摘要：简述中厚板剪切机的基本类型和特点，对滚切剪的剪切原理和特点进行阐述，分析了国内中厚板厂剪切线滚切剪的应用。

关键词：中厚板剪切机；斜刃剪；圆盘剪；滚切剪；剪切原理；应用

0    概述

    目前，目前我国的中厚板轧机生产线已经达到41条(含卷轧中板)，生产能力3 707万t。从轧机性能上看，经过多年的改造和新建工作，采用了许多新技术，轧机刚度大大提高，3 500mm四辊式轧机刚度已达到10 000kN/mm，配备了液压AGC实现了区域计算机控制。但由于受到资金和技术等因素的制约，我国中厚板厂剪切线设备还较落后，约60％仍沿用斜刀片剪切机切头、切尾、切定尺和切边，少量圆盘式剪切机用于钢板的切边，处于20世纪50～60年代水平，严重影响钢板质量和产量的提高。

1  中厚板剪切机的基本类型和特点

    剪切机是用于将钢板剪切成规定尺寸的设备。按照刀片形状和配置方式及钢板情况，在中厚板生产中常用的剪切机有：斜刀片式剪切机(通称铡刀剪或斜刃剪)、圆盘式剪切机、滚切式剪切机(通称滚切剪)三种基本类型。其中，应用最多的是斜刀片式剪切机，其次是圆盘式剪切机。滚切式剪切机是近年来出现的一种新型剪切机，它在现代化的中厚板生产中将具有更多的优越性和更强的生命力。三种剪切机刀片配置如图1所示。

1．1  斜刀片剪切机

    这种剪切机的两个剪刃是成某一角度配置的，即其中一个剪刃相对于另一个剪刃是倾斜配置的。在生产中多数上刀片是倾斜的，其倾斜角度一般为l⁰～6⁰角，并且剪切机下刀片固定不动，上刀片向下运动剪切钢板。如图1(a)所示。其优点主要有：对钢板温度适应性强，既适用于热状态也适用于冷状态钢板的剪切；对钢板厚度适应性强，40mm以下的钢板均能剪切。主要缺点：一是剪切时斜刀片与钢板之间有相对滑动，剪切厚度大于20mm的板材时，由于刀片行程长，易使板材产生横向弯曲，在剪切侧边时板边不齐，影响板材的剪切质量；二是由于间断剪切，空程时间长，能达到的剪切次数少，产量受到限制，并浪费能源。

1．2  圆盘式剪切机

    圆盘式剪切机的两个刀片均是圆盘状的，如图1(b)所示。常用来剪切钢板的侧边，也可用于钢板纵向剖分成窄条。其主要优点是可连续纵向滚动剪切，速度快，产量高，质量好。缺点：一是剪切厚度限于25mm以内；二是对于小批量规格品种多，钢板宽度变换频繁，则需要频繁调整其两侧边剪刃间的距离。

1．3滚切式剪切机

    滚切式剪切机是在斜刃铡刀剪的基础上，将上剪刃做成圆弧形，如图1(c)所示。呈弧形的上刀刃在剪切时相对于平直的下刀刃作滚动。此时，在整个剪切范围内刀片重叠量不变，剪切变形区小，被剪切板材不易弯曲变形，毛刺少，剪切质量高。并且，滚切式剪切机运动的上刀片与被剪板材之间只产生很小的相对运动，刀片磨损较小。

2    滚切剪的分类及剪切原理

    滚切式剪切机自20世纪70年代应用于生产后，得到了一定的发展。这种剪切机剪切板材的切口光滑、板材无变形、切边平直度高、能耗小、寿命长、产量高，特别适合于中厚板的切边(滚切式双边剪)、切定尺(滚切式定尺剪)和纵向切分(滚切式剖分剪)。

    目前，滚切剪有两种型式，一是双边剪用的三轴三偏心型式或定尺剪和剖分剪用的两轴两偏心型式。另一种为双边剪用的一轴三偏心型式或定尺剪和剖分剪用的一轴两偏心型式。两者的原理相同，仅结构型式不同，并各有特点。其主要区别在主传动型式上，前者为圆柱齿轮传动，后者为蜗轮蜗杆传动。

    滚切剪的剪切原理见图2。由于两根左右曲柄轴之间存在相位差，左右曲柄轴由电机经减速机同步传动而带动连杆，使上刀架在导向杆的作用下实现滚切式剪切的过程。

3  滚切剪的优点

    (1)滚切剪的上刀片是以半径为R的圆弧组成，在剪切过程中，沿钢板剪切方向上下刀片的重叠量不变，在上下刀片开口度相同的条件下，斜刃剪的上刀行程比滚切剪上刀行程大30％～40％。滚切剪的偏心半径小，在剪切力一定时，剪切力矩小。

    (2)滚切剪的上刀行程小，对被剪切钢板的压弯变形小，避免了钢板端部和棱边的弯曲，剪切质量好。

    (3)滚切剪的剪切次数可达24次／min，最高可达到30次／min，剪切效率高。

    (4)滚切剪有快速换剪刃装置，换刀时间只需30min。

    (5)滚切剪有上下剪刃间隙调整装置，上下剪刃的间隙可根据钢板厚度进行调整，间隙调整精度高，速度快，并用切口干净毛刺少。

    (6)滚切剪剪切板材的厚度最大可达到50mm，而圆盘剪和斜刃剪的剪切板材厚度最大只能达到25mm和40mm。

    (7)滚切剪剪切机组采用计算机控制，钢板运送和长度测量由夹送辊和测长辊或激光测长装置组成，定尺系统精度高，使用维修方便。

4   滚切剪的主要技术性能

4．1  滚切式双边剪的主要技术性能

    意大利达涅利公司正在为我厂设计制造的三轴三偏心式滚切式双边剪，主要技术性能见表1。

4．2滚切式定尺剪的主要技术性能

    中国二重正在为我厂设计制造的二轴二偏心式滚切式定尺剪主要技术性能见表2。

5  滚切剪在国内中厚板厂的应用

    通过对国内部分中厚板厂的考察，剪切线还在使用斜刃剪和圆盘剪的中厚板厂有待于进行改造或准备进行改造，而新建或在建的中厚板厂多数采用了滚切剪，切边以滚切式双边剪为主，头尾、定尺及分段横切采用滚切式定尺剪。

6结束语

    滚切式剪切机取代斜刃剪和圆盘剪已成为国际上中厚板厂技术改造和新建的发展趋势。国产滚切式定尺剪设计制造技术正在不断提高，主要技术性能和剪切质量已基本上达到国际同类设备水平，完全可以替代进口以满足中厚板厂生产的需要。滚切式双边剪由于机构复杂、自动化程度高，电气元件、自动控制精度和可靠性技术等方面与国外还有差距，目前国内还不能完全自行设计及制造。中国二重2001年为济钢厚板厂自主开发设计的我国第一台三轴三偏心式滚切式双边剪，受技术等因素的制约，在调试和正常生产过程中均不同程度的出现了钢板跑偏等问题。虽然滚切式双边剪国产化还需等待，但由于滚切式剪切机的剪切方式彻底改变了斜刃剪的剪切形式，有着斜刃剪和圆盘剪不可比的优势，因此将会应用到越来越多的中厚板生产厂。