《重卷線收卷機卷徑和張力計算》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《重卷線收卷機卷徑和張力計算（3頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、重卷線收卷機卷徑和張力計算 摘要：以福欣特殊鋼重卷線為例，介紹了收卷機的卷徑計算和收卷機張力計算。該方法對冷軋重卷線收卷機的設(shè)計的有很好的參考價值。關(guān)鍵詞：收卷機；重卷；收卷卷徑；收卷張力0.引言：福欣特殊鋼重卷機組是冷軋產(chǎn)品的重要一道工序，用于將厚度1.3mm—10.0mm的鋼卷進行重卷，檢查，分卷，裁切頭尾等功能?？蓪崿F(xiàn)2.0mm和8.0mm的鋼卷進行修邊。以西門子的設(shè)備和控制系統(tǒng)為主。產(chǎn)線的張力控制設(shè)備有：開卷機；整平機；張力送料輪；修邊機；張力機；收卷機。而收卷機是其中最重要的張力控制設(shè)備之一，收卷機能否正常工作以及收卷效果的好壞直接關(guān)系產(chǎn)品的質(zhì)量和平安生產(chǎn)。本文特別介紹了收卷機的

2、卷徑計算和張力計算。1.卷徑的測量和計算收卷機卷徑是收卷機張力控制中非常重要的參數(shù)。卷徑計算的收卷機的核心，張力、電流、速度也與卷徑有密切關(guān)系。所以卷徑直接影響著控制系統(tǒng)穩(wěn)定性。主要因為在收卷過程中隨著鋼卷直徑不斷發(fā)生改變，造成收卷機轉(zhuǎn)速不斷發(fā)生變化，導致馬達電流、功率改變。而且由于鋼卷直徑不斷發(fā)生變化，造成系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的變化。為了到達動態(tài)控制收卷機張力的目的，必須要得到實時準確的收卷機卷徑數(shù)值。因此有必要探討準確的實時卷徑獲取問題。1.1激光偵測直徑采用德國SICK中量程激光測距傳感器，可實時檢測鋼卷的直徑。激光工作時，先由激光二極管對準目標發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標反射后激光向各方向散射。局部散

3、射光返回到傳感器接收器，被光學系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號。記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時間，即可測定目標距離。激光測距安裝方便，本錢低。但是傳感器由于對光源和粉塵很敏感，通過實踐發(fā)現(xiàn)不適用于冷軋廠的工作環(huán)境。最終將該方法進行了排除。1.2限位開關(guān)測算卷徑在現(xiàn)場的收卷機的主軸空卷而且膨脹最大的時候，卷筒卷徑為610mm。收卷機的主軸側(cè)邊安裝限位開關(guān)，當主軸運轉(zhuǎn)，可測出鋼卷在收卷上的運行的圈數(shù)n。鋼卷的厚度為δ，δ可以通過上制程在L2系統(tǒng)中直接下發(fā)。那么收卷機的直徑為：D=δ2n+610〔1〕正常情

4、況下，用上式計算出收卷機的卷徑是準確的。但是，當限位開關(guān)出現(xiàn)異常，不能正確測得脈沖。用上式的卷徑那么會有偏差，導致計算的張力產(chǎn)生偏差。此方法方法重卷系統(tǒng)中在導向輥及卷取電機的主軸上各裝一臺脈沖編碼器，不考慮打滑的情況下，由于導向輥與卷筒之間的張力，相同時間段內(nèi)通過導向輥的鋼卷長度和卷筒收卷的鋼卷長度是相等。根據(jù)V1=V2〔2〕因為V1=ω1R1〔3〕且V2=ω2R2〔4〕因為相同時間段內(nèi)通過導向輥的鋼卷長度和卷筒收卷的鋼卷長度是相等。那么L1/Δt=L2/Δt〔5〕那么n1C1=in2C2〔6〕〔6〕式中n1：單位時間內(nèi)牽引電機運行的圈數(shù)；n2：單位時間內(nèi)收卷電機運行的圈數(shù)；C1：導向輥周長；

5、C2：收卷盤頭的周長；i：齒輪箱減速比且C=πD〔7〕將〔7〕帶入〔6〕得n1πD1=n2πD2/i〔8〕D2=n1D1/〔n2i〕〔9〕因為n2=ΔP2/P2〔10〕〔10〕式ΔP2：收卷機編碼器產(chǎn)生的脈沖數(shù)、P2：收卷機編碼器的線數(shù)。取n1=1，即導向輥轉(zhuǎn)一圈，由限位開關(guān)產(chǎn)生一個信號接到PLC。將〔10〕式代入〔9〕式得D2=D1P2/〔ΔP2i〕〔11〕不過在運行中導向輥上檢測到鋼卷滑動或是收卷取機編碼器突然產(chǎn)生故障時，也可以臨時切換到使用限位測算卷徑方式進行卷徑計算，以保證卷徑測量誤差始終在允許的范圍內(nèi)，確保重卷機組運行的穩(wěn)定。2.收卷機系統(tǒng)的張力計算收卷機的張力測算應(yīng)特別慎重，張力的

6、變化對鋼卷的影響很大。選擇張力太大會造成鋼卷過緊，造成鋼帶拉伸變形甚至斷裂，嚴重的造成無法出料，需要拆卸主軸才能退料。張力太小會使鋼卷的層與層之間由于應(yīng)力變形，造成收卷不整齊，導致鋼卷跑偏，或者松卷的情況，影響產(chǎn)品外觀和質(zhì)量。2.1收卷機單動、寸動，全線寸動張力收卷機在運行中有單動，寸動，全線寸動，聯(lián)動模式。收卷機只有轉(zhuǎn)三圈或者當收卷機的直徑?650mm時候才開始建張。鋼卷鋼卷的厚度不同，需要的張力也不一樣。根據(jù)現(xiàn)場的經(jīng)驗總結(jié)出表1所示。表1中收卷機張力為收卷機的聯(lián)動的初始設(shè)定張力。通板張力為收卷機區(qū)域入料的張力，由于收卷機的單動和寸動過程都收卷機單臺機械的運作，張力的變化也平穩(wěn)。全線寸動，運

7、行過程中速度的大小都是固定的，目前重卷機組的全線寸動的速度都是設(shè)定為15m/min。張力的變化不大，需要在單動/寸動張力上增加5N/mm^2。且需要在停機時候給予張力補償，補償大小為20%。2.1收卷機聯(lián)動張力收卷機聯(lián)動建張，此時收卷機張力的設(shè)定與計算的特別重要。要保證收卷過程的平穩(wěn)性，隨鋼卷厚度和直徑變化，進行張力的改變。同時在啟動、停車、升速、減速過程中都需要進行張力的補償。當收卷機聯(lián)動運行，首先要克服靜摩擦力所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，為靜摩擦轉(zhuǎn)矩。靜摩擦轉(zhuǎn)矩只在啟動的瞬間起作用，在系統(tǒng)啟動后就消失了。正常運行時要克服滑動摩擦力產(chǎn)生的滑動摩擦轉(zhuǎn)矩，滑動摩擦轉(zhuǎn)矩的補償在系統(tǒng)運行的整個過程中都應(yīng)該起作用的

8、，并且隨著速度的改變而改變。同時收卷機在降速、升速、停車時候都需要克服系統(tǒng)慣性，進行張力的補償。所以，收卷機輸出轉(zhuǎn)矩為靜摩擦張力+滑動摩擦張力+負載張力。在加速時還要加上加速張力補償；在減速時要減去減速張力補償。停機時候也需要進行停機張力補償。收卷機的張力的補償標準為1.靜摩擦張力補償：是以計算后馬達輸出轉(zhuǎn)矩乘以一定的百分比進行補償。2.滑動摩擦張力補償：補償量的大小與運行的速度有關(guān)系，同時和收卷機的直徑有關(guān)。所以在程序中處理時，要分段進行張力補償，程序上分四段進行補償。3.升速、降速、停機張力補償：補償以收卷機馬達的額定轉(zhuǎn)矩為標準。相應(yīng)的補償比例應(yīng)該比擬穩(wěn)定，同時根據(jù)現(xiàn)場需要進行增減。根據(jù)實

9、踐經(jīng)驗升速時候張力補償15%；降速時候張力補償25%；停機時候張力補償20%。收卷機的的負載張力根據(jù)板厚和直徑等相關(guān)參數(shù)進行變化。A=TB〔12〕T為收卷機的單位張力，T隨著直徑的變化和速度的變化而實時改變。根據(jù)現(xiàn)場實踐測試出：當收卷機直徑從610mm到1000mm時候，張力平滑衰減5%；當收卷機直徑從1000mm到1500mm時候，張力平滑衰減7.5%；當收卷機直徑從1500mm到2000mm時候，張力平滑衰減15%，B為鋼卷寬度。C=δD/2〔13〕D為鋼卷直徑；δ為鋼卷厚度E=A/η=A/0.9〔14〕F=C/i〔15〕G=1.027RPM〔16〕RPM為收卷機的速度，通過變頻器控制測算

10、得出M1=4P/G〔17〕P為收卷機的功率，該重卷機組為400kwM2=E/M1〔18〕M2為收卷機的張力百分比M=M2F/100〔19〕M為收卷機的最大輸出轉(zhuǎn)矩，即收卷機輸出目前的扭矩比。3.結(jié)語在重卷機組運行過程中，采用基于編碼器測量的卷徑計算方法，對收卷機的卷徑進行測算，同時用限位開關(guān)測算卷徑進行補充。這種卷徑測算組合具有所需本錢低、計算精度高、異常問題少等一系列優(yōu)點。在福欣冷軋廠酸洗機組、重卷機組得到了廣泛的應(yīng)用。同時，收卷機張力的計算在重卷機組中得到實踐。對于類似的機組有良好的借鑒參考作用。參考文獻【1】稚飛，胡健.卷取機的張力計算[J].有色金屬加工，2021，33〔5〕：56-57.【2】王玉芬劉惠康李志千.卷取機恒張力控制策略[J].電氣自動化化，2021，33〔4〕：10-11.【3】付艷鵬.帶鋼卷取張力控制研究[D].武漢科技大學：2021.