王 刚

（宝武集团鄂城钢铁轧材厂，湖北 鄂州 436000）

近年来，随着国家钢铁产业的不断发展，对轧钢质量的要求也越来越高。冷剪是棒材生产线上必不可少的设备。在连续切割线上，由于对冷剪定位控制的实时性和准确性有很高的要求，因此通常通过变频器或直流调速装置进行控制。对于使用施胶机完成棒组长度定位的生产线，由于在切割前必须将棒组完全停在辊道上，因此冷剪定位控制的实时性和准确性不是很高。对于交流电动机，请考虑使用软启动器进行控制，从而大大减少了设备投资。

冷剪它主要用于棒材成品的定尺剪切，其传动是由电机带动高速轴组件，高速轴配有制动器、离合器、飞轮，高速轴通过齿轮组带动曲轴、滑块装置，实现剪切动作，而高速轴组件上的气动离合器、制动器通过气动控制系统实现它们的交互动作来控制冷剪剪切工作的启停，因此冷剪制动器、离合器气动控制系统的合理性对冷剪的正常稳定运行是很关键的。

1 存在的问题及分析过程

冷剪具有两种结构：一种是固定成品后的冷剪，另一种是成品移动过程中的飞剪。固定剪的规格有350t，650t，850t等。我厂设计使用650t固定冷剪（见图1）。切割动作是固定下刀架，并下切上刀架。上刀架由曲柄摇杆结构驱动；冷剪主轴配有飞轮。冷剪电动机选择Y3-315L2-6、132kW，990r/min。电机正常旋转，主轴的旋转由气动离合器和气动制动器控制，以控制冷剪的切割动作。冷剪装置的基本工作原理是：电动机带动减速机运转，t0～t1期间曲轴由高变低，曲轴带动剪切刀片通过连杆箱向下运动，完成棒料的切割。；在t1～t2范围内，曲轴从低位置移动到高位置，曲轴将切削刀片提起穿过曲轴的上盖，从而完成了冷剪切循环的整个过程。

图1 650t固定式冷剪

650T的冷剪在使用过程中出现制动器离合器温度高、摩擦片使用寿命仅30天左右、维护工作量大等问题，现象初期怀疑是制动器、离合器间隙调整不当或者气压偏低，经过检查排除了以上原因，之后对制动器离合器气动控制系统原理并结合现场情况进行分析，发现现有气动控制系统原理（图2）存在缺陷，由于制动器和离合器采用同一个二位五通电磁换向阀控制交互动作，当冷剪在停止位时（图3接近开关JK信号来），剪刃在最高位，二位五通电磁换向阀处于常态不得电，制动器通气夹紧，离合器未通气松开。开始剪切时二位五通电磁换向阀DT得电，制动器断气松开同时离合器通气夹紧，飞轮随之带动高速轴转动，通过齿轮组带动曲轴运转，从而实现剪切动作，当曲轴继续运动到接近开关JK 处时（冷剪停止位），换向阀DT失电，离合器断气松开同时制动器通气夹紧，高速轴随之制动，停止剪切动作。在这个动作过程中存在以下缺陷：由于制动器和离合器采用同一个二位五通电磁换向阀控制交互动作，制动器和离合器的动作几乎是同时的，存在制动器和离合器同时夹紧的情况，这时摩擦片会急剧磨损并产生大量的热量；曲轴一直运动到接近开关JK 处时（冷剪停止位）制动器夹紧，但同时离合器才松开，此时主动惯量大，摩擦片加剧磨损，发热大。

图2 气动控制系统原理

图3 冷剪在停止位时接近开关JK信号

图4 优化制动器离合器气动控制系统

图5 增加一个接近开关JK2

2 改进措施

针对以上问题，优化制动器离合器气动控制系统采用两个串联的二位五通电磁换向阀分别控制制动器离合器交互动作（图4），同时在曲轴的剪刃最下位增加一个接近开关JK2（图5），当冷剪在停止位时（接近开关JK1信号来），剪刃在最高位，二位五通电磁换向阀1、阀2处于常态不得电，制动器通气夹紧，二位五通电磁换向阀2未送气，离合器松开。开始剪切时二位五通电磁换向阀DT1得电，制动器断气松开，同时向电磁换向阀2送气，延时1秒后电磁换向阀DT2得电离合器通气夹紧，飞轮随之带动高速轴转动，通过齿轮组带动曲轴运转，从而连杆滑块实现剪切动作，当曲轴运动到接近开关JK 2处时（剪刃最下位），换向阀DT2失电，离合器断气松开，滑块依靠惯性上升，曲轴一直运动到接近开关JK 1处时制动器夹紧，高速轴随之制动，停止剪切动作。由于采取了两个串联的二位五通电磁换向阀分别控制制动器离合器和延时控制的两种方法，完全消除了原来制动器和离合器同时夹紧的情况，而且滑块在剪切后离合器马上松开，然后只是依靠惯性上升回到冷剪停止位制动器夹紧，这时惯量小，发热少。

3 小结

经过一年多的运行，冷剪制动器、离合器温度正常，摩擦片的使用寿命也达到4个月左右，维护量减小，冷剪运行稳定高效，彻底解决了冷剪制动器离合器原有气动控制系统存在的问题。