CN110666238A - 一种滚切剪热剪过程剪刃间隙调整装置及其计算方法 - Google Patents

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CN110666238A CN201910915527.XA CN201910915527A CN110666238A CN 110666238 A CN110666238 A CN 110666238A CN 201910915527 A CN201910915527 A CN 201910915527A CN 110666238 A CN110666238 A CN 110666238A
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韩贺永
郭晓凯
马立峰
黄庆学
彭华玉
潘思意
张建茹
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    • B23D35/00—Tools for shearing machines or shearing devices; Holders or chucks for shearing tools
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Abstract

本发明属于间隙计算方法技术领域，具体涉及一种滚切剪热剪过程剪刃间隙调整装置及其计算方法，包括下列步骤：S1、将待加工的钢板置于输送装置上，开启传动电机，使得钢板沿着输送装置的输送方向传动；S2、钢板传送至连杆的下方时，高温计将感应到钢板的温度传递给MES***中的接受模块；S3、MES***将检测到的钢板的厚度、宽度、材质的数据传递给工控机，根据所得到的金属板材的屈服强度、泊松比、杨氏模量、温度、宽度和厚度数据的计算，得到滚切剪剪切钢板的剪刃间隙值。本发明计算方法简单易懂、计算方便且误差小，可以提高滚切剪热剪的效率以及精度。本发明用于滚切剪热剪过程剪刃间隙的计算。

Description

一种滚切剪热剪过程剪刃间隙调整装置及其计算方法
技术领域
本发明属于间隙计算方法技术领域，具体涉及一种滚切剪热剪过程剪刃间隙调整装置及其计算方法。
背景技术
滚切剪是大型金属板材剪切设备，是现代化中厚板生产的核心设备之一。其主要功能是完成板材的切边，取样等工作。对于金属板材温度超过150℃的剪切过程都属于热剪切，在滚切剪剪刃间隙调整阶段，由于随着所生产的金属板材的温度的升高，需要适当的把剪刃间隙朝着缩小的方向调整，以确保金属板材的生产质量达到要求。
传统的剪刃间隙调整方法都是根据生产经验来调整，并没有具体的计算方法，工人依据生产经验确定的间隙值会造成剪切变形、产品粗糙等质量事故。
发明内容
针对上述技术问题，提供了一种精度更高的滚切剪热剪过程剪刃间隙调整装置及其计算方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种滚切剪热剪过程间隙调整装置，包括支架、电机、减速器、联轴器、千斤顶，所述千斤顶有四个，所述千斤顶固定连接在支架顶部的四角，所述千斤顶上设有接近开关，所述千斤顶通过减速器连接有电机，所述千斤顶与减速器之间通过传动轴和联轴器连接，所述千斤顶的底部固定有连接杆，所述连接杆通过叉头连接有拉杆，所述拉杆通过叉头连接有斜楔，所述支架上固定有斜楔装配，所述斜楔装配与斜楔贴合。
所述千斤顶上安装有编码器，所述编码器通过导线连接在电脑显示屏上。
所述千斤顶、电机、减速器均通过螺栓固定在支架顶部。
所述支架的一侧设有输送装置。
所述支架之间设有连杆，所述连杆上设有红外高温计，所述红外高温计通过导线连接有MES***，所述MES***通过导线连接有工控机。
一种滚切剪热剪过程剪刃间隙计算方法，包括下列步骤：
S1、将待加工的钢板置于输送装置上，开启传动电机，使得钢板沿着输送装置的输送方向传动；
S2、钢板传送至连杆的下方时，高温计将感应到钢板的温度传递给MES***中的接受模块；
S3、MES***将检测到的钢板的厚度、宽度、材质的数据传递给工控机，根据所得到的金属板材的屈服强度、泊松比、杨氏模量、温度、宽度和厚度数据的计算，得到滚切剪剪切钢板的剪刃间隙值。
所述S3中的计算方法为金属板材的屈服强度的计算公式为：
Figure BDA0002216012780000021
所述E为金属板材的杨氏模量，所述v为金属板材的泊松比，所述α为金属板材的线膨胀系数，所述T为热剪切金属板材温度；
根据材料的线膨胀系数的定义可得：
Figure BDA0002216012780000022
所述Δx为金属板材横向膨胀量，所述x为金属板材宽度的一半；
整理上述公式可得：
Figure BDA0002216012780000023
从而可得
根据金属板材剪切过程中剪刃间隙调整的经验公式δ＝ah+c可得热剪切时剪刃间隙值为所述δ为剪刃间隙，所述a为剪刃间隙调整系数，所述a的值为0.09，所述h为金属板材的厚度。
本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：
本发明通过金属板材的屈服强度、泊松比、杨氏模量、温度、宽度和厚度数据的计算，计算出热剪切时剪刃的间隙值，本发明计算方法简单易懂、计算方便且误差小，可以提高滚切剪热剪的效率以及精度。
附图说明
图1为本发明的正视结构示意图；
图2为本发明的侧视结构示意图；
图3为本发明的俯视结构示意图；
图4为本发明的工作流程图；
其中：1为支架，2为电机，3为减速器，4为联轴器，5为千斤顶，6为接近开关，7为传动轴，8为连接杆，9为叉头，10为拉杆，11为斜楔，12为斜楔装配，13为输送装置，14为连杆，15为红外高温计，16为MES***，17为工控机，5-1为编码器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种滚切剪热剪过程间隙调整装置，如图1、2、3所示，包括支架1、电机2、减速器3、联轴器4、千斤顶5，千斤顶5有四个，千斤顶5固定连接在支架1顶部的四角，千斤顶5上设有接近开关6，千斤顶5通过减速器3连接有电机2，千斤顶5与减速器3之间通过传动轴7和联轴器4连接，千斤顶5的底部固定有连接杆8，连接杆8通过叉头9连接有拉杆10，拉杆10通过叉头9连接有斜楔11，支架1上固定有斜楔装配12，斜楔装配12与斜楔11贴合。间隙调整装置的动力安装在上横梁的顶部，电机2位于上横梁中部，经减速机3减速后传递给两根传动轴7，这样前后传动轴7转动方向相反，然后它们的动力再经过联轴器4分别传到上横梁四周的四个千斤顶5，四个千斤顶5分别带动一个斜楔12上下移动，而四个斜楔12又是上刀架的前后定位面，其中前面两个千斤顶5的转动方向与后面两个千斤顶5的转动方向相反。当前端的两个斜楔12下降时，则后端的两个斜楔12必然上升，剪刃间隙减小；相反当前端的两个斜楔12上升时，则后端的两个斜楔12必然下降，这样剪刃间隙增大。这样也保证了无论千斤顶在任何位置，滑道厚度尺寸不变。如果上下剪刃不平行或间隙过大过小，可以通过调整左右两端的拉杆10的丝长来改变间隙的大小。千斤顶上安装有编码器5-1，以准确控制调整的间隙值，间隙具体值通过编码器5-1将位移信号转换为周期性的电信号，这个电信号再转换为计数脉冲或者数字码再在电脑显示屏上显示。
进一步，优选的，千斤顶5上安装有编码器5-1，编码器5-1通过导线连接在电脑显示屏上。
进一步，优选的，千斤顶5、电机2、减速器3均通过螺栓固定在支架1顶部。
进一步，支架1的一侧设有输送装置13。输送装置13将待加工的钢板传送至支架1的连杆14下方。
进一步，支架1之间设有连杆14，连杆14上设有红外高温计15，红外高温计15通过导线连接有MES***16，MES***16通过导线连接有工控机17。
一种滚切剪热剪过程剪刃间隙计算方法，如图4所示，包括下列步骤：
S1、将待加工的钢板置于输送装置上，开启传动电机，使得钢板沿着输送装置的输送方向传动；
S2、钢板传送至连杆的下方时，高温计将感应到钢板的温度传递给MES***中的接受模块；
S3、MES***将检测到的钢板的厚度、宽度、材质的数据传递给工控机，根据所得到的金属板材的屈服强度、泊松比、杨氏模量、温度、宽度和厚度数据的计算，金属板材的屈服强度的计算公式为：
E为金属板材的杨氏模量，v为金属板材的泊松比，α为金属板材的线膨胀系数，T为热剪切金属板材温度；
根据材料的线膨胀系数的定义可得：
Δx为金属板材横向膨胀量，x为金属板材宽度的一半；
整理上述公式可得：
从而可得
Figure BDA0002216012780000054
根据金属板材剪切过程中剪刃间隙调整的经验公式δ＝ah+c (5)
由于在金属板材的热剪切阶段，为了保证板材的生产质量达到要求，需要把剪刃间隙朝着缩小的方向调整，因此把式(4)带入式(5)可得热剪切时剪刃间隙值为：
Figure BDA0002216012780000055
δ为剪刃间隙，a为剪刃间隙调整系数，a的值为0.09，h为金属板材的厚度。
本发明的工作流程为：间隙调整装置的动力安装在上横梁的顶部，电机位于上横梁中部，经减速机减速后传递给两根传动轴，这样前后传动轴转动方向相反，然后它们的动力再经过联轴器分别传到上横梁四周的四个千斤顶，四个千斤顶分别带动一个斜楔上下移动，而四个斜楔又是上刀架的前后定位面，其中前面两个千斤顶的转动方向与后面两个千斤顶的转动方向相反。当前端的两个斜楔下降时，则后端的两个斜楔必然上升，剪刃间隙减小；相反当前端的两个斜楔上升时，则后端的两个斜楔必然下降，这样剪刃间隙增大。这样也保证了无论千斤顶在任何位置，滑道厚度尺寸不变。如果上下剪刃不平行或间隙过大过小，可以通过调整左右两端的拉杆的丝长来改变间隙的大小。千斤顶上安装有编码器，以准确控制调整的间隙值，间隙具体值通过编码器将位移信号转换为周期性的电信号，这个电信号再转换为计数脉冲或者数字码再在电脑显示屏上显示。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种滚切剪热剪过程间隙调整装置，其特征在于：包括支架(1)、电机(2)、减速器(3)、联轴器(4)、千斤顶(5)，所述千斤顶(5)有四个，所述千斤顶(5)固定连接在支架(1)顶部的四角，所述千斤顶(5)上设有接近开关(6)，所述千斤顶(5)通过减速器(3)连接有电机(2)，所述千斤顶(5)与减速器(3)之间通过传动轴(7)和联轴器(4)连接，所述千斤顶(5)的底部固定有连接杆(8)，所述连接杆(8)通过叉头(9)连接有拉杆(10)，所述拉杆(10)通过叉头(9)连接有斜楔(11)，所述支架(1)上固定有斜楔装配(12)，所述斜楔装配(12)与斜楔(11)贴合。
2.根据权利要求1所述的一种滚切剪热剪过程间隙调整装置，其特征在于：所述千斤顶(5)上安装有编码器(5-1)，所述编码器(5-1)通过导线连接在电脑显示屏上。
3.根据权利要求1所述的一种滚切剪热剪过程间隙调整装置，其特征在于：所述千斤顶(5)、电机(2)、减速器(3)均通过螺栓固定在支架(1)顶部。
4.根据权利要求1所述的一种滚切剪热剪过程间隙调整装置，其特征在于：所述支架(1)的一侧设有输送装置(13)。
5.根据权利要求1所述的一种滚切剪热剪过程间隙调整装置，其特征在于：所述支架(1)之间设有连杆(14)，所述连杆(14)上设有红外高温计(15)，所述红外高温计(15)通过导线连接有MES***(16)，所述MES***(16)通过导线连接有工控机(17)。
6.一种滚切剪热剪过程剪刃间隙计算方法，其特征在于：包括下列步骤：
S1、将待加工的钢板置于输送装置上，开启传动电机，使得钢板沿着输送装置的输送方向传动；
S2、钢板传送至连杆的下方时，红外高温计将感应到钢板的温度传递给MES***中的接受模块；
S3、MES***将检测到的钢板的厚度、宽度、材质的数据传递给工控机，根据所得到的金属板材的屈服强度、泊松比、杨氏模量、温度、宽度和厚度数据的计算，得到滚切剪剪切钢板的剪刃间隙值。
7.根据权利要求1所述的一种滚切剪热剪过程剪刃间隙计算方法，其特征在于：所述S3中的计算方法为金属板材的屈服强度的计算公式为：
Figure FDA0002216012770000021
所述E为金属板材的杨氏模量，所述v为金属板材的泊松比，所述α为金属板材的线膨胀系数，所述T为热剪切金属板材温度；
根据材料的线膨胀系数的定义可得：
Figure FDA0002216012770000022
所述Δx为金属板材横向膨胀量，所述x为金属板材宽度的一半；
整理上述公式可得：
Figure FDA0002216012770000023
从而可得
Figure FDA0002216012770000024
根据金属板材剪切过程中剪刃间隙调整的经验公式δ＝ah+c可得热剪切时剪刃间隙值为
Figure FDA0002216012770000025
所述δ为剪刃间隙，所述a为剪刃间隙调整系数，所述a的值为0.09，所述h为金属板材的厚度。
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