一种碎边剪刀片重叠量的在线快速测量与调整方法
阅读说明：本技术 一种碎边剪刀片重叠量的在线快速测量与调整方法 (On-line rapid measurement and adjustment method for overlap amount of rag shear blades ) 是由 耿延好 王金华 苗旺 周海军 于 2020-06-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种碎边剪刀片重叠量的在线快速测量与调整方法,所述方法包括以下步骤：步骤1：机组停机,使碎边剪停止运转；步骤2：将碎边剪的开口度打到最佳位置；步骤3：旋转刀头至某一对刀片在剪切位置,并用剪切面平行位置标定块定位；步骤4：测量此对刀片重叠区域内玄长；步骤5：根据重叠区域内玄长计算重叠量,并做超差部分调整；步骤6：标定完成,机组开机；主要解决现有技术现有技术测量重叠量过程繁琐,精度差,耗时长,在实际生产过程中难以操作等问题,实现高效精确测量,以此来提高生产效率。(The invention relates to an on-line rapid measurement and adjustment method for the overlapping amount of a scrap chopper blade, which comprises the following steps: step 1: the machine set is stopped, so that the scrap chopper stops running; step 2: the opening degree of the scrap chopper is beaten to the optimal position; and step 3: rotating the cutter head to a certain pair of blades at a shearing position, and positioning by using a calibration block at a position parallel to the shearing surface; and 4, step 4: measuring the length of the gap in the overlapping area of the pair of blades; and 5: calculating the overlapping amount according to the length of the dark place in the overlapping area, and adjusting the out-of-tolerance part; step 6: after calibration is completed, the unit is started; the method mainly solves the problems that the prior art is complex in overlapping quantity measuring process, poor in precision, long in time consumption, difficult to operate in the actual production process and the like, and realizes efficient and accurate measurement, so that the production efficiency is improved.)
技术领域
本发明涉及一种测量与调整方法，具体涉及一种碎边剪刀片重叠量的在线快速测量与调整方法，属于冷轧机械技术领域。
背景技术
梅钢酸洗机组的碎边剪为日本三菱日立设计制造，由于机组生产来料厚度范围较大，最薄为1.8mm，最厚为8.0mm，其中还有部分厚料高强钢，近年还开发了10mm厚度的带钢酸洗规格，造成碎边剪剪切吨位数较低，碎边剪重叠量需要经常调整，刀片剪切吨位数为5000-6000吨，更换频繁。由于碎边剪本身结构特点，更换方式较为特殊，更换下线的刀头修复用工装调整组对刀头的侧隙，重叠量，现场更换刀头后刀片的侧隙发生变化，刀头更换后需要对间隙重新检测调整标定，碎边剪更换采用更换刀头方式，机座不动，而修复时用工装调整组对刀头的侧隙，重叠量，现场更换刀头后需要对间隙重新检测调整标定，两对刀头24把刀片，每次更换刀头及侧隙标定调整就需要2个小时。因为更换时间长，必然会导致机组的生产作业率，严重影响到机组产量。因此针对碎边剪运行方式优化与研究，在线快速测量碎边剪重叠量的方法十分有必要。
针对这一现状，技术人员进行了国内外相关技术的检索，目前常规的碎边剪重叠量测量采用内径千分尺检测，原先重叠量检查程序中需要先后拆卸上下刀头刀片，具体需要有8个如下步骤：
1)拆除要检测重叠量的某一对刀片上刀片；
2)将此对刀片旋转至剪切位置，用内径千分尺测量上刀片底座圆弧最低点到下刀片圆弧最高点的距离，测量值记为A1；
3)回装上刀片，拆除下刀片；
4)将此对刀片旋转至剪切位置，用内径千分尺测量下刀片底座圆弧最低点到上刀片圆弧最高点的距离，测量值记为A2；
5)拆除上刀片；
6)将此对刀片旋转至剪切位置，用内径千分尺测量上、下刀片底座圆弧最低点之间的距离，测量值记为B；
7)回装上下刀片；
8)计算重叠量数值：G＝A1+A2-B。
整个测量过程繁琐而复杂，且精确度不高。原有方法需要反复拆装刀片，用内径千分尺分别测量上刀片的最低点到下刀座最低点的距离(A1)、下刀片最高点到上刀座最高点的距离(A2)以及上刀座最高点到下刀座最低点的距离(B)三个数据，处于剪切位置时，测量空间狭小，不但测量耗时而且测量精度难以保证，测量一对刀片重叠量数值需要约60分钟。由于耗时较长，在线检测刀片重叠量严重影响到了机组的生产作业率。
为了消除原有检测技术所带来的系列不良影响，技术人员进行了进一步的探究，目的是达到简单、安全、可靠、高效的方法，以此来弥补常规检测方法上的技术缺陷。技术人员首先做了相应的机械方面测量工器具的改进，以此来缩短检测和调整时间，还相应改进了刀片的材质，进一步延长了刀片的使用寿命，效果明显但投入大。原先存在的由于设备所属区域空间狭小，施工难度也大，抢修不方便等诸多问题依然存在而明显。因此寻找一种既能保证刀片的安装尺寸精度，又能实现重叠量在现场快速检测的方法还是非常必要。
经过中国专利检索，检索到中国专利200520047084.0《可调节重叠量的碎边剪装置》，提供的可调节重叠量的碎边剪装置，当碎边剪在剪切不同规格的带钢时，在调整刀片间隙的同时，还能够线性的调节器重叠量。从而达到延长刀片使用寿命，减少更换次数，降低生产成本的目的，但未涉及到检测调整方法。
还有，中国专利201710392833.0《一种碎边剪的剪刃侧间隙标定方法》，该方法首先使带钢两侧的碎边剪停止运转，保证标定过程的安全性；将两个碎边剪分开到最大位置、并调整每对剪刃的侧间隙，保证测量的准确性；测量每对剪刃的侧间隙值，以侧间隙值最小的剪刃作为基准，并用a表示该侧间隙值；在其余剪刃的下面添加垫片、并使其侧间隙值等于a；将a在系统上进行标定。该标定方法与传统的取平均值或最小值的标定方法相比，保证了每对剪刃的侧间隙趋于同一值；并且，免去了侧间隙小于标定值时出现崩刃的现象、以及大于标定值时失去有效剪切能力的现象发生。但是，该方案所涉及的是刀片侧隙的标定和调整，其要解决的问题与与本发明技术不同，技术方案也不一样。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种碎边剪刀片重叠量的在线快速测量与调整方法，主要解决现有技术现有技术测量重叠量过程繁琐，精度差，耗时长，在实际生产过程中难以操作等问题，实现高效精确测量，以此来提高生产效率。检测一对刀片重叠量时间从原先的60分钟缩短到1分钟，且节省了人工成本。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种碎边剪刀片重叠量的在线快速测量与调整方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：机组停机，使碎边剪停止运转；
步骤2：将碎边剪的开口度打到最佳位置；
步骤3：旋转刀头至某一对刀片在剪切位置，并用剪切面平行位置标定块定位；
步骤4：测量此对刀片重叠区域内玄长；
步骤5：根据重叠区域内玄长计算重叠量,并做超差部分调整；
步骤6：标定完成，机组开机。通过优化碎边剪重叠量检测的各个环节，达到快速检测并及时判定重叠量是否符合设计要求，以及快速计算出重叠量偏差值，为刀片重叠量调整提供依据的目的，也为在线更换刀片提供必要的前提条件。
作为本发明的一种改进，所述的步骤2，开口度打到最佳位置，分为轧制过程中中有带钢和检修抽带过程中的无带钢，有带钢，开口度打至当前带钢的宽度+500mm,无带钢，开口度打至距离中心Min780mm。
作为本发明的一种改进，所述步骤3，剪切面平行位置标定块分为A(10)、B(11)两块，用于上、下剪刃(7)、(8)处于平行位置的标定；所述的标定块A(10)紧靠于下剪刃(8)端面，所述的标定块B(11)紧靠于标定块A(10)，当上剪刃(7)剪切面和标定块B(11)立面无交角时，即上下剪刃(7)、(8)剪切面处于平行位置。
作为本发明的一种改进，所述的步骤4，曲线是关于Y轴对称，上下刀片的刃口曲线关于X轴对称，检测上下刀片的重叠量可转化为测量重叠区域曲线的玄长，通过玄长，即X值推导刀片的重叠量值，即Y值；
进一步的，通过专用弦长检测装置来检测刀片重叠区域内玄长，所述检测装置为弦长测量尺，测量范围【0mm、50mm】。
作为本发明的一种改进，所述的步骤5，碎边剪刀片四个刃口均可使用，剪切刃口曲线为椭圆形的一部分，曲线是关于Y轴对称，上下刀片的刃口曲线关于X轴对称，检测上下刀片的重叠量可转化为测量重叠区域曲线的玄长，通过玄长，即X值推导刀片的重叠量值，即Y值。
其刃口曲线方程为：
根据公式(1)可推到出：
进一步的，所述刀片的重叠量G,根据刀片刃口曲线重叠示意图可得G＝2Y,所述刀片的重叠量G要求在【0.2mm、0.25mm】范围内，即2Y数值在【0.2mm、0.25mm】，Y2值为【0.01mm、0.016mm】，在算式内，由于Y2远小于360Y，故Y2忽略不计，公式(2)可简化为：
综上所述，根据公式(3)可得：
重叠为0.2时，即Y1为0.1，X1＝17.543，对应的重叠区域内玄长L1＝2X1＝30.86；
重叠为0.25时，即Y2为0.125，X2＝19.613，对应的重叠区域内玄长L2＝2X2＝39.23；
根据以上计算可知，重叠区域内玄长L在30.86-39.23范围内时，刀片重叠量在0.2-0.25之间，重叠量符合要求。即可通过现场测量重叠区域刀片长度快速判断重叠量是否符合要求，反之当测量数值小于30.86mm，或大于39.23mm，可判定重叠量不符合要求，需要调整。
根据公式(3)可推到出：
如果现场测量重叠区域内玄长L超出30.86-39.23范围，根据公式(4)，将X值(X＝L/2)带入公式可快速计算出刀片实际重叠量值，根据计算结果相应加减垫片调整重叠量即可。
根据以上计算可知，重叠区域内玄长L在30.86-39.23范围内时，刀片重叠量在0.2-0.25之间，重叠量符合要求。即可通过现场测量重叠区域刀片长度快速判断重叠量是否符合要求，反之当测量数值小于30.86mm，或大于39.23mm，可判定重叠量不符合要求，需要调整。
如果现场测量重叠区域内玄长L超出30.86-39.23范围，根据公式(4)，将X值(X＝L/2)带入公式可快速计算出刀片实际重叠量值，根据计算结果相应加减垫片调整重叠量即可。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，通过对碎边剪重叠量检测方法调整后，具备了简便、实用、精确的功能，可以一次性调试到位，提高了检测的准确性及成功率，避免了检测误差造成刀片使用寿命急剧下降的现象的发生，减少了故障处理时间且降低了作业人员的安全风险，2019年碎边剪月均剪切吨位数9965吨，最高月均达到12284吨，每月换刀4-5次，相比2018年碎边剪月均剪切吨位数6000吨，每月换刀8-9次，碎边剪剪的剪切吨位数以及稳定性都有大幅度的提高。与现有技术相比，本发明的技术所具有的明显优点：1)避免的原有技术反复拆装刀片带来的时间差异；2)杜绝了因测量空间狭小导致的而采用内径千分尺测量三个数据的准确性；3)缩短了测量一对刀片重叠量数值要60分钟为1分钟；4)通过优化利用现有设备，对现有方法进行改进，在生产现场一次实施成功，并经过几个月试验，使用效果较好，可以在同类型系统上全部或大部分使用，同类机组类似设备完全可使用此方法测量刀片重叠量，实现在线更换刀片操作。
附图说明
图1、本发明的流程图
图2、碎边剪结构示意图；
图3、弦长测量示意图；
图4、刀片刃口曲线重叠示意图；
图5、位置标定块结构示意图；
图6、位置标定块运用示意图；
图中：1-刀片及刀头；2-齿轮分配箱；3-侧隙调整装置；4-减速箱；5-电机；6-口开度调节装置；7-上刀片；8-下刀片；9-玄长测量尺；10-标定块A；11-标定块B；
具体实施方式
：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：参见图1，一种碎边剪刀片重叠量的在线快速测量与调整方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：机组停机，使碎边剪停止运转；
步骤2：将碎边剪的开口度打到最佳位置；
步骤3：旋转刀头至某一对刀片在剪切位置，并用剪切面平行位置标定块定位；
步骤4：测量此对刀片重叠区域内玄长；
步骤5：根据重叠区域内玄长计算重叠量,并做超差部分调整；
步骤6：标定完成，机组开机。
所述的步骤2，开口度打到最佳位置，分为轧制过程中中有带钢和检修抽带过程中的无带钢，有带钢，开口度打至当前带钢的宽度+500mm,无带钢，开口度打至距离中心Min780mm。
所述步骤3，剪切面平行位置标定块分为A(10)、B(11)两块，用于上、下剪刃(7)、(8)处于平行位置的标定；所述的标定块A(10)紧靠于下剪刃(8)端面，所述的标定块B(11)紧靠于标定块A(10)，当上剪刃(7)剪切面和标定块B(11)立面无交角时，即上下剪刃(7)、(8)剪切面处于平行位置。
所述的步骤4，曲线是关于Y轴对称，上下刀片的刃口曲线关于X轴对称，检测上下刀片的重叠量可转化为测量重叠区域曲线的玄长，通过玄长，即X值推导刀片的重叠量值，即Y值；
进一步的，通过专用弦长检测装置来检测刀片重叠区域内玄长，所述检测装置为弦长测量尺，测量范围【0mm、50mm】。
所述的步骤5，碎边剪刀片四个刃口均可使用，剪切刃口曲线为椭圆形的一部分，曲线是关于Y轴对称，上下刀片的刃口曲线关于X轴对称，检测上下刀片的重叠量可转化为测量重叠区域曲线的玄长，通过玄长，即X值推导刀片的重叠量值，即Y值。
其刃口曲线方程为：
根据公式(1)可推到出：
进一步的，所述刀片的重叠量G,根据刀片刃口曲线重叠示意图可得G＝2Y,所述刀片的重叠量G要求在【0.2mm、0.25mm】范围内，即2Y数值在【0.2mm、0.25mm】，Y2值为【0.01mm、0.016mm】，在算式内，由于Y2远小于360Y，故Y2忽略不计，公式(2)可简化为：
综上所述，根据公式(3)可得：
重叠为0.2时，即Y1为0.1，X1＝17.543，对应的重叠区域内玄长L1＝2X1＝30.86；
重叠为0.25时，即Y2为0.125，X2＝19.613，对应的重叠区域内玄长L2＝2X2＝39.23；
根据以上计算可知，重叠区域内玄长L在30.86-39.23范围内时，刀片重叠量在0.2-0.25之间，重叠量符合要求。即可通过现场测量重叠区域刀片长度快速判断重叠量是否符合要求，反之当测量数值小于30.86mm，或大于39.23mm，可判定重叠量不符合要求，需要调整。
根据公式(3)可推到出：
如果现场测量重叠区域内玄长L超出30.86-39.23范围，根据公式(4)，将X值(X＝L/2)带入公式可快速计算出刀片实际重叠量值，根据计算结果相应加减垫片调整重叠量即可。
根据以上计算可知，重叠区域内玄长L在30.86-39.23范围内时，刀片重叠量在0.2-0.25之间，重叠量符合要求。即可通过现场测量重叠区域刀片长度快速判断重叠量是否符合要求，反之当测量数值小于30.86mm，或大于39.23mm，可判定重叠量不符合要求，需要调整。
通过优化碎边剪重叠量检测的各个环节，达到快速检测并及时判定重叠量是否符合设计要求，以及快速计算出重叠量偏差值，为刀片重叠量调整提供依据的目的，也为在线更换刀片提供必要的前提条件。
工作过程：参照图1—图6，参见图5、6，剪切面平行位置标定块分为A(10)、B(11)两块，用于上、下剪刃(7)、(8)处于平行位置的标定。所述的标定块A(10)紧靠于下剪刃(8)端面，所述的标定块B(11)紧靠于标定块A(10)，当上剪刃(7)剪切面和标定块B(11)立面无交角时，即上下剪刃(7)、(8)剪切面处于平行位置。
通过专用弦长检测装置来检测刀片重叠区域内玄长，推导刀片的重叠量值。将要检测重叠量的某一对刀片旋转至剪切位置，测量其重叠区域内玄长，此方法测量过程简单，测量一对刀片重叠量数值仅需要约1分钟。
如果现场测量重叠区域内玄长L超出30.86-39.23范围，根据公式(4)，将X值(X＝L/2)带入公式可快速计算出刀片实际重叠量值，根据计算结果相应加减垫片调整重叠量即可。
例如，现场测量某一对刀片重叠区域内玄长L为50mm，根据上述内容，可判断此对刀片重叠量偏大，需要减少垫片，根据公式(4)，将X＝L/2带入，可快速计算出Y＝0.203,重叠量G＝2Y＝0.41mm。需要减至少0.16mm厚垫片，至多减少0.21mm垫片。
现场测量某一对刀片重叠区域内玄长L为35mm，根据上述内容，可推断此对刀片重叠量在0.2-0.25mm之间，刀片间隙符合要求。
现场测量某一对刀片重叠区域内玄长L为25mm，根据上述内容，可推断此对刀片重叠量偏小，需要增加垫片，根据公式(4)，将X＝L/2带入，可快速计算出Y＝0.051,重叠量G＝2Y＝0.1mm。需要增加至少0.1mm厚垫片，至多增加0.15mm垫片。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。
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