冷轧带钢盘剪刀盘侧隙和重叠量调节装置的研究

冷轧带钢盘剪刀盘侧隙和重叠量调节装置的研究

1带钢盘侧隙和重叠量的调节圆压带钢生产装置是冷带式冷带钢生产装置的重要设备。每个圆盘切割设备两侧都有两个刀盘，用于切割、去除带钢的边缘，并获得所需宽度的带钢。在实际生产过程中,因需要剪切不同厚度规格的带钢,从而需要对圆盘剪上、下刀盘的侧隙和重叠量进行调节。老式圆盘剪一般通过偏心套或者斜楔的方式来实现刀盘侧隙和重叠量的调节,调节机构较为复杂,调节精度也较低。本文介绍了一种新的刀盘侧隙和重叠量调节装置,该装置以偏心轴、连杆组成的六连杆机构来实现刀盘侧隙和重叠量的调节,大大提高了调节精度,简化了设备结构。2偏心轴旋转机构本文所介绍的六连杆机构刀盘侧隙和重叠量调节装置如图1所示。其主要由上刀架和下刀架组成,上刀盘通过上刀轴安装在上刀架上,下刀盘通过下刀轴安装在下刀架上。上刀架通过3根偏心轴和一对连杆与下刀架连接,其中偏心轴I和偏心轴II的固定中心与下刀架上的孔配合,偏心轴I上的旋转中心与上刀架上的孔配合,偏心轴II上的旋转中心与连杆一端上的孔配合;偏心轴III上的固定中心与上刀架上的孔配合,偏心轴III上的旋转中心与连杆另一端上的孔配合。把每根偏心轴当成一个小的连杆,把图1所示的机构抽象成图2所示的六连杆机构。偏心轴I和偏心轴II旋转时,能够让上刀架按照一定的规律摆动,从而实现刀盘侧隙和重叠量的调节。在偏心轴I和偏心轴II的一端安装有驱动电机,另一端安装有调节手轮,能够实现刀盘侧隙和重叠量的自动和手动调节。3刀盘侧隙和重叠量控制机构的调节原理以偏心轴I的固定中心O1为坐标原点(0,0),L1(连杆长度)、D1~D8及e1~e3在设计时确定,α的值在装配时确定,都是已知值。θ1和θ2的值在刀盘侧隙和重叠量调节时确定,为调节变量,各变量和已知量如图2和图3中的标注所示。调节过程中下刀架及下刀盘固定,因此,下刀盘上顶点的坐标为已知值(D7,-D8),而上刀盘下顶点的坐标值(xa,xb)为需要求解的值。刀盘侧隙G=D7-xa,刀盘重叠量O=-D8-ya。因此,只需要求解出当调节变量θ1和θ2为某一值,其对应的上刀盘下顶点的坐标(xa,xb)的值,就可推导出该刀盘侧隙和重叠量调节机构的调节原理。根据图2和图3中各点的几何关系,计算推导如下:(1)偏心轴Ⅰ的固定中心O1的坐标为(0,0),旋转中心O1′的坐标(x1,y1)有(2)偏心轴Ⅱ的固定中心O2的坐标为(-D3,-D4),旋转中心O2′的坐标(x2,y2)有:(3)偏心轴Ⅲ的固定中心O3的坐标为(x3,y3),旋转中心O3′的坐标(x3′,y3′)有在刀盘侧隙和圆盘剪调节过程中,偏心轴III的固定中心O3只能绕偏心轴I的旋转中心O1旋转。假设O3位于初始位置时,上刀盘的轴线保持水平(如图4所示),此时O30的坐标(x30,y30)有:以O2′(x2,y2),O3(x3,y3),O3′(x3′,y3′)为顶点构造平行四边形如图5所示,该平行四边形的一条对角线(图4中虚线所示)的长度L3=L12+e32-2L1e3cosα为已知值,此时有:将式(1)、式(2)和式(5)代入式(6),可得:由图3可知,在刀盘侧隙和重叠量的调节过程中,整个上刀架只能绕偏心轴I的旋转中心O1′旋转,因此,采用与式(4)、式(5)同样的推导方法,可以计算出上刀盘下顶点(xa,xb)的坐标:由此,得到刀盘侧隙G和重叠量O与偏心轴I的转角θ1和偏心轴II的转角θ2之间的关系。如果以刀盘侧隙G和重叠量O为自变量,反求偏心轴I的转角θ1和偏心轴II的转角θ2,就可以得到刀盘侧隙和重叠量的调节方程。4偏心轴iii旋转一角度本文介绍了一种基于六连杆机构的圆盘剪刀盘侧隙和重叠量调节装置,并在对其几何结构进行分析的基础上,推导出了机构的调节原理,为圆盘剪刀盘侧隙和重叠量调节机构的设计提供了一种值得借鉴的思路。调节后(偏心轴I旋转了角度θ1,偏心轴II旋转了角度θ2),假设O3绕O1旋转了某一角度准(如图4所示),此时O3的坐标(x3,y3)有:令e1cosθ1+D3+e2cosθ2=A,e1sinθ1+D4+e2sinθ2=B,整理得:再令2(AD1+BD2)=U,2(BD1-AD2)=V,A2-B2-D21-D22=T,整理得:求解方程(8)可得:将式(1)、式(9)代入式(10)可得:由此可得到圆盘剪的刀盘侧隙G