250t熱剪剪刃滑座失效研究

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1、250T熱剪剪刃滑座失效研究摘要：250噸熱剪在軋鋼設(shè)備中的功能以及作用，從剪刃損壞頻繁出發(fā)，發(fā)現(xiàn)剪刃滑座的故障，進(jìn)行剪刃滑座失效分析，以及剪刃滑座設(shè)計(jì)強(qiáng)度與實(shí)際使用中需要的強(qiáng)度進(jìn)行對比，進(jìn)而計(jì)算出設(shè)備需要改進(jìn)尺寸。以及改進(jìn)方式。針對設(shè)備現(xiàn)場的使用情況，檢測原設(shè)計(jì)是否合理，再加以改進(jìn),進(jìn)而使設(shè)計(jì)完全符合生產(chǎn)需求。關(guān)鍵詞：熱剪剪刃失效強(qiáng)度一、問題的引出河冶科技股份有限公司連軋線上安裝有一臺250噸熱剪。它每天都要連續(xù)工作，用來保證下一道進(jìn)口工序的長度尺寸。特別是緊急處理軋制高速鋼過程中不可避免的劈頭現(xiàn)象。試運(yùn)行期間，剪刃損壞次數(shù)頻繁，大量

2、的剪刃的消耗嚴(yán)重影響生產(chǎn)成本，更換剪刃的過程制約了連軋線的生產(chǎn)節(jié)奏。在研究剪刃如何損壞的過程中，檢查發(fā)現(xiàn)剪刃滑座存在設(shè)計(jì)缺陷，是導(dǎo)致設(shè)備技術(shù)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)，剪刃消耗異常的主要原因。從11年5月份生產(chǎn)到11年12月12日剪刃滑座失效，250T熱剪在的7個半月（合222天）的時間內(nèi)，累計(jì)剪切9313.77噸鋼坯，按照每一噸坯料需要剪切3次計(jì)算，合計(jì)約為9313.77*3^27938次。平均每天剪切125.8次，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有到達(dá)設(shè)計(jì)要求的使用100000次。二、原理分析熱剪的功能部分以及工作原理（一）、250噸熱剪從功能上主要分以下幾部分：1、熱剪主

3、傳動部分2、熱剪工作機(jī)構(gòu)3、剪切壓料裝置4、電控系統(tǒng)5、稀油潤滑6、壓縮空氣系統(tǒng)7、干油潤滑系統(tǒng)（二）、250噸熱剪的工作原理：熱剪主體由交流電機(jī)常轉(zhuǎn)，飛輪蓄能，剪切工作時電機(jī)和飛輪同時作用，實(shí)現(xiàn)剪切。這時飛輪轉(zhuǎn)速略微下降8%至12%。然后在電機(jī)的帶動下，很快恢復(fù)至額定轉(zhuǎn)速。電機(jī)與飛輪之間為齒輪減速和皮帶傳動。這樣的撓性傳動，適合于轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定的傳動，緩沖轉(zhuǎn)速波動帶來的沖擊。熱剪剪切形式為：下剪刃固定，上剪刃移動。上剪刃支座體在曲柄軸的帶動下，兩側(cè)滑道的導(dǎo)向下上下移動，實(shí)現(xiàn)剪切功能。熱剪主體內(nèi)部傳動為二極齒輪減速，輸入端與飛輪同軸；輸出端

4、與曲柄軸同軸。在輸入軸兩側(cè)分別裝有一臺離合器和一臺制動器。熱剪不工作時，電機(jī)與飛輪常轉(zhuǎn)，輸入軸禁止（離合器打開；制動器閉合）；剪機(jī)工作時，由飛輪軸帶動輸入軸以及曲柄旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)剪切（離合器閉合；制動器打開）。這樣由離合器與制動器協(xié)調(diào)動作，實(shí)現(xiàn)動力的通斷和準(zhǔn)確的停位。離合器和制動器均為氣動干式磨擦片式。熱剪剪切時為防止翹尾現(xiàn)象，在熱剪入口端設(shè)計(jì)有壓板裝置，由氣缸帶動一連桿機(jī)構(gòu)使切料上壓板壓于熱坯上部，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定剪切。剪切結(jié)束后，壓板抬起，熱坯開始向前運(yùn)動,等待下一次剪切時，熱坯停止后，壓板壓下。由PLC控制器實(shí)現(xiàn)熱剪自動切頭、自動切尾，所有動

5、作的相互連鎖以及報警功能，同時還能與主軋線電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通訊。操作臺設(shè)置在熱剪操作側(cè)，控制柜設(shè)置在軋制區(qū)的控制室中。具體根據(jù)實(shí)際使用情況現(xiàn)場分析以及在線生產(chǎn)員工的反饋。得出以下結(jié)論：上剪刃滑座的機(jī)構(gòu)形式不合理，在剪切時，上剪刃受到側(cè)向的切力，上剪刃懸空過長，造成剪刃定位強(qiáng)度不足，剪刃易損壞，滑座強(qiáng)度不足。在剪切時，棒料壓緊點(diǎn)距離剪刃太近，剪切時棒料不能壓死，棒料上翹，上剪刃受到側(cè)向的切力。查找設(shè)備具體技術(shù)參數(shù)。畫出剪刃滑座受力模型。250T熱剪的技術(shù)參數(shù)：剪切軋件斷面：6300mm?剪切強(qiáng)度：400N/?？剪切力：2500KN結(jié)合實(shí)際使用

6、情況中正常剪切坯料尺寸為80mm的正方形坯料。以及250噸熱剪的零部件尺寸，得出熱剪悶鋼卡料時坯料極限翹起高度。如圖1圖1剪切時，坯料上翹極限高度從上圖建立力學(xué)模型進(jìn)行剪刃剪切時的受力分析，見下圖圖2剪刃剪切時受力分析圖Fn二熱剪剪切力，F(xiàn)t二支反力方向，F(xiàn)c二剪刃滑座受力，Tan9=Fn/Ft①L=290mm,L1=450mm剪刃滑座在250噸熱剪的內(nèi)部，只能做上下相對滑動，剪切時就可以簡化成一個懸臂梁，從受力圖建立剪刃滑座受力的力學(xué)模型進(jìn)行受力分析圖3剪刃滑座受力圖卩。=剪刃給剪刃滑座的推力Fc*L二FL1②對剪刃滑座損壞位置進(jìn)行強(qiáng)

7、度校核8max=M/W③對于懸臂梁IM

8、max二Fc1④滑座固定剪刃的支架b=520mm,h=100mmW=bh?/6——⑤由以上公式①②③④⑤計(jì)算出剪刃滑座需用強(qiáng)度6=2500000*620*9*0.29*6/(2111*5*0.52*0.01)%442Mpa三、解決方案根據(jù)公式，更改剪刃滑座結(jié)構(gòu)可以改動的部分包括1、剪刃長度，以及滑座卡槽深度。2、滑座固定端厚度。根據(jù)公式初步計(jì)算數(shù)值，更改后剪刃滑座，以及剪刃。圖4更改后剪刃滑座受力分析圖再次校核強(qiáng)度5=203Mpa