CN102825328B - 被动式圆盘剪剪切控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种被动式圆盘剪剪切控制方法，该方法根据来料带材选取其主要特征参数，酸洗后给定剪切张力T，通过计算和试验获得圆盘剪最佳侧隙系数ξ_Δy与重叠量系数ξ_cy，再计算出最佳侧隙及重叠量设定值供圆盘剪进行设定控制，以剪切出最佳的带材质量。采用本发明能够根据不同的来料带材，给定相应最佳的设定值，从而不但能够提高圆盘剪工作稳定性，而且还降低了毛刺发生率，有效的改善成品带钢的剪切质量，给企业带来较大的经济效益。

Description

被动式圆盘剪剪切控制方法

技术领域

本发明涉及圆盘剪剪切生产工艺，更具体地说，涉及一种被动式圆盘剪剪切控制方法。

背景技术

在酸轧机组中，为了消除热轧来料的边部缺陷，为冷轧提供优质原料，需要利用圆盘剪在酸洗出口采用一定的剪切工艺对带钢的边部进行剪切。请参阅图1所示，被动式圆盘剪一般由上下两刀片1、以及分别与两刀片1配对的齿轮2、刀套3、滚子轴承4、蜗轮蜗杆5、轴向调整弹簧6、偏心套7、心轴8、轴向间隙调整机构9以及注油孔10等组成。

请参阅图2、图3所示，在剪切过程中，圆盘剪通过上下错位的两片圆形刀片1组合后，调取一定的间隙Δ及重叠量C对运行在两刀片1之间的带钢11进行剪切。带钢11运行在两刀片之1间时，两刀片1给带钢11施以一定的剪切力，使带钢11与刀片1之间的接触区域产生变形，随着咬入深度的增加，带钢11的变形量C也随之增加，当变形量C达到一定程度时，受压的部分就从原板上断裂。其中，下刀片1装在内侧主要起支撑作用，而上刀片1装在外侧主要起剪切作用。在圆盘剪的生产过程中，其控制量主要有剪切张力T的设定、刀片侧隙Δ及重叠量C的设定等，其中，侧隙Δ调整是通过上蜗轮蜗杆5的转动来实现，而重叠量C调整则是通过下蜗轮蜗杆5的旋转来带动下偏心套9的同步旋转来实现。并且侧隙Δ及重叠量C的设定对剪切质量起着举足轻重的影响。

目前，国内外对于酸轧机组的被动式圆盘剪侧隙及重叠量的设定普遍采用表格与操作工经验相结合的方法，没有形成模型化，剪切质量的波动较大。特别的，相关表格对于侧隙及重叠量的设定仅仅考虑到厚度规格，而没有考虑到钢种的变化。实际上，在圆盘剪的剪切过程中，为了保证剪切质量，减少毛刺等缺陷的发生率，圆盘剪重叠量及间隙的设定除了必须考虑规格以外，还与钢种密切相关。一般说来：对于硬质带钢，间隙的设定值应该较大，而重叠量的设定应该较小；对剪切IF等超深冲钢带应当把间歇适当的减小、重叠量适当的加大。这样，如何同时考虑到钢种与规格的影响，科学的设定侧隙及重叠量就成为剪切生产中的攻关的重点。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的是提供一种被动式圆盘剪剪切控制方法，能够根据相应钢种采用最佳的侧隙与重叠量设定，以提高圆盘剪的工作稳定性，提高带钢剪切质量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

该被动式圆盘剪剪切控制方法，具体包括以下步骤：

A.根据来料带材选取其主要特征参数，包括带材强度σ_s、带材厚度h、带材宽度B；

B.对带材进行酸洗；

C.给定剪切张力T；

D.给定圆盘剪最佳侧隙系数ξ_Δy与重叠量系数ξ_cy；

E.计算最佳侧隙设定值Δ_y与重叠量设定值C_y；

F.根据最佳侧隙设定值Δ_y并通过控制上蜗轮蜗杆转动以进行刀片侧隙设定；

G.根据最佳重叠量设定值C_y并通过控制下蜗轮蜗杆带动下偏心套同步旋转以进行刀片重叠量的设定；

H.进行带材剪切。

在步骤C中，所述的剪切张力T的给定公式为T＝19.2Bh，式中，B为带材宽度、h为带材厚度。

在步骤D中，所述的圆盘剪最佳侧隙系数ξ_Δy与重叠量系数ξ_cy的给定包括以下步骤：

D1.获取带材强度σ_s和带材厚度h；

D2.设定侧隙系数的最小值ξ_Δ min、侧隙系数的最大值ξ_Δ max、重叠量系数的最大值ξ_c max、重叠量系数的最小值ξ_c min、侧隙系数变化步长Δξ_Δ、钢种影响系数变化步长Δξ_c；

D3.定义侧隙系数设定中间过程参数i，并计算出其最大值定义重叠量系数设定中间过程参数j，并计算出其最大值 $j_{\max }=\mathrm{int}\left(\frac{{\mathrm{\ξ}}_{c\max }-{\mathrm{\ξ}}_{c\min }}{\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ξ}}_c}\right);$

D4.令重叠量系数ξ_c＝ξ_c min+Δξ_c·j，并设j＝0，1，2，......n且n≤j_max-1，以此依次计算出各重叠量设定值C_ij＝θ₁-0.25(θ₂+0.0005ξ_cσ_s)h；

D5.令侧隙系数ξ_Δ＝ξ_Δ min+Δξ_Δ·i，并设i＝0，1，2，......n且n≤i_max-1，以此依次计算出各侧隙设定值

D6.根据i_max·j_max组侧隙设定值Δ_ij及重叠量设定值C_ij，对圆盘剪进行侧隙及重叠量设定，并在现场进行相应组数的剪切试验，将剪切后的各带材进行取样、编号；

D7.将所有共计i_max·j_max个试样的实物图及电镜图放在一起，按照剪切质量标准进行筛选最佳的剪切试样，并记录下相应的编号i_y、j_y；

D8.根据计算公式ξ_Δy＝ξ_Δ min+Δξ_Δ·i_y和ξ_cy＝ξ_c min+Δξ_c·j_y，分别计算出最佳侧隙系数ξ_Δy与重叠量系数ξ_cy。

在步骤E中，根据计算公式计算出供圆盘剪控制设定的最佳侧隙设定值Δ_y与重叠量设定值C_y，式中，与为侧隙影响系数、θ₁与θ₂为重叠量影响系数。

所述的ξ_Δ min＝0.85～0.95，ξ_Δ max＝1.05～1.15，ξ_c max＝1.05～1.15，ξ_c min＝0.85～0.95。

所述的θ₁＝0.8～1.0，θ₂＝0.65～0.85。

所述的剪切质量标准如下：

试样的切断面约占带钢厚度的1/5～1/3；切断面与断裂面分界线连续、平直；整个剪切面平整光滑、无缺口、无大的毛刺。

在上述技术方案中，本发明的被动式圆盘剪剪切控制方法根据来料带材选取其主要特征参数，酸洗后给定剪切张力T，通过计算和试验获得圆盘剪最佳侧隙系数ξ_Δy与重叠量系数ξ_cy，再计算出最佳侧隙及重叠量设定值供圆盘剪进行设定控制，以剪切出最佳的带材质量。采用本发明能够根据不同的来料带材，给定相应最佳的设定值，从而不但能够提高圆盘剪工作稳定性，而且还降低了毛刺发生率，有效的改善成品带钢的剪切质量，给企业带来较大的经济效益。

附图说明

图1是圆盘剪的结构示意图；

图2是上下刀片的剪切示意图；

图3是圆盘剪的侧隙与重叠量控制示意图；

图4是本发明的被动式圆盘剪剪切控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请结合图4所示，以出钢记号为AQ3440E1、屈服强度为390Mpa、厚度规格为2.0mm、宽度规格为1000mm的带材为例，并结合图4对本发明的被动式圆盘剪剪切控制方法进行详细举例说明：

首先，进行原料选择，收集待剪切带材的主要特征参数，包括带材的强度σ_s＝390Mpa、带材厚度h＝2.0mm、带材的宽度B＝1000mm；

然后对该带材进行酸洗；

给定剪切张力T＝19.2Bh＝38400N；

根据现场实际经验，并考虑到设备的安全问题，确定侧隙系数的最小值ξ_Δ min＝0.9、侧隙系数的最大值ξ_Δ max＝1.1、重叠量系数最大值ξ_c max＝1.1、重叠量系数最小值ξ_c min＝0.9；

设定侧隙系数变化步长Δξ_Δ＝0.1、钢种影响系数变化步长Δξ_c＝0.1；

定义侧隙系数设定中间过程参数i，并令计算出i_max＝3；

定义重叠量系数设定中间过程参数j，并令计算出j_max＝3；

令重叠量系数ξ_c＝ξ_c min+Δξ_c·j，并设j＝0，1，2，......n且n≤j_max-1，以此根据C_ij＝θ₁-0.25(θ₂+0.0005ξ_cσ_s)h，θ₁＝0.9、θ₂＝0.75，依次计算出三个重叠量设定值；

令侧隙系数ξ_Δ＝ξ_Δ min+Δξ_Δ·i，并设i＝0，1，2，......n且n≤i_max-1，同样以此根据θ₁＝0.9、θ₂＝0.75，依次计算出三个侧隙设定值；

按照i_max·j_max＝9组侧隙及重叠量设定值Δ_ij、C_ij，对圆盘剪的侧隙及重叠量进行依次设定，并在现场以此分别进行剪切试验，将剪切后的带材取样、编号；

将所有共计i_max·j_max＝9个试样的实物图及电镜图放在一起，按照“切断面约占带钢厚度的1/5～1/3；切断面与断裂面分界线连续、平直；整个剪切面平整光滑、无缺口、无大的毛刺”等质量标准，选出剪切质量最佳的试样，并记录下相应的编号i_y、j_y；

上述9组剪切试验的参数及结果如表1所示；

表1

根据试验结果，将i_y与j_y代入，计算出圆盘剪最佳侧隙系数ξ_Δy＝ξ_Δ min+Δξ_Δ·i_y＝1.2、圆盘剪最佳重叠量系数ξ_cy＝ξ_c min+Δξ_c·j_y＝0.9；

根据计算公式计算出强度为390MPa、厚度规格为2mm的带材在剪切过程中，圆盘剪最佳侧隙及重叠量设定值分别为Δ_y＝0.1858mm、C_y＝0.4373mm；

根据上述的两个最佳设定值，通过上蜗杆蜗轮5转动对侧隙进行设定，并通过下蜗轮蜗杆5的旋转带动下偏心套9的同步旋转来对重叠量进行设定(见图3)；

设定后，对带材进行剪切，而剪切后的带材完全能够符合剪切质量标准。对此，以后只要是对上述同样强度和厚度的带材进行剪切，均可按该设定值进行设定控制。

综上所述，本发明的圆盘剪剪切控制方法是通过大量的现场实验与理论研究，充分结合圆盘剪设备与工艺特点，综合考虑到钢种以及规格的影响，在首次引入侧隙系数与重叠量系数的基础上，通过理论模型与现场试验相配合，给出特定钢种的在剪切过程中的最佳侧隙与重叠量设定值，并据此设定控制来提高圆盘剪的工作稳定性，降低毛刺发生率，有效地改善成品带钢的剪切质量，从而能够给企业带来较大的经济效益。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (1)

1.一种被动式圆盘剪剪切控制方法，其特征在于， 

具体包括以下步骤： 

A.根据来料带材选取其主要特征参数，包括带材强度σ_s、带材厚度h、带材宽度B； 

B.对带材进行酸洗； 

C.给定剪切张力T； 

D.给定圆盘剪最佳侧隙系数ξ_Δy与重叠量系数ξ_cy； 

E.计算最佳侧隙设定值Δ_y与重叠量设定值C_y； 

F.根据最佳侧隙设定值Δ_y并通过控制上蜗轮蜗杆转动以进行刀片侧隙设定； 

G.根据最佳重叠量设定值C_y并通过控制下蜗轮蜗杆带动下偏心套同步旋转以进行刀片重叠量的设定； 

H.进行带材剪切； 

在步骤C中，所述的剪切张力T的给定公式为T＝19.2Bh，式中，B为带材宽度、h为带材厚度；

在步骤D中，所述的圆盘剪最佳侧隙系数ξ_Δy与重叠量系数ξ_cy的给定包括以下步骤： 

D1.获取带材强度σ_s和带材厚度h； 

D2.设定侧隙系数的最小值ξ_Δ min、侧隙系数的最大值ξ_Δ max、重叠量系数的最大值ξ_c max、重叠量系数的最小值ξ_c min、侧隙系数变化步长Δξ_Δ、钢种影响系数变化步长Δξ_c； 

D3.定义侧隙系数设定中间过程参数i，并计算出其最大值 定义重叠量系数设定中间过程参数j，并计算出其最大值

D4.令重叠量系数ξ_c＝ξ_c min+Δξ_c·j，并设j＝0，1，2，......n且n≤j_max-1，以此依次计算出各重叠量设定值C_ij＝θ₁-0.25(θ₂+0.0005ξ_cσ_s)h； 

D5.令侧隙系数ξ_Δ＝ξ_Δ min+Δξ_Δ·i，并设i＝0，1，2，......n且n≤i_max-1， 以此依次计算出各侧隙设定值

D6.根据i_max·j_max组侧隙设定值Δ_ij及重叠量设定值C_ij，对圆盘剪进行侧隙及重叠量设定，并在现场进行相应组数的剪切试验，将剪切后的各带材进行取样、编号； 

D7.将所有共计i_max·j_max个试样的实物图及电镜图放在一起，按照剪切质量标准进行筛选最佳的剪切试样，并记录下相应的编号i_y、j_y； 

D8.根据计算公式ξ_Δy＝ξ_Δ min+Δξ_Δ·i_y和ξ_cy＝ξ_c min+Δξ_c·j_y，分别计算出最佳侧隙系数ξ_Δy与重叠量系数ξ_cy； 

在步骤E中，根据计算公式计算出供圆盘剪控制设定的最佳侧隙设定值Δ_y与重叠量设定值C_y，式中，与为侧隙影响系数、θ₁与θ₂为重叠量影响系数； 

所述的ξ_Δ min＝0.85～0.95，ξ_Δ max＝1.05～1.15，ξ_c max＝1.05～1.15，ξ_c min＝0.85～0.95； 

所述的θ₁＝0.8～1.0，θ₂＝0.65～0.85； 

所述的剪切质量标准如下： 

试样的切断面约占带钢厚度的1/5～1/3；切断面与断裂面分界线连续、平直；整个剪切面平整光滑、无缺口、无大的毛刺。