热锯机
热锯机 |
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利用热能进行切割的一种技术。热锯机是热轧车间重要的辅助设备,热锯机设计的优劣直接影响锯切钢材的质量。
热锯机是热轧车间里用得最多的设备,它一般装设在轧钢机后面的生产线上,在高温状态下锯切异型断面轧件,
用于单根或整束轧件的切头、切尾和切定尺长度。它的主要优点是锯切断面平整,与剪切机比较,
金属没有被强行塑性拉断的部分,特别是型钢的薄翼缘或腹壁不容易被压坏,因而轧件切口处精度较高。
中文名热锯机
外文名Hot sawing machine
简 介热锯机是广泛用于冶金厂
组 成热锯机主要由主传动主传动机构主传动方案主要有两种方案
应 用锯切异型断面轧件
目录
简介
热锯机是广泛用于冶金厂型钢,尤其是异型断面型钢轧制生产线上的一种切断设备,一般被安装在轧机后面的生产线上。它的主要作用是将轧机
轧制出来的轧件切头、切尾和切定尺。与其他切断设备比较,热锯机具有设备简单、重量轻、生产效率高的优点。在很多情况下,
整个轧钢车间的生产量常因热锯机生产能力的限制而受到影响。热锯机的主要机构有三部分:锯片传动机构、锯片送进机构和调整定尺的锯机横移机构。
组成
热锯机主要由主传动、进给运动和横移运动三部分组成。其中主传动采用交流电机直接驱动锯片;
进给运动直流电机直接驱动并采用四连杆式;横移运动采用夹轨器横移机构。
主传动机构
主传动方案主要有两种方式:电动机直接传动和间接传动。用电机直接传动因其传动效率高,空载能耗少,大型热锯机都用这种方式。但是为了防止电动机工作
时受热态轧件的热辐射影响,所以必须加设水冷保护罩等防护措施,而采用皮带传动,由于电动机受热轧件较远,受热轧件的热辐射影响较小,不用采用专门的防护措施。
进锯机构
为了保证锯口质量,应要求进锯平稳,速度能够调整,锯切压力变化不大,轨迹是直线纯平动锯切,并且锯切不能使轧件发生弯曲,不能有摆动等影响锯切质量的动作产生。
典型的送进传动方式有曲柄—摇杆式和齿轮齿条式两种。前者解决锯切是锯片震动和滑道磨檫的问题,而且锯切质量好,生产效率高,工作性能好,所以这里采用四连杆式送进机构。
横移机构
热锯机的横向定尺方式有导轨滑板式和滚轮走行式两种。滑板式由于齿条是敞开的,极易被油泥、铁屑塞满,不易被清除,造成横移困难。
而滑动式的下部安有四个滚轮,远离锯片的两个走行轮是主动轮,由电动机经减速机驱动。为防止进锯时锯机在轨道上窜动,
靠近轨道侧的两个行走轮设有外缘,远离轨道的两个行走轮为平轮,以便于进锯机受热膨胀后,用来减少轮子窜动。
分类
热锯机的类型很多,按送锯方式来划分,可以分为:摆式热锯机、杠杆式热锯机、固定式热锯机、滑座式热锯机及四连杆式热锯机。
摆式热锯机结构简单,重量轻,占地面积小,但锯机的行程有限,振动大,故现在已经很少使用。
杠杆式热锯机结构简单,重量轻,占地面积小,操作方便,但这种锯的生产率低,故一般用于锯切小型钢材和取样。
固定式热锯机结构简单,重量轻,事故少,生产率高。但在锯切质量上存在一定的问题,主要是轧件的“斜头’’、“扁角’’和“弯头"较严重。
这种锯机的另一个缺点是不能用于多台锯机联合锯切,所以,装设两台锯机比较困难(只能另布置一条作业线)。
滑座式热锯机,无论是滑动送进还是车轮送进,其设备重量都较大。四连杆式热锯机,它的设备重量比滑座式热锯机轻。它主要由锯切机构、进锯机构和横
移机构三部分组成。它的进锯机构是四连杆机构,通过合理的选择每个杆的尺寸,可以保证锯片基本上是水平移动。曲柄的下端有与它做成一体的扇型平衡重,
以平衡可动系统的重量,降低送进电动机的能耗。四连杆式热锯机具有行程大、摩擦小、平稳可靠等优点,使用效果较好,多用于大型或轨梁轧钢车间。
降噪措施
一、锯片上开槽开孔降噪设计在锯片上刻槽和应力释放孔,可以极大地降低声辐射,但却会影响锯片的机械强度,因此在设计时必须两者兼顾,
在不影响强度的条件下最大限度地降低噪声。刻槽、钻孔应满足3个必备条件:
(1)保证锯片的机械强度,达到要求的工作效率;
(2)破坏锯片的几何对称性,切断声波的传播途径;
(3)满足现有的加工条件。
二、锯片上加阻尼及卡盘
设计了4种阻尼垫圈:橡胶型;橡胶塑料复合型;阻尼合金型;新型高阻尼系数材料。
考虑到烘烤和现场作业条件的限制,卡盘设计成外缘挡圈型,以防止阻尼垫在高速旋转时被抛出。
三、改变锯片本身的材料和结构
将圆盘锯的中间部分用铜合金来代替,即将锯片镶在铜合金上,但要使锯片有足够的径向工作长度,保证进刀量。这种铜合金是一种新型材料,
其阻尼远远大于钢,且其弹性模量也比钢大,因此可将噪声大大地降低。通过大量试验还证实了这种材料的机械性也很好,
因此圆盘锯的强度要求完全可以得到保证。其关键在于解决锯片与铜合金的镶嵌问题。
四、改防护罩为吸声隔声罩
热锯机本身安有防护罩,其用途是抑制冷却水和锯花飞溅,防止锯片破裂飞出。可将防护罩改为隔、吸声罩。材料的选择原则:
(1)要经受高速水的长期冲刷;
(2)能耐受一定的温度;
(3)防止被切割时产生的铁粉堵塞。
常用吸声材料有矿渣棉、细金属丝绵、石棉。矿棉和石棉的机械强度低,经受不住高速水的长期冲刷且孔隙充水后吸声功能减弱,
而细金属丝棉吸声系数又较低,所以都不宜采用。因此选择微穿孔板吸声结构。微穿孔吸声防护罩的设计主要考虑以下参数:材料、厚度、
孔径、穿孔率、腔深,吸声罩与锯片两侧间隙的大小,吸声罩与锯片周边间隙的大小等。
锯片寿命影响因素
锯片的使用寿命不仅与锯片本身的材质和齿形有关,还与锯机的锯片的圆周线速度、锯片的进给速度、锯片冷却水等工艺参数以及锯机的稳定性有关。
(1)锯片的圆周线速度为了提高生产率和减少锯片的轴向震动.锯片的圆周线速度最好大于100m/s。但是锯片的圆周线速度过大,由离心力引起的锯片
内的拉应力也越大,可能导致锯片轴孔破裂。目前国内金属锯片的材料一般为弹簧钢.根据弹簧钢强度的限制锯片的圆周线速
度不应超过140m/s。因此,锯片的圆周线速度一般在100~140m/s之间。
(2)锯片的进给速度进锯速度是影响锯片寿命最主要的因素。为了提高锯机的生产率,生产时希望进锯速度越快越好。但进锯速度越快,
锯片磨损速度急剧加快。锯切同规格轧件时的进给速度越大,锯片磨损越快;对于不同规格轧件,规格越小,磨损越慢,相应的进给速度可以加大。
所以.生产时应根据型钢断面大小对进给速度进行调整.反映到控制上就是锯片进给速度随电机负荷变化自动调整。为了解决生产节奏和锯片磨损对
进给速度要求的矛盾,采用未接触轧件时快速进锯、低速锯切、高速返回的控制模式。在低速锯切阶段.不同规格型钢的进给速度也是可调的.
因此应该用比例换向阀代替普通换向阀来调整不同的进给速度。所锯切的型钢温度越高,锯切时的进给速度应该越快些。最理想的状况是在液压
系统增加压力传感器,这样在锯切过程中锯片的进给速度会随着所受的压力的变化而变化,从而实现锯片达到最佳使用寿命。
(3)锯片冷却水锯片的冷却也是影响锯切使用寿命的主要因索之一。锯切时,锯齿间的锯屑如果不能及时清理会造成“糊齿”现象,
大大降低锯片使用寿命。从现场实际悄况来看,锯片冷却水的压力在10MPa时的锯片使用寿命比0.5MPa时的寿命延长一倍多。
(4)锯机的稳定性从现场看,固定锯的锯片寿命远远大于移动锯的寿命。那是因为移动锯的稳定性比固定锯差,在锯切过程中锯片振摆使其两侧面与被轧件
接触产生摩擦损耗的功率多,锯齿磨损更严重,锯片寿命也就降低了。所以锯机结构设计越合理,其稳定性越好,锯片使用寿命越长。[1]