冷軋薄板拉矯機(jī)延伸率控制策略與模型研究.pdf

1、冷軋板材在連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中，普遍使用拉矯機(jī)。帶材在拉伸、彎曲的聯(lián)合作用下，發(fā)生彈塑性變形，由此實(shí)現(xiàn)工藝目的。在冷軋帶鋼的酸洗軋制工藝中，為了提高熱軋帶鋼表面酸洗質(zhì)量和獲得好的軋前帶鋼的板形，在酸洗軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組的入口段布置了拉矯機(jī)用于破鱗，以疏松表面氧化層及其他雜質(zhì)同時(shí)改良板形。在連續(xù)熱鍍鋅工藝中，為了獲得良好的板形，消除板面的浪邊、浪形、瓢曲以及輕度的鐮刀彎，改善材料的各向同性，消除屈服平臺(tái)，阻止滑移線的形成，同樣也設(shè)置了拉矯機(jī)以實(shí)現(xiàn)上述

2、工藝要求。
　　 本文的研究對(duì)象是馬鋼股份有限公司某冷軋板廠連續(xù)酸洗軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組(Pick1ing and Tandem Cold Milling Line，簡(jiǎn)稱(chēng)PL-TCM)和連續(xù)熱鍍鋅機(jī)組(Continuous hot-deep Galvanizing Line，簡(jiǎn)稱(chēng)CGL)中裝備的2套帶鋼拉矯機(jī)(Tension Leveler，簡(jiǎn)稱(chēng)TL)。針對(duì)上述兩套帶鋼拉矯機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，通過(guò)理論分析與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合，找出

3、了導(dǎo)致問(wèn)題產(chǎn)生的原因，即拉矯機(jī)張緊輥傳動(dòng)控制方案的不合理，提出了有效的解決措施。
　　 熱鍍鋅機(jī)組中拉矯機(jī)致使帶鋼產(chǎn)生“振動(dòng)紋”的根源是帶鋼的張力波動(dòng)，表現(xiàn)為帶鋼與張力輥之間的摩擦打滑。通過(guò)理論和試驗(yàn)分析，提出影響帶鋼張力波動(dòng)的原因有三個(gè)主要因素，即拉矯機(jī)的入口出口張力波動(dòng)，拉矯機(jī)張緊輥的輥面狀態(tài)與輥徑，以及電機(jī)的力矩的設(shè)定。而在酸洗軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組中，拉矯機(jī)工作輥壽命短、張緊輥輥面磨損嚴(yán)重，其主要原因則是輥系的力矩分配不合理與負(fù)荷

4、不均所致。
　　 為了解決上述兩系統(tǒng)在生產(chǎn)中存在的問(wèn)題，本文重點(diǎn)研究了拉矯機(jī)的張緊輥傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性。這兩套拉矯機(jī)均屬于集中驅(qū)動(dòng)加二自由度的差動(dòng)輪系的結(jié)構(gòu)，其傳動(dòng)系統(tǒng)是由兩個(gè)和六個(gè)混合驅(qū)動(dòng)的行星差動(dòng)齒輪結(jié)構(gòu)的組合。而這種傳動(dòng)系統(tǒng)存在著力矩匹配、補(bǔ)償問(wèn)題。論文從機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的角度，選擇廣義坐標(biāo)，應(yīng)用拉格朗日方程建立運(yùn)動(dòng)微分方程，對(duì)傳動(dòng)鏈中的差動(dòng)齒輪的力矩傳遞規(guī)律及功率與力矩的分配關(guān)系進(jìn)行了較詳細(xì)的理論分析，得出了差動(dòng)齒輪

5、副穩(wěn)定工作的條件。
　　 在生產(chǎn)過(guò)程中，兩套帶鋼拉矯機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)為采用開(kāi)環(huán)控制方式。帶材生產(chǎn)線上設(shè)置拉矯機(jī)的目的是獲得精確的延伸率，而開(kāi)環(huán)控制方式有一個(gè)不可克服的缺點(diǎn)是拉矯機(jī)的運(yùn)行容易受到機(jī)組元部件的不同狀態(tài)的影響，導(dǎo)致控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精確性出現(xiàn)異常。因此，開(kāi)環(huán)控制方式無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)過(guò)程的要求。本文在分析了上述兩套拉矯機(jī)的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)組成的基礎(chǔ)上，根據(jù)二自由度的混合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的速度及力矩分配公式，提出了延伸率的直接控制和張緊輥扭矩負(fù)