工作輥橫移軋機防止帶鋼跑偏的方法與流程
2023-10-19 04:17:52
本發明涉及一種工作輥橫移軋機防止帶鋼跑偏的方法，屬於軋制控制領域。
背景技術：
工作輥橫移軋機因具有良好的板形、板凸度、邊部減薄調控能力，而被廣泛地應用於冷軋帶鋼生產過程中。
冷軋生產為無頭連續軋制模式，為滿足客戶不同產品規格的需求，經常變換產品規格，導致當前正在軋制帶鋼的寬度和下一卷帶鋼的寬度、鋼種和厚度不同，相鄰兩卷帶鋼用雷射焊機焊接在一起，兩卷帶鋼之間形成焊縫。對於普通的四輥軋機和六輥軋機，由於工作輥軸向固定，變規格時通過動態調整輥縫、速度和張力能夠實現相鄰兩卷帶鋼的寬度、鋼種、厚度等規格的變換，保證變規格時軋制過程的穩定。
對於工作輥橫移軋機來說，變規格時需要根據相鄰卷帶鋼寬度的變化動態調整工作輥橫移液壓缸的位置。工作輥橫移過程中，由於上下工作輥的竄動速度不同，上下工作輥與帶鋼之間的摩擦潤滑條件不同，勢必造成上下工作輥對帶鋼的橫向摩擦力不同，最終導致帶鋼在動態變規格橫移工作輥的過程中跑偏斷帶。
技術實現要素：
本發明提供了一種工作輥橫移軋機防止帶鋼跑偏的方法。在冷軋連軋機入口安裝一個壓輥裝置，為使壓輥的位置不受入口帶鋼張力波動的影響，壓輥的壓下採用伺服閥液壓缸位置閉環控制。壓輥的壓下位置根據入口單位張力設定值、入口帶鋼寬度設定值和厚度設定值進行動態調節，保證壓輥裝置對帶鋼的軸向摩擦力大於或等於摩擦力閾值Fmax，以防止工作輥橫移過程中帶鋼跑偏。
本發明提供一種工作輥橫移軋機防止帶鋼跑偏的方法，包含以下步驟：
1.軋機入口增設壓輥裝置
壓輥裝置包括壓輥、壓輥下安裝的兩個支撐輥、壓輥兩端各有一個壓下液壓缸，支撐輥的輥面上端與軋制線在同一水平面上，壓輥和兩個支承輥的輥徑相同，壓輥中心線垂直平分兩個支撐輥的中心連線。壓輥的中心線，在安裝控制項允許的條件下儘可能靠近1#機架，一般限定在距離1#機架中心線1.2米以內。壓輥的 直徑為D，兩個支撐輥的中心距為L，L＝2D+12mm。壓輥和支撐輥的輥身長度與工作輥的輥身長度相同。壓輥直徑D的尺寸範圍是200mm-350mm(輥徑太小易造成鋼板彎折嚴重而斷帶；輥徑太大設備佔據空間大，輥系轉動慣量大。)。
為使壓輥的位置不受入口帶鋼張力波動的影響，壓輥的兩端各有一個壓下液壓缸實現壓輥的同步壓下，壓輥的壓下位置根據入口張力設定值、入口帶鋼寬度設定值和厚度設定值進行調節，壓輥伺服閥液壓缸位置閉環控制迴路，在張力設定值、入口帶鋼寬度設定值和厚度設定值不變的條件下，液壓缸位置不變。
2.壓輥的表面與軋制線相切時，壓輥的壓下位置為0。壓輥的最大壓下位置為D(單位mm)，此時壓輥中心線與兩個支承輥的中心線在同一平面內。當壓下位置為h(單位mm)時，支撐輥的包角為α，壓輥的包角為2α
入口帶鋼的設定厚度為H(單位mm)，入口帶鋼的設定寬度為W(單位mm)，入口帶鋼的單位設定張力為p(單位N/mm2)，則壓輥裝置對帶鋼的軸向摩擦力為：
<![CDATA[ F = μ H W p [ 2 sin α + 4 sin α 2 ] ]]>
式中μ—帶鋼與壓輥、帶鋼與支撐輥之間的滑動摩擦係數，μ＝0.3～0.5。
3.防止帶鋼跑偏的條件
F≥Fmax
Fmax—摩擦力閾值。
本發明有以下特點和有益效果：
在冷軋連軋機入口安裝一個壓輥裝置，為使壓輥的位置不受入口帶鋼張力波動的影響，壓輥的壓下採用伺服閥液壓缸位置閉環控制。壓輥的壓下位置根據入口單位張力設定值、入口帶鋼寬度設定值和厚度設定值進行動態調節，保證壓輥裝置對帶鋼的軸向摩擦力大於或等於Fmax，以防止工作輥橫移過程中帶鋼跑偏。
附圖說明
圖1設備布置圖
1—S輥；2—轉向輥；3—壓輥裝置；4—1#機架；5—2#機架；6—3#機架；
圖2壓輥裝置構成
7—支撐輥；8—壓輥；9—軋制線；
圖3液壓伺服控制迴路
10—壓下液壓缸；11—模擬量/數字量轉換器；12—斜坡函數發生器；13—位置控制器；14—伺服閥零偏補償；15—限幅；16—放大器；17—伺服閥；
圖4壓輥位置
7—支撐輥；8—壓輥；9—軋制線；
圖5壓輥和支承輥包角；
圖6壓輥位置計算流程。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
1.軋機入口增設壓輥裝置，壓輥的中心線，在安裝控制項允許的條件下儘可能靠近1#機架，一般限定在距離1#機架1.2m以內(見圖1)。壓輥和支撐輥的直徑D(單位mm)為常量，兩個支撐輥的中心距為L，L＝2D+12(見圖2)。伺服控制迴路見圖3。壓輥的表面與軋制線相切時，壓輥的壓下位置為0，見圖4。當壓下位置為h(單位mm)時，支撐輥的包角為α，壓輥的包角為2α(見圖5)。
2.確定壓輥壓下位置的步驟如下(流程圖見圖6)：
第一步：輸入參數，壓輥初始位置h0(mm)，壓輥直徑D(mm)，摩擦係數μ，設定帶鋼厚度H(mm)，設定帶鋼寬度W(mm)，設定單位張力p(N/mm2)，壓輥位置增量步長Δh(mm)，h＝h0，摩擦力閾值Fmax＝200000N。
第二步：計算包角α
第三步：計算軸向摩擦力F
<![CDATA[ F = μ H W p [ 2 sin α + 4 sin α 2 ] ]]>
第四步：判斷計算軸向摩擦力F是否大於或等於摩擦力閾值Fmax
若F≥Fmax，則跳轉到第五步；
若F<Fmax，則令h＝h+Δh，跳轉到第二步。
第五步：輸出當前的壓下位置值h。
3.將計算得到的壓下位置值h，作為壓輥伺服閥液壓缸位置閉環控制迴路的輸入。
如圖4所示，伺服閥液壓缸位置閉環控制包括壓下液壓缸10、模擬量/數字量轉換器11、斜坡函數發生器12、位置控制器13、伺服閥零偏補償14、限幅15、放大器16、伺服閥17，將計算得到的壓下位置值h，作為壓輥伺服閥液壓缸位置閉環控制迴路的輸入，輸入給斜坡函數發生器12；斜坡函數發生器12的輸出作為位置控制器13的輸入；位置控制器13的輸出進行伺服閥零偏補償14，再加上其本身，經過限幅15，輸入給放大器16；放大器16輸出的電流信號驅動伺服閥17的閥芯運動；伺服閥17的閥芯運動驅動液壓缸10活塞運動；液壓缸10的位置測量值通過模擬量/數字量轉換器11與斜坡函數發生器12進行比較，差值作為位置控制器13的輸入。