双切剪是冷轧厂酸洗头部的重要设备之一，热轧来的原料头尾存在镰刀弯、不规则头尾、厚度不均、边部裂口等缺陷，同时热轧带钢长时间放置，造成带钢头尾锈蚀严重，通过双切剪快速切掉热轧带钢原料超差部分，为激光焊机提供合格的带头和带尾，同时也为轧机提供合格的原材料。尤其生产O5板时，带钢头尾需要切除3刀以上（每刀1 100 mm）,双切剪应能够满足机组连续性生产要求。鞍钢股份冷轧厂酸洗机组双切剪为20世纪中期由德国马克西马格设计的，该双切剪在鞍钢冷轧厂四条酸轧生产线、鞍钢硅钢酸轧生产线、鞍钢莆田酸轧生产线、邯钢酸轧生产线应用。鞍钢冷轧厂四条酸轧生产线的双切剪在正常生产剪切过程中，经常出现下剪刃轴向窜动现象，影响正常生产。

1 存在问题

双切剪下剪刃初始设计共有6个剪刃锁紧装置。工作原理见图1所示，当锁紧拉杆后面的液压缸在液压油的作用下拉杆伸出，实现剪刃更换作业；当剪刃安装到工作位置，液压缸停止供油时，依靠锁紧拉杆上的碟簧组机械锁紧剪刃座，剪刃正常工作。然而正常生产中经常出现碟形弹簧组无法正常锁紧剪刃，导致在生产过程中，下剪刃经常出现锁不住而向外窜出的现象，见图2。当生产宽料时（超过1 600 mm），上下剪刃无法剪断带钢而中断生产。操作人员需要通知机械巡检人员打开阀台出口开闭器后重新推入下剪刃才能继续生产。每次恢复剪刃时间至少在30 min以上，严重影响了机组的作业效率，同时也增加了工人的劳动强度。

图1 剪刃锁紧装置剖面图

图2 剪刃窜出时的照片

2 原因分析

双切剪下剪刃发生轴向窜动，主要原因为剪刃锁紧蝶簧组锁紧力无法克服剪刃在生产过程中产生的轴向力。为了从根本上找出下剪刃轴向窜动的原因，下面从双切剪剪切原理，剪断带钢所需剪切力以及碟形弹簧组的受力分析与校核等方面进行分析。

2.1 剪切原理

鞍钢冷轧厂三分厂联合机组使用的双切剪为斜刀片布置结构，见图3，从图中可以看出，由液压缸驱动上剪刃装置往复运动。随着剪刃的下降剪切，该液压缸作用的剪切力也逐渐加大，在剪切过程中剪切力保持恒定。

图3 斜刀片布置结构示意图

2.2 剪断带钢所需剪切力的计算

带钢剪切力P由以下三部分组成［1］

2.3 两组SF-36评分比较 两组治疗后SF-36评分较治疗前明显升高，且观察组升高幅度大于对照组(P<0.05)，见表3。

由于上剪刃为2°倾角，所以下剪刃轴向力T=Psin2=5.97 kN。

解得P=171 kN。

式中,α为上剪刃的倾斜角度，值为2°；σb为被剪带钢的强度极限，取现场实际剪材，值为980 MPa；δs为被剪带钢的延伸率，根据强度980 MPa查资料［2］,δs为 9%；h 为带钢厚度，6 mm。

根据当地冬季气温，确定空气压缩机型号。碧流河水库选取型号IV—3/8（排气量 3 m3/min，额定压力0.8 MPa，轴功率19 kW）空气压缩机产生满足防冰用的压缩空气，通过φ50输水管线连接储气罐，经过气液分离器再连接主管线，把气流输送至9孔闸门前，以每孔2根φ14塑管把压缩空气输入至闸门前3～4 m深水中，通过压缩空气使表层水和下层水形成强制水流搅动，以防结冰。

总剪切力的计算，考虑P2、P3后得：

式中，Kd为考虑剪刃磨钝的影响系数，取值范围1.1～1.3， 一般取 1.2；σb为带材抗拉强度，MPa，以40Cr为例，取 980 MPa；δs为断后延伸率，以 40Cr为例，取9%；α为上剪刃的倾角，2°；h为带钢的厚度，6 mm；P为剪切力，KN；X 为压板相对距离，即为压板中心离下剪刃侧边缘距离C与钢板厚度h的比值，现场C=330 mm，带钢厚度为6 mm，因此X=55；Y为剪刃相对侧间隙，即为剪刃侧间隙与带钢厚度的比值，根据标准及电气设定值，取0.1；Z与被剪掉部分的钢板宽度d、带钢材料延伸率δs以及剪刃倾斜角α有关，取最大值0.95。

由于剪刃在剪切过程中的主要受力因素是纯剪切力，因此重点对纯剪切力P1进行计算，其它两种剪切抗力 P2、P3用 B.B诺沙里（Hocalb）的建议进行估算。

下剪刃轴向力T的计算：

式中,P1为纯剪切力；P2为带钢被剪掉部分的弯曲抗力；P3为带钢在剪切区域内的弯曲抗力。在此区域内由于上剪刃的压力使金属形成局部碗形弯曲。

2.3 碟形弹簧组的受力分析与校核

图4为初始设计时图纸中的碟形弹簧组，共计由8片碟簧组成，自由长度为25.2 mm，最大压缩量为7.2 mm。

图4 碟形弹簧组设计图纸

从图1剪刃锁紧装置的剖视图中可以看出碟簧的剩余压缩量为25.2-22.9=2.3 mm，理论压缩量为7.2-2.3=4.9 mm。由于该碟簧组按照GB/T1972-1992碟簧A型2级精度要求设计。根据轴向力5.97 kN时，所需要的锁紧力F锁为：

式中,μ为钢与钢静摩擦系数，取0.15；F锁为锁紧拉杆产生的锁紧力；F轴为剪刃在剪切过程中产生的轴向力，5.97 kN。

现在对8个碟簧对合时在4.9 mm变形量时进行校核［2］：

观察两组心理状态，评估血糖和生活质量。心理状态应用焦虑、抑郁量表（SAS、SDS）进行评估[3]，50～59 分表示轻度焦虑，60～69分表示中度焦虑，＞70分表示重度焦虑；53～62分表示轻度抑郁，63～72分表示中度抑郁，＞72分表示重度抑郁。血糖情况主要观察空腹血糖和餐后2 h血糖水平，生活质量情况选用生活能力量表（ADL）进行评估，量表满分100分，分值越高表示生活质量越佳。

式中,D为弹簧外径 mm；d为弹簧内径 mm；C为弹簧外径与内径的比值。

为了解决现场双切剪下剪刃轴向频繁窜出的问题，研究设计了一种剪刃轴向定位装置。该装置见图5，为了最大限度地降低装置重量，使用100槽钢作为定位板，在定位板上部的侧面焊接2个用Φ10圆钢制成的挂钩，把定位板悬挂在双切剪机架本身的轴上。为了保证有效地限制剪刃轴向窜动，在定位板下部开设有一个孔，开孔内焊接一个M20螺母，双头螺柱与螺母M20连接传动，双头螺柱的一端螺纹顶在剪刃座上。为防止双头螺杆窜动，在定位板焊接螺母的外侧增加一个M20背帽，双头螺杆的外端还焊接一个拆卸螺母，方便拆卸。该装置结构简单，制造容易，拆卸方便，成本低。

式中，t为蝶簧厚度,mm；h0为无支承面碟簧压平时变形量,从机械零件设计手册［2］查得h0为0.9mm；Fc为碟簧压平时载荷,N;E为弹性模量,MPa，弹簧钢取E=2.06×105MPa；μ 为泊松比，弹簧钢取μ=0.3；从机械零件设计手册［2］表25-21查得 K1=0.686，无支承面，K4=1。（K1和K4为计算系数）

根据从机械零件设计手册［2］图25-10查得其变形量fi=0.75h0=0.75×0.9=0.675 mm，因此满足总变形量（fz）2.3mm，所需碟簧片数为8大于7.3，所以碟簧组满足系统使用要求。

当剪刃锁紧拉杆里面的弹性碟形组出现疲劳失效，碟形弹簧变形量虽然达到4.9 mm，但是碟形弹簧产生的锁紧力达不到6.63 kN，无法克服5.97 kN的轴向力时，剪刃在剪切过程中将会发生轴向窜动。

A系列D=40 mm碟簧的计算，采用对合组合碟形弹簧组

3 改进措施及效果

3.1 改进措施

验证弹簧力公式如下：

本病应注意与猪肺疫、猪气喘病进行鉴别诊断。猪肺疫常见咽喉部肿胀，皮肤、皮下组织、浆膜以及淋巴结有出血点；而传染性胸膜肺炎的病变常局限于肺和胸腔。猪肺疫的病原体为两极染色的巴氏杆菌，而猪传染性胸膜肺炎的病原体为小球杆状的放线杆菌。猪气喘病患猪的体温不升高，病程长，肺部病变对称，呈胰样或肉样病变，病灶周围无结缔组织包裹。

PCCPL管件安装承插口间隙：在管道基础均匀的直线段安装空隙控制在25 mm，允许偏差 （-10 mm,+5 mm），当管道基础不均匀时，最大允许间隙为25 mm。当接口有转角，最小间隙≥10 mm，同时要满足接口打压试验合格。如果不满足上述条件，相邻管件拆除重装。

设计依据查询机械零件设计手册［2］，M20螺母在8.8级时为147 kN＞6.63 kN,使用M20的螺栓和螺纹是安全可靠的。

图5 剪刃轴向定位装置

3.2 应用效果

该双切剪剪刃轴向定位装置（图6）依靠设备本体上的两个销轴进行固定，通过双头螺柱可以任意调节剪刃轴向定位距离，采用了螺纹摩擦锁紧的方法，解决了双切剪下剪刃在使用过程中频繁向外窜出而导致带钢剪不断问题，同时也提高了生产操作人员剪刃安装速度。该装置应用于冷轧厂联合机组酸洗双切剪下剪刃轴向定位，达到减少维修工作量，提高了机组作业效率，保证生产顺利运行的效果。

图6 定位装置现场应用

4 结语

通过剪刃轴向定位装置在现场实际应用，双切剪下剪刃再也没有出现轴向窜出而影响生产的情况发生。同时，该装置在冷轧厂其他相同产线也得到广泛地应用。

闭环供应链网络系统的状态、不确定的扰动和噪声向量通过系统的扩展系统模型(9)来估计。由文献[19]，采用卡尔曼滤波方法估计系统状态矩阵，描述如下：

根据表4的分析数据，以台式烤香肠产品的感官评分为指标，通过极差分析可知，各因素对台式烤香肠品质影响的主次顺序为C>A>B，即孜然粉的添加量影响最大，其次分别为大豆组织蛋白、玉米变性淀粉，台式烤香肠加工配料的最佳组合为A1B1C2，即大豆组织蛋白为1.5%，玉米变性淀粉添加量为4%，孜然粉添加量为0.4%，用此配料加工出的台式烤香肠产品的色泽、风味、组织状态、口感良好。

参考文献

［1］邹家祥.轧钢机械（修订版）［M］.北京：冶金工业出版社，1988.

［2］蔡春源.机械零件设计手册（第三版）上册［M］.北京：冶金工业出版社,2014.