圆盘剪剪切机理分析及应用探讨
圆盘割刀的工作原理
圆盘割刀的工作原理
圆盘割刀是一种常见的工业切割工具，常用于金属、木材、塑料等材料的切割。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 主要构造：圆盘割刀由一片圆盘状的切割工具组成，通常由金属材料制成，具有较高的硬度和耐磨性。
2. 转速调节：圆盘割刀通过搭载在电动或燃气驱动的割切机上，通过变速器或调速器调整切割工具的转速。
3. 切割力：切割过程中，圆盘割刀以高速旋转，通过切割工具的锋利边缘对待切割物体施加切割力。
4. 热量产生：圆盘割刀的运动过程中，摩擦与冲击产生较高的温度，从而使切割物体局部受热，软化或熔化切割物质。
5. 物体分离：切割工具对待切割物体施加足够的切割力和热量后，切割物质可被切割工具逐渐削去或分离，达到切割目的。
总结起来，圆盘割刀通过高速旋转产生的切割力和热量，对切割物体进行削减、分离，实现对材料的切割。
不同类型的圆盘割刀适用于不同的材料和切割要求。
冷轧连退线圆盘剪自动控制与优化
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冷 礼迤 退线 园盘剪 自动控 制与 优 丫 匕
河钢唐 钢信 息 自动化 部
冷 轧连 退 生产 线 的 出 口区域都 会 装备 了一 套 圆盘 剪设 备 。连退 生产 线 钢 带切 边是 非 常重 要 的生产 环节 ，它会 直接 决 定连 退线 出 Ｅ １ 产 品 的质量 ，如果 设备 运 行不 稳 定或操 作 不 当还会 影 响整 条生 产线 的节奏 及产 量 。本 文着 重 介绍 了连 退线 圆 盘剪 的剪 切 原理 、控 制方 案及 做 的重 要优 化 。
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小时则 降低调整 电机 的速度 以实 现精确 定位 。变频 电机 的控制系 统也 配 有测量 电机转 速的速 度编码器 ，这样作 为调整执 行机构 的 电机 就在 位 置和速度 双闭环的模 式下运行 ，实现精 确定位 。 ２＿ ２ 自动换 边控 制 自动换 刀 功 能 由３ 个顺 序 控 制 实现 ，程 序编 译 在 出 口顺 控 Ｐ Ｌ Ｃ 内。当操 作 工给 出换 刀指 令 时 ，圆盘 剪各 个 设备按 以下顺 序执 行 ： 首 先将 工作位 的重叠 量 完全 打开 ，然 后 圆盘剪 机 架 向外移 出到最 大 位置 ，到位 后 机架 锁紧 销 打开 ，旋 转 台开 始 做 １ ８ ０ 。 旋 转 ，备用 侧 与 工作 侧转 换 完成 后锁 紧销 关 闭 ，机架 移入 到 设定 宽度 ， 到位 后调 整 剪缝 至设 定值 ，生 产 线启 动 。
Ｔ Ｑ为 电机 的总转 矩输 出 ； Ｔ 为 电机 转矩 的 比例 部分 ； Ｔ ， 为 电机转 矩 的积分 部分 。 当存 在速 度 偏 差 △时 ，Ｔ ＝ ＡＶ＊ Ｐ ，Ｔ ＝，ＡＶ （ ｔ ）ｄ ｔ ，根 据公 式 可 得 出Ｔ Ｐ 常 量 ，而Ｔ ， 会 随着 时 间ｔ 的 增加 而 累 计 ，这 就 会 导致 Ｔ Ｑ 累计增 大 。从 而 引发 电机 过 电流或 者定 子 温度 过高 。软 化控 制 就是 弱 化 △Ｖ 对 电机转 矩 输 出 的影 响。这 就 用 到 了速度 设 定 中 的领 一个 参 数Ｐ １ １ ６ ０ 。参 数编 程如 下 ：
圆剪切原理
圆剪切原理
圆剪切原理是一种用于切割材料的常用方法。
它主要利用了圆形刀具的旋转运动和与被切割材料的相互作用来实现切割的目的。
在圆剪切过程中，刀具通常是一个圆形刀盘，其边缘上有一系列的刀刃。
被切割的材料放置在刀盘的下方，并在切割时被紧紧夹住以确保切割的准确性。
当刀盘旋转时，刀刃与材料之间会产生剪切力。
由于刀刃的锋利度和高速旋转，剪切力会迅速分割材料，形成所需的切割边缘。
圆剪切原理的重要性在于它适用于各种材料，包括金属、纸张、塑料等。
此外，圆剪切还可以实现高效的批量生产，提高生产效率。
然而，在使用圆剪切进行切割时，也需要注意一些问题。
例如，刀刃的锐利度会随着使用时间的增加而变钝，导致切割品质下降。
此外，切割速度过快可能会导致材料变形或切割边缘不光滑。
因此，在进行圆剪切时，需要定期检查刀刃的状况，并进行必要的更换。
同时，也需要根据不同材料的特性和要求来调整切割速度，以获得最佳的切割效果。
总之，圆剪切原理是一种常用的切割方法，它能够快速而准确
地完成切割任务。
但同时也需要注意刀刃的状况和切割速度的调整，以确保切割质量和效率的提高。
圆盘剪的剪切原理及剪切缺陷分析
圆盘剪的剪切原理及剪切缺陷分析发布时间：2021-12-10T07:26:58.021Z 来源：《防护工程》2021年25期作者：马斌[导读] 同时，消除了上游原材料的边缘缺陷，避免了产品质量下降，为下游生产线提供了安全保障。
南京钢铁股份有限公司江苏南京 210000摘要：圆盘剪又称切边剪，是带材和板材生产线的关键设备之一。
其主要功能是通过精确控制钢板宽度，满足客户对产品宽度的严格要求。
同时，消除了上游原材料的边缘缺陷，避免了产品质量下降，为下游生产线提供了安全保障。
关键词：圆盘剪；剪切；缺陷圆盘剪是生产板材的主要设备，用于剪切带钢边缘缺陷，保证全带钢宽度的一致性，提高带钢宽度精度，广泛应用于推拉酸洗装置、连续酸洗装置、酸洗-轧机联合装置、精整装置、重卷装置，是生产带材的重要设备。
同时，剪切机是轧机最重要的辅助设备之一，也是金属材料切割的机械设备。
圆盘剪近年来已广泛应用于中厚板剪切生产中，具有划痕小、剪切质量好、磨损小等优点，能保证钢板平整度及断面光滑。
1圆盘剪概述圆盘剪全称是圆盘式剪切机，当圆盘被剪切时，剪刃和轧件以相同速度运动，并经历连续的圆周运动，形成一对无端点剪切。
其一般放置在带材和板材剪切线上，对运动板材或带材两侧边缘进行纵向剪切，使剪后带钢或板材边缘准确、干净、无毛刺。
按用途分为切边剪和分条剪；根据传动形式，有拉剪和动力剪。
拉剪是由后拉力辊或卷取机拉动的无传动圆盘剪。
动力剪有自己的传动装置，其中一些还配有离合器。
使用拉剪时，离合器可根据情况打开。
2圆盘剪的剪切原理圆盘剪由上下两片圆形刀片组成，用于剪切钢板边缘，两片刀片垂直排列，有一定形式的错位，使上下刀片形成一定程度的重叠量及侧间隙。
钢板边缘进入圆盘剪接触剪刃后，刀片向带钢施加剪切力，刀盘旋转，剪刃刃口间距减小，带钢开始逐渐变形，先弹性变形，再塑性变形，当变形量累积到一定程度时，剪裂产生并进一步扩展，废边与整个钢板分离，完成整个剪切过程，基本上包括以下四个连续阶段。
螺旋焊管生产用圆盘剪的剪切质量分析
螺旋焊管生产用圆盘剪的剪切质量分析0 引言圆盘剪是用来进行纵向连续剪切带材的剪断机，也是螺旋焊管机组和纵剪机组中钢带工作宽度定尺的设备。
由于这种剪断机的剪刃是圆盘形的，所以称为圆盘剪。
它除了确定钢带宽度精定尺外，还起到消除或减少钢带轧制过程中所形成的月牙弯（俗称镰刀弯）的作用。
圆盘剪自身不带传动装置，而是靠递送机进行拉力剪切。
圆盘剪的工作部分，是由上剪刃与下剪刃形成的一对剪刃口来完成钢带剪切。
根据剪切需要可采用一对多对剪刃。
螺旋埋弧焊管机组一般采用两对剪刃剪切钢带边缘，纵剪机组则采用一对或多对剪刃进行纵剪钢带。
在制管行业中，虽然圆盘剪的结构、外形、尺寸各有差异，但剪切原理和用途是相同的，影响剪切质量的因素也是相同的。
探讨剪切质量的主要目的，在于提高钢带的剪切质量，提高生产率，降低生产成本。
同时也为日常生产和维修工作中，安装和调试剪刃、分析和判断故障提供依据。
1 螺旋焊管用圆盘剪剪切钢带过程分析螺旋焊管用圆盘剪剪切钢带的过程包括以下四个连续阶段。
（1）挤压阶段（又称弹性变形阶段）：钢带在动力机（递送机）张力牵引下，进入上、下剪刃所形成的刃口，剪刃开始挤压钢带，钢带产生弹性压缩弯曲。
这一阶段钢带内的应力还没有超过弹性极限。
（2）滑移阶段（又称塑性变形阶段）：剪刃继续挤压钢带，钢带内部产生的应力达到屈服点，晶界移滑。
特别是当剪刃间隙大的时候，钢带纤维的弯曲和拉伸也就越大，在这一阶段的后期，靠近刃口的应力与带钢的剪切应力相等。
（3）剪裂阶段：剪刃继续挤压钢带，刃口处钢带内应力超过了分子间的结合力，这时钢带沿着滑移面方向产生裂纹。
理想的裂纹应是上、下刃口的连线，但由于上、下剪刃有间隙，所以理想的裂纹是很难存在的。
也就是说，剪切的带钢边都存在或大或小的毛刺，而毛刺的大小由裂纹起始点的位置来决定。
（4）分离阶段：剪刃继续挤压带钢，裂纹发展为裂缝。
剪断的板条，由于受到上剪刃外侧摩擦力的作用而向上翘曲脱离钢带。
钢带则在牵引力的作用下，继续向前运行，从而完成剪切全过程。
圆盘剪工作原理
圆盘剪工作原理
圆盘剪是一种常见的金属加工工具，其主要工作原理是通过切削和挤压将金属材料切割成所需要的形状。
下面将详细介绍圆盘剪的工作原理。
圆盘剪主要由一个圆盘刀片和一个转动的平台组成。
在工作时，圆盘刀片会以高速旋转，而平台则用来固定和支撑待加工的金属材料。
当金属材料被放置在平台上后，操作者会通过控制装置将圆盘刀片向下压至金属材料上方。
此时，圆盘刀片与金属材料之间会形成一个剪切区域。
在剪切过程中，圆盘刀片以高速旋转，同时向下施加压力。
由于圆盘刀片上有多个锋利的切削齿，它们能够将金属材料切割成所需的形状。
同时，圆盘刀片的旋转也会产生一定的侧向力，将金属材料向两侧挤压，使得切割更加顺利。
在切割过程中，由于金属材料的硬度和厚度不同，圆盘刀片需要不断调整切削角度和施加的压力。
通常情况下，对于较硬的金属材料，需要较大的切削力和较小的切削角度；而对于较薄的金属材料，则需要较小的切削力和较大的切削角度。
此外，为了避免金属材料在切割过程中产生变形或损坏，通常会在金属材料与圆盘刀片之间加入润滑剂。
润滑剂的作用是降低切削力和摩擦，使切削更加顺畅。
总的来说，圆盘剪通过切削和挤压的作用将金属材料切割成所需要的形状。
其工作原理简单而有效，被广泛应用于金属加工行业中。
圆盘剪
酸洗机组圆盘剪调整工艺一、圆盘剪的功能采用一定的剪切工艺对带钢的边部进行剪切，消除热轧钢带的边部缺陷，和满足用户的需求。
二、主要技术性能剪切速度：30～180m/min刀片直径： 350~400 mm刀头开口度： 700～1350 mm刀片厚度： 35~ 40 mm刀片材质： 6CrW2Si刀轴材质： 42CrMo切边量： Min 5mm且大于1.5倍带钢厚度；Max 35mm (单边)剪切带钢厚度： 1.5~ 5mm刀片重叠量调整精度： ±0.2mm刀片侧隙调整精度： ±0.1mm三、圆盘剪的剪切机理圆盘剪由上下错位的、垂直的两片圆形刀片组合而成，调取一定的间隙及重叠量对通过两刀片之间的带钢进行剪切。
带钢通过两刀片之间时，刀片给带钢施以一定的剪切力，使带钢与刀片接触区域产生变形，随着咬入深度的增加，带钢的变形量也随之增加，当变形量达到一定程度时（一般为带钢厚度的1/4~3/4），受压的部分就从原板上断裂。
下刀片装在内侧主要起支撑作用，上刀片装在外侧主要起剪切作用。
上刀片机组中钢带心线边丝下刀片四、剪切不良的常见缺陷及成因分析1. 毛刺1.1原因毛刺的根本原因是刀片自身的平面度、上下刀片的相对平行度及刀片平面与剪切后钢带边缘的平行度存在偏差所至，导致上刀片与带钢边缘进行二次剪切；常见原因为刀片承担剪切面的边缘有缺口、烧伤或粘结、装刀时刀片侧面粘有异物、或者刀片修磨后未作消磁处理，导致刃口部位粘上铁屑。
1.2对策对各规格带钢剪切时按照正确的调整工艺进行调整；为了减少刀片自身的平面度、上下刀片的相对平行度偏差所带来的影响调整时可适当的将刀片的间隙放大，使剪切后钢带的横截面成倒梯形，以减少二次剪切面积；安装时保证刀片平面与机组中心线的平行度，同时使刀片出口侧的间距略大于入口侧的间距（0～1mm）；及时更换刀片后作业；保证新刀片及修磨后刀片的精度，对修磨后的刀片作消磁处理。
2. 剪切不断2.1原因剪切不断的根本原因是刀片的间隙过大或重叠量过小；常见原因为刀片崩刃、刀片过钝、刀片的内孔过大导致剪切时重叠量的波动较大、压靠盘的直径与刀片直径的匹配不合理。
圆盘剪剪切原理探讨及剪切力计算分析
线 中 ，圆盘滚剪单机前后各配备了活套、两套纠偏装 置辊（其 中 一 套为高精度纠偏辊）、月 牙 剪 、张 力 辊 、 去毛刺单机以及废边碎边剪或废边回收收卷机。
1 滚剪剪切原理过程
( 1)带材的剪切变形过程包括了带材的弹性变 形 、塑性变形、断 裂 裂 纹 扩 展 和 带 材 断 裂 等 过 程 [2]， 带材剪切过程如图2 所示。在滚剪初始，带材表面受 到上下圆盘滚刀的挤压而发生弹性变形，随着挤压力 的 增 大 ，带 材 产 生 弹 性 压 扁 并 带 有 略 微 弯 曲 ，形成塌 角 [3]，如 图 2 (a)所 示 ；当带材移动的时候，上 、下圆盘 滚刀对带材的挤压力将达到带材的屈服极限时，带材 内部发生塑性变形，带材内部晶粒发生滑移过程，从 而得到带材本质光亮的切断层，如 图 2 (b )所 示 ；随着 带材剪切点水平向上下圆盘滚刀中心点的不断移动， 上下圆盘刀不断深入到带材内部，带材在刃口处因应 力集中而诱发产生微小裂纹，如 图 2 (c )所示;若上下 圆盘滚刀的轴向侧间隙大于零，由上下滚刀切刃的剪 切力对带材形成弯曲力矩，在此弯曲力矩的作用下， 带材在刃口上下微小裂纹迅速扩展，直 至 带 材 断 开 ， 形成撕裂断面，如 图 2 (d )所示;之后带材在经过上下 剪 刃 的 过 程 时 ，也 是 断 裂 面 上 下 突 起 被 圆 盘 刀 刃 压 平
the shear stress of disc shear is helpful to designing reasonable structure of disc shear is analyzed. According to the character
isticshe shear force calculating formula that is closer to the actual situation is derived. It
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圆盘剪剪切机理分析及应用探讨
摘要圆盘剪是酸洗机组上的关键设备之一，其主要作用是通过对带钢设定宽度的精确剪切并控制边部缺陷，为轧机的轧制提供一定的保障。
切边质量的好坏直接影响产品的质量等级、产量，甚至产品的报废。
因此，本文分析了圆盘剪剪切机理及应用。
关键词切边；圆盘剪；边部质量
1 圆盘剪的剪切机理分析
圆盘剪剪切钢板时，刀盘以相等于带钢运动速度做圆周运动，形成一对无端点的剪刃。
板带剪切过程是上下刀的刃口距离随着刀盘不断转动逐渐减小，中间的板带被刀片不断地切入，使板带材料发生变形，最终被完全切断的过程[1]。
板带剪切过程可分为弹性变形、塑性变形和断裂分离3个阶段。
按现代金属物理学的观点，金属内部存在大量的位错，金属塑性变形的实质就是位错的运动，材料的屈服极限就是开动位错使之运动所需的临界应力值。
材料内部的位错数量越多，开动位错就越困难，屈服极限也就越高。
位错运动的结果是使位错数量增加、位错堆积，增加了进一步塑性变形的困难，因而材料的屈服极限提高。
当位错堆积、增加到一定程度时，如果继续加大应力值，则会在位错的堆积处产生裂纹，金属就会断裂分离。
弹性变形阶段，上、下刀盘与板带接触并挤压，板带产生弹性压缩且有穹弯，略有材料挤靠上、下刀盘侧面的趋势，随着刀盘的相互靠近，穹弯愈加严重，侧向间隙越大，穹弯越大，此时应力未超过材料的弹性极限，一旦上、下刀盘分离，则板带可恢复原形。
正是由于穹弯的存在，带钢经后两个阶段时将会有反弹而挤压摩擦刀盘，对其边部造成一定的不利条件，如图1（a）示意。
塑性变形阶段，随着上、下刀盘的靠近，板带变形达到材料的屈服极限，部分材料被刀盘侧面挤压，产生塑性变形，得到光亮的剪切断面，由于侧向间隙的存在，塑性变形的同时还伴有材料的弯曲和拉伸，剪切继续进行，材料内应力不断增大，在刃口处由于应力集中，此处的最大内应力超过材料的断裂极限，开始出现微小裂纹，如图1（b）所示。
断裂分离阶段，随着上、下刀盘切入材料的深入，刃口处的裂纹不断向材料内部扩展，在侧隙合理时，上下裂纹最终将相互对接，材料随即断开，得到带钢的剪切断面。
断裂后的边部在穹弯作用下反弹。
剪切断面如图1（c）所示。
2 剪切质量的探讨及应用
2.1 弹性阶段的穹弯问题
穹弯在切断带钢后将出现一定程度的反弹，原本带钢在塑性变形时由刀盘剪切滑移所得的断面非常光滑，而反弹后的光滑面会出现二次与刀盘接触摩擦，所以在图1（b）、（c）中表示的切断区出现层层竖状条纹，实际切断条纹如图2（b）所示。
图2（a）中所示的横向灰白相间的沟壑纹路为带钢塑性变形硬化后经穹弯作用反弹接触刀盘，二次与刀盘摩擦硬化所致，对于轧制非常不利。
断面条纹和不规则断裂边界组成了轧后的带钢边部效果，如图2（b）所示，超限轧后带钢边部变成坑点状裂边。
此情况也是引起剪刃崩刃的原因之一，为消除二次加工硬化问题，首先将剪刃布置为八字，使剪切后的刀片让出反弹空间。
八字调整方案为单侧约2mm/1000mm左右，视设备安装精度关系略有偏差，剪刃布置如图3所示。
2.2 塑性、断裂阶段的问题
带钢的塑性变形过程是金属内部开动位错的过程。
此过程与刀盘的侧隙有相应的联系，当刀盘侧隙值大时，上下刀盘间的金属内部位错累积偏多，带钢的屈服强度也相应偏高，剪刃对带钢材质的加工硬化程度也偏高，带钢塑性降低，在轧制过程中更容易出现裂边。
故在侧隙允许范围内，侧隙应选偏小值。
2.3 带钢本身软硬程度的影响
由于原材料带钢材质的软硬程度会有偏差，造成其各个阶段的变形程度也不一样，材质偏硬的带钢其剪刃侧隙应适当放大一些，材质偏软则侧隙减小。
大的侧隙可以使撕裂层相对较厚，其强度更接近母材本身，受加工硬化的程度将变小。
2.4 外界条件的影响
除去剪切的因素，还存在外部条件的影响，例纠偏系统、板形等。
带钢本身大的浪边、镰刀弯等，会使纠偏机构的偏转加大，尤其是在纠偏过程中对于带钢的左右偏转会对剪刃施加一个交变的横向作用力，容易使剪刃崩刃。
纠偏系统的灵敏程度也会对带钢剪切造成影响。
正常情况下纠偏机构使得帶钢处于圆盘剪中位进入剪切，当带钢停止运动时，纠偏系统不再有纠偏动作且带钢刚好处于中位。
此时若系统过于灵敏，即使带钢保持中位不动，纠偏系统仍为不停地左右抖动状态，则会造成切断裂纹更加无序扩散、剪刃承受更复杂的交变作用力，其后果就是剪切断面更加不平，存在沟壑，甚至剪刃崩刃。
3 结束语
对剪切过程的机理进行分析，总结了剪切过程中各种不利因素，简述了各因素与剪刃侧隙的变化关系，探讨了应对措施，应用效果良好。
参考文献
[1] 陈东文，黄贞益，郝震宇，等.圆盘剪剪切工艺优化研究[J].轧钢，2015，
32（2）：90.。