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第13章锯切机械13.1热锯机13.2冷锯机13.3飞锯机用途：切断异型断面轧件，以获得断面整齐的定尺产品。锯机飞锯机冷锯机热锯机冷飞锯机热飞锯机锯切机械13.1热锯机热锯机一般装设在轧机后面的生产线上。锯切——中型车间热锯机锯切——大型车间热锯机圆盘锯锯片§13.1.1热锯机的结构型式锯片传动机构锯片送进机构锯机横移机构电动机直接传动电动机经三角皮带锯机的主要机构早期的热锯机是固定式的，既无横移机构也无送进机构，锯切时用气动小车将轧件送往锯片。滑座式热锯机（图10-1）在大型及中型型钢车间得到广泛应用，早期的滑座式热锯机，滑座的送进是沿着滑道滑动前进的，因滑道磨损快，需要经常更换滑道衬板，维护不便；此外，当滑道磨损后，滑座不能保持平直地向前滑行，从而增加了送进和锯切功率的消耗，还增加了锯切时热锯机的振动幅度。因此，现在我国多用滚轮送进代替滑道送进。图10-1a、b是滚轮送进的滑座式热锯机的结构图。这种热锯机的锯片是由电动机直接传动的，在电动机周围有水箱和水帘进行冷却和防护。通过滚轮实现热锯机的送进操作。滑座式热锯机，不论是滑动送进或车轮送进，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，而且装设有开式的送进齿轮、齿条传动，工作行程也比较大。所以，近年来应用较多。图10-2为Ф1800mm四连杆式热锯机的结构图。§13.1.2热锯机的基本参数结构参数工艺参数锯片直径D锯片厚度δ夹盘直径D1锯轴高度H锯片最大行程L锯齿形状锯片圆周速度v进锯速度μ每秒锯切断面面积f热锯机基本参数（1）锯片直径D它是热锯机最主要的结构参数，常以锯片直径D做为热锯机的主要系列标称，如Ф1500mm、Ф1800mm、……热锯机。锯片直径D决定于被锯切轧件的断面尺寸。要保证锯切最大高度的轧件时，锯轴、上滑台和夹盘能在轧件上面自由通过（图10-3）同时，为使被锯切断面能被完全锯断，锯片下缘应比辊道表面最少低40～80mm（新锯片可达100～150mm）。1.结构参数初选锯片直径D时，可按被锯切的最大轧件高度用以下经验公式计算对于方钢D=10A+300(A——方钢边长)10-1a对于圆钢D=8d+300(d——圆钢直径)10-1b对于角钢D=3B+350(B——角钢对角线长度)10-1c对于槽钢，工字钢D=C+400(C——钢材宽度)10-1d根据计算的锯片直径值，参考有关系列标准和资料加以最后确定。锯片直径的允许重磨量为5%～10%。（2）锯片厚度δ锯片厚度δ过大，将增加锯切功率损耗；δ过小，将会降低锯片强度，并增加锯切时锯片的变形。一般按以下经验公式选择：D）（20.0~18.0（3）夹盘直径D1锯片用夹盘和螺栓夹紧装在锯轴上。当锯片直径一定时，夹盘直径D1过大，锯片能锯切的轧件最大高度减小；D1过小，锯切时锯片变形和轴向振动加大，导致锯片寿命降低。D1=（0.35～0.50）D一般按以下经验公式选择：（4）锯轴高度HH为锯轴轴心（即锯片中心）到辊道上表面的高度（图10-3）。热锯机一般采用被切轧件不动，由热锯机向被切件运动而达到锯切的目的。为此，H不能过小，否则会在热锯机送进锯切过程中将被切件推开而不能进行锯切；同时，当锯片直径D一定时，H又不能过大，否则无法保证重磨后的锯片最小直径下缘应低于辊道上表面的要求。一般可按以下经验公式选择：H=D/2-（45～120）（5）锯片行程L锯片行程L由被锯切轧件的最大宽度和并排锯切的最多根数而定。热锯机的送进机构应保证具有大于L的行程。某些热锯机的基本结构参数如表10-1所示。2．工艺参数（1）锯片圆周速度v提高锯片圆周速度v，可以在同样送进速度u的条件下，减少每个锯齿所锯切的切屑厚度，从而减小每齿的受力。换言之，如果每齿所能承受的载荷一定，则提高v可为提高u创造条件，亦即可以提高生产率。但是随着v的增加，由于离心力而引起的径向拉应力也将增加，从而降低了锯齿所能承受的锯切能力。因此，一般应用的锯片圆周速度口在100～120m/s以下，vmax≤140m/s。（2）进锯速度（或称进给速度、送进速度）u根据被切轧件断面的大小，进锯速度u也应做相应的调整，一般取u=30～300mm/s。u除了应和轧件断面相适应外(大断面所用的u小)，也要和v相适应。因为如果v过低而u过高，切削厚度增加，锯切阻力将增加；相反，如果v过高而u过低，切屑厚度太薄，锯屑容易崩碎成为粉末，将使锯齿尤其是齿尖部分迅速磨损。这两种情况都会影响锯齿寿命。（3）每秒锯切断面面积（锯机生产率或锯切生产率）ff是热锯机的一项主要工艺参数，它不仅关系到热锯机的生产率和锯切质量，而且，也是计算热锯机锯切力和锯切功率的主要参数。一般所采用的f值如表10-2所示。JB/T2094-1999热锯机基本参数适用：在热状态下锯切矩形钢坯及成型断面钢材的热锯机。§13.1.3锯齿形状和锯片材料（1）锯齿形状合理的锯齿形状应该满足下列条件：锯齿强度好，锯切能耗少，使用寿命长，噪声低，制造和重磨成本经济。常用的热锯机锯齿齿形有狼牙形、鼠牙形和等腰三角形三种。如图10-4所示。（2）锯片材料和锯齿热处理锯片材料通常采用65Mn制成。锯齿齿尖一般采用高频感应加热或接触电加热法进行淬火，齿尖硬度为HRC=56～63。锯片整体热处理后板面硬度为HRC=29～37。（3）锯齿冷却锯切时，切削和摩擦产生大量热量，而且热锯机锯片还直接与高温轧件接触，使锯齿部分温度迅速升高，故必须进行强力冷却，以免齿尖退火。此外，有时切屑粘附在齿尖或齿槽中，继续锯切时将降低齿尖的锋利程度，或使切屑压实在齿槽中形成“塞齿”现象。这两种情况都导致锯切力迅速增大，从而损坏锯齿和锯片。为此，采用较大流量的高压水进行冷却，是提高锯齿和锯片寿命的有效措施。某些热锯机采用的高压水水压已大于3MPa。13.2冷锯机§13.2.1圆盘式高速金属冷锯机为提高锯切断面质量和定尺精度，现代的大型和中型型钢轧钢厂，逐渐用冷锯机代替热锯机，进行轧件的切头、切尾和定尺锯切。圆盘式金属冷锯机的锯片圆周速度v和进锯速度u，与圆盘式金属热锯机相似：v≤130m/s，u≤200～300mm/s。比机械厂用于下料的圆盘式金属冷锯机的圆周速度v≤10m/s要大得多。圆盘式高速金属冷锯机的结构型式与圆盘式热锯机相似，但其锯切功率计算方法并不相同。圆盘式高速金属冷锯机的功率现场测定，也是一种确定锯切功率的重要方法。§13.2.2带锯机见录像。13.3飞锯机飞锯机主要装设在连续焊管机组后面，将正在运行的焊管切成定尺长度。对飞锯机基本的工艺要求是：1）飞锯机必须和运行着的钢管同步，亦即在锯切过程中，锯片既要绕锯轴转动，又要与钢管以相同的速度移动；2）根据用户要求，飞锯机应能锯切不同的定尺长度；3）要保证锯切的切口平整。在整个锯切过程中，锯片都应和钢管轴线垂直，并且要使切头部分不弯不扁，以免钢管弯曲。为了满足上述工艺要求，飞锯机应有以下机构：1）锯切机构飞锯的锯切机构多为直接传动方式(间接传动方式较少)；2）同步机构这是飞锯的重要组成部分，也是区别飞锯机与其他锯机的主要标志；3）定尺机构一般由专门的送进机构和空切机构组成。根据同步机构的型式来分，飞锯机有两大类。1.具有直线往复运动同步机构的飞锯机最简单的方式是使运行中的钢管带着锯切机构一起前进。锯切完毕，松开夹在钢管上的夹紧装置，锯切机构返回原位，钢管继续向前移送。此种方式虽然严格保持同步，但只用于钢管运行速度较低(一般不超过1m/s)的生产流程中。较为复杂的方式是应用气动系统将锯切机构往复移送。但是，也只用于低速(一般在2m/s以下)移送的钢管锯切中。具有直线往复运动同步机构的飞锯机虽有不少优点，如结构紧凑、设备较轻、在一定范围内可以锯切任意定尺等。但由于往复运动时惯性作用的影响，不适用于以较高速度运行的钢管锯切。因此，在现代的焊管机组中应用较少。2．具有回转运动同步机构的飞锯机这种结构的飞锯机因惯性作用影响较小，所以可使所锯切的焊管速度达到10m/s以上。这种结构的飞锯机可分为两大类。（1）行星轮系式回转机构这种飞锯机的示意图如图10-8所示。测速装置1将焊管的速度通过测速发电机测量，并将信号送给回转机构电动机2，再经过减速机和行星轮系使回转台3以相应于焊管的速度回转。装在立轴上的太阳轮固定不动，中间轮和回转台3一起回转，所以回转台3就是行星轮系(装于回转台3的内部)的系杆。取行星轮与太阳轮齿数相同，使行星轮绕自己轮心的转速为零。在回转台3两端的两个行星轮上各装着立轴，在此两立轴上又各装有托架和锯片电动机4，由它传动锯片5。由于行星轮和它的立轴皆没有绕自己轴心的转动，所以，在回转台3转动过程中，托架保持其原始位置方向不变。因此，只要安装时使锯片垂直钢管轴线，则回转台3不论转到何位置，锯片始终保持垂直钢管轴线，从而保持切口平整。由于驱动锯片的电动机4装在回转台3上，所以其电源通过滑环装置6输入。进行锯切时，由专门的叉形装置7将钢管抬起来送给锯片切断。这种飞锯机构的优点为：锯片在全部锯切过程中都和钢管的轴线垂直；回转台3两端都有锯切机构，动平衡较好，并且，如果一台锯片损坏，可以用另一台锯片继续进行锯切；结构简单、使用可靠。其缺点为：回转部分设备重量较大，因此变速回转时动载荷较大；当钢管运行速度较高(高于5m/s)时，叉形装置7在锯切完毕后，应下降放开钢管，但这时常失去导向作用，从而使钢管偏离轧制线。（2）四连杆式回转机构四连杆式回转机构可分为两种。一种为立式(四连杆机构在垂直平面内回转)；一种为卧式(四连杆机构在接近于水平平面内回转)。立式四连杆飞锯机的安装和检修比较方便，机构比较简单。但其缺点是动平衡不易调好，容易形成四连杆系统自上向下回转时有加速现象，自下向上回转时有减速现象，即在转一周的过程中速度不均，将影响同步效果和定尺精度。为了克服后一缺点，常将立式四连杆飞锯机改成卧式四连杆飞锯机。为了锯切时锯片能将钢管压紧在辊道上，卧式四连杆系统不是在严格的水平面内回转，而是使其回转平面与水平面有一个不大的夹角。安装在我国某厂的飞锯机就是属于这种类型(图10-9)（P350页）。它的四连杆系统回转平面与水平面成6.50夹角(称为锯台倾斜角)。它的切管速度为0.5～6m/s。课后作业：1.锯切机械的作用与用途是什么？2.热锯机的基本参数有哪些？3.飞锯机的作用和用途是什么？