一种圆盘刀转动工作状态下稳定切边控制方法

技术领域

本发明属于铝带材加工技术领域，尤其涉及一种圆盘刀转动工作状态下稳定切边控制方法。

背景技术

圆盘剪是板带生产车间不可缺少的剪切设备，广泛应用在板、带生产车间加工中。这种剪切机的两个刀片制成圆盘状，剪切时圆盘刀相对于铝板的运动速度做圆周运动，形成了一对连续无断点的剪切刃。

圆盘剪按作用可分为切边圆盘剪和分条圆盘剪。圆盘剪按传动方式又有拉剪和动力剪之分。动力剪有传动装置，靠电机传递动力带动刀轴旋转，从而实现对板带的剪切。而拉剪则没有传动装置，靠拉力及卷取机等设备将带材拉过圆盘剪进行剪切。有的动力剪亦可作拉剪使用，在传动系统中装有离合器，做动力剪使用时靠电机产化的动力实现剪切，做拉剪使用时则通过离合器使刀轴与电机分离，靠拉力实现板带的剪切，这种剪切机一般在低速时做动力剪使用，高速时做拉剪用。

随着冶金行业的发展，圆盘剪切机在钢板、铝板带的剪切中普遍应用，剪切机在冶金行业是一颗非常关键的棋子，现在被运用在剪切厚度更薄的铝箔带上面。剪切机是金属材料专用机械中的重要组成部分，其机组运行是否稳定能够直接影响到整个生产线的工作效率和工作质量，而带材的剪切质量又会影响到制造零件的精度以及零件的使用寿命。在剪切过程中，由于铝带材合金状态不同会导致圆盘刀上出现一层铝粉堆积，影响圆盘刀侧隙的变化从而导致切边质量不稳定。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷和不足，本发明在现有圆盘剪基础上进行改进，主要包括以下要点：

1、采取对圆盘刀上加装喷油、刮刀和毛刷，减少铝粉在圆盘剪刀刃处聚集。

2、所匹配的刀环形状由圆柱形改变为锥度加上小平台的“厂”型，减少橡胶刀环与带材表面的接触面积，避免橡胶刀环对带材的“过定位”。

3、对入口展平辊进行改良，从原来的平辊改成凸辊，可以在带材版型不良的情况下，稳定圆盘刀的剪切线，从而稳定切边质量。

4、对开卷张应力、剪切力进行优化匹配调整。

本方法通过圆盘刀上加装喷油、刮刀和毛刷、增设固定调整装置、入口展平辊改良、张应力、剪切力进行优化匹配调整等方式进一步改善圆盘剪质量工作状态，进而稳定切边质量，以增强铝带材产品的市场竞争力。

其具体采用以下技术方案：

一种圆盘刀转动工作状态下稳定切边控制方法，其特征在于：通过圆盘刀上加装喷油、刮刀和毛刷以减少铝粉在圆盘剪刀刃处聚集；将橡胶隔离圈形状调整为小平台的“厂”字锥度型，以减少橡胶刀环与带材表面的接触面积，避免橡胶刀环对带材的“过定位”产生的质量问题；将入口展平辊替换为凸辊，当带材板形出现较为严重的边浪或中浪，通过更换不同凸度的轧辊，改善机组对板形控制的能力，从而获得更好的板形；通过进行现场试验，研究前后张力对扣边、毛刺、切断比的影响，对开卷张应力、剪切力进行优化匹配调整，以获得切边质量最佳的参数组合。

进一步地，所述刮刀采用钨钢合金刮刀，与刀轴平行，刃口呈5°斜角。

进一步地，将油箱设置在滴油装置的最高位，依靠重力的作用对圆盘剪刀盘进行滴油润滑冷却；管路中设置有开关球阀，当刀盘工作时，将开关球阀打开，开始滴油，当刀盘停止工作时，将开关球阀关闭，停止滴油；管路中设置有流量调节球阀以对滴油量进行调节；管道旁固定有钨钢合金刮刀，以剐蹭下已附着刀刃表面的粘铝；管路的末端设置有毛刷，毛刷与刀盘接触，以使刀盘得到均匀的润滑油且将刀盘上的铝屑擦掉，从而减少铝粉在圆盘剪刀刃处聚集。

本发明及其优选方案通过圆盘刀上加装喷油、刮刀和毛刷、增设固定调整装置、入口展平辊改良、张应力、剪切力进行优化匹配调整等方式进一步改善圆盘剪质量工作状态，进而稳定切边质量，以增强铝带材产品的市场竞争力。

附图说明

图1为本发明实施例刀轴及装置示意图（正视）；

图2为本发明实施例刀轴及装置示意图（右视）；

图3为本发明实施例刀轴橡胶环“厂”字型示意图；

图4为本发明实施例刀轴橡胶环“厂”字型实际图；

图5为本发明实施例辊凸度对版型影响模拟图；

图6为本发明实施例辊凸度对比描述简易图；

图7为本发明实施例现场凸辊图；

图8为本发明实施例张力控制系统简易流程图；

图9为本发明实施例切边对比图。

具体实施方式

为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：

本发明实施例具体采用的技术方案是：

一、如图1、图2所示，对圆盘刀上加装油箱、开关球阀、管接头、钢管、流量调节球阀、软管、钨钢合金刮刀和毛刷组成清洁系统；油箱设置在滴油装置的最高位，依靠重力的作用对圆盘剪刀盘进行滴油润滑冷却；管路中设置有开关球阀，当刀盘工作时，由操作工将开关球阀打开，开始滴油，当刀盘停止工作时，由操作工将开关球阀关闭，停止滴油；管路中设置有流量调节球阀可以对滴油量进行调节；管道旁固定有钨钢合金刮刀，与刀轴平行，刃口呈5°斜角，主要作用为剐蹭下已附着刀刃表面的粘铝等。管路的末端设置有毛刷，毛刷与刀盘接触，可使刀盘得到均匀的润滑油且将刀盘上的铝屑擦掉，接触面积大，润滑冷却清扫效果好；减少铝粉在圆盘剪刀刃处聚集。

二、橡胶隔离圈有很多作用：如在圆盘剪刀片剪切板料时要紧紧压住被切材料避免材料的边部产生波浪；它还可用来向前夹送金属板料帮助剪切；橡胶隔离圈的合金钢基体同样用来在刀轴上构成剪切宽度并保证带宽公差。对较薄的板料无论是雄刀单元还是雌刀单元都要将两刀内侧的空档垫满。橡胶隔离圈的制造工艺比较复杂价格也较贵。在刀片用钝重磨时它也要随着重磨。因此橡胶隔离圈的厚度规格不多常为5～10、20、40、80mm等宽度。因太薄而容易脱胶所以4mm以下很少见。5～10mm的规格主要用来配置宽度。雄刀单元的橡胶隔离圈只要一组但雌刀单元的橡胶隔离圈常要多组以适应不同材料厚度的需要。橡胶隔离圈外圆在重磨时以其合金钢基体为基准因此其外圆的母线始终和中心轴线保持平行在运行中不会使带料左右偏摆保证了带卷错层误差；这对下游用户提高产品质量非常重要。如是松套橡胶隔离圈其外圆就无法保证这点卷出的带卷就会出现错层超差。一般而言雄刀单元的橡胶隔离圈的外径比圆盘剪刀片外径要大0.25mm或0.5mm甚至1mm。在圆盘剪刀片开始重磨后雄刀单元的橡胶隔离圈的外径也要跟着重磨使两者外径始终保持这一差值。但雌刀单元的复合橡胶圈的外径不一样不同的组配有不同的外径剪切厚度在0.3～3mm时它们的配置情况各不相同。如图3、图4所示，本实施例中将橡胶隔离圈形状由圆柱形改变为小平台的“厂”字锥度型，减少橡胶刀环与带材表面的接触面积，避免橡胶刀环对带材的“过定位”产生的其他例如铝粉堆积等质量问题，极大程度稳定切边质量。

二、如图5所示，辊凸度对带材板形有着直接的影响：增大凸度会使带材边浪减轻或产生更严重的中浪，反之则会使中浪减轻或产生更严重的边浪。如图6、图7所示，本实施例中对入口展平辊进行改良，从原来的平辊改成凸辊，现场常备三种辊系：凸辊、平辊、凹辊；当带材板形出现较为严重的边浪或中浪，更换不同凸度的轧辊，改善机组对板形控制的能力，从而获得更好的板形。稳定圆盘刀的剪切线，配合清洁系统，从而稳定切边质量。

四、在圆盘剪切边过程中，为保证带材切边过程的稳定，刀盘间隙量和重叠量一般是先设定在制定位置，在切边过程中是不会改变的，这时能够对切边质量起到调整作用的只剩下前后张力。如图8所示，圆盘剪切边整个系统由控制器、直流电机驱动器、直流电机、触摸屏和检测模块组成的闭环电路组成，首先，控制器根据触摸屏的预设张力信号向电机驱动器发送驱动信号。其次，直流电机驱动器将控制电流传递到直流电机，直流电机开始转动，进而使带材收放卷机构卷轴旋转，因此，随着时间的推移，带材收放卷半径逐渐增大，张力也跟着变化；最后，通过张力传感器的张力测试，将张力信号通过压力变送器送回控制器。整个系统中，触摸屏可设定带材收放卷机构的预设张力，以及呈现带材收放卷机构的运动形态。操作手只需要在触摸屏系统输入需要的预设张力值，系统会自动达到预设张力。为了保证切边过程稳定进行，前后张力值之差必须限定在很小的一个范围之内，否则极易引起设备的振动、打滑等问题，严重影响带钢的质量。在保证带材稳定切边生产的情况下，以5754H32合金状态带材为例，本实施例进行现场试验，研究前后张力对扣边、毛刺、切断比的影响，对开卷张应力、剪切力进行优化匹配调整。最终试验出开卷张应20（N/mm²），剪切力2，圆盘刀速度比1比1.03，时切边质量最佳，合格，在该参数下获得的切边质量对比如图9所示。

本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的一种圆盘刀转动工作状态下稳定切边控制方法，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。