , 圆盘剪实际剪切厚度增大 , 如图 3 所示剪刃还将承受一个水平分力1F,1 图 2 带钢横断面形状 4 工艺改进思路及措施 4. 1 改进思路 (1) 提高圆盘剪工作标高 由于圆盘剪实际剪切过程中 , 钢带标高要高于圆盘剪工作标高 15 20焊管机组设备标高已经确定 , 为了改善圆盘剪剪切条件 , 可以通过提高圆盘剪 工作标高来实现。 内 蒙古科技大学毕业设计 专题论文 4 (2) 增大圆盘剪上剪刃咬入角 剪切力公式 （ 1） 由上式可得 : （ 2） 式中 由式 (1) 可知 : 随着咬入角 的增大 , 剪切力 F 将减小。图 1 中上剪刃剪切咬入角是1, 下剪刃剪切咬入角是21。由剪切力公式可推得上剪刃的剪切力 F 1 要大于下剪刃的剪切力 F 2, 即 F 1 F 2。因此为减小上剪刃的剪切力 , 就必须增大上剪刃的咬入角。 进措施 基于以上思路并结合焊管生产线实际情况 ,确定了减小圆盘剪上剪刃直径的工艺改进措施。我厂大口径螺旋焊管机组圆盘剪上下剪刃直径相等都是 650 旧剪刃可修复最小直径是 600使用上剪刃直径是 600 下剪刃直径是 650 在保持原有重合量数值不变的情况下 , 圆盘剪工作标高将比使用等直径剪刃升高 12. 5 达到 912. 5样就可能使圆盘剪工作标高接近钢带实际标高 , 改善剪切条件 。而另一方面 , 圆盘剪剪刃直径的减小 , 可使剪切咬入角增大 , 从而减小剪切力。 根据剪切咬入角公式 : （ 3） 内 蒙古科技大学毕业设计 专题论文 5 式中 剪刃直径 D 减小 , 剪切咬入角 将增大。根据公式 (1) 咬入角 增大 , 剪切力 F 减小。从理论分析可知 , 减小上剪刃直径 D 会起到改善剪切受力 , 减少剪刃崩豁的作用。 5 效果对比 经过 一系列工艺实验。挑选前期已使用过 , 已经损坏一面的剪刃 , 将直径由650削到 635 使用另一未损坏面 , 进行对比实验 , 实验结果如表 1。可见圆盘剪剪刃直径减小 , 剪刃平均使用寿命提高了 2 3 倍。 试验中 先后在 、 机组圆盘剪上换装 600径剪刃 , 使用良好。但 机组圆盘剪左下剪刃出现了剪刃带料 , 钢带起波浪的情况。经分析 , 是由于剪刃直径 减小 , 圆盘剪工作标高抬高 , 剪后钢带与下剪刃接触面积增大造成。 机组钢带向左跑偏导致摩擦力增大而带料 , 产生钢带边缘波浪。 通过上述实验 , 我们重新确定圆盘剪剪刃直径 : 上剪刃直径 630 下剪刃直径 650 两种剪刃配合使用。通过计算可知上剪刃的剪切力将减小 27% 左右。而且圆盘剪工作标高将升高 5 大大改善剪切条件。 6 结 论 生产中圆盘剪剪刃崩豁的原因比较复杂 , 从工艺上作以分析探讨 , 根据实内 蒙古科技大学毕业设计 专题论文 6 际情况 , 减小上剪刃直径 , 使上剪刃直径小于下剪刃直径一个适当值 ,可以延长剪刃的使用寿命。 参考文献 内 蒙古科技大