金屬帶材壓力加工中復(fù)雜張力控制系統(tǒng)的應(yīng)用淺析

李巧麗

摘??要：在軋機(jī)作業(yè)中，張力控制系統(tǒng)是最重要的結(jié)構(gòu)設(shè)備之一。張力控制系統(tǒng)的工作質(zhì)量金屬在很大程度上與帶材軋制的平整度、卷緊度、表面光潔度和成品率有直接關(guān)系，這對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)具有非常重要的意義。從3個(gè)方面著重對(duì)金屬帶材壓力加工中復(fù)雜張力控制系統(tǒng)的應(yīng)用途徑進(jìn)行了深入分析，以期為廣大同行業(yè)者提供參考。

關(guān)鍵詞：金屬帶材壓力加工;張力控制系統(tǒng);軋機(jī);張力調(diào)節(jié)器

中圖分類(lèi)號(hào)：TG334.9?????????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.150

軋機(jī)是金屬帶材壓力加工中最主要的設(shè)備，其中，張力控制系統(tǒng)是最重要的組成部分之一。復(fù)雜的張力控制系統(tǒng)是確保帶材軋制均勻、不破、卷緊、平整、表面光潔、厚度均勻和成品率高的重要工具。由此可見(jiàn)，張力控制系統(tǒng)的優(yōu)劣與產(chǎn)品的數(shù)量、質(zhì)量有直接關(guān)系。因此，不斷探索金屬帶材壓力加工中復(fù)雜張力控制系統(tǒng)的應(yīng)用途徑具有非常重要的意義。

1??復(fù)雜張力控制系統(tǒng)的工藝要求

要想在金屬帶材壓力加工中有效應(yīng)用復(fù)雜張力控制系統(tǒng)，必須嚴(yán)格按照復(fù)雜張力控制系統(tǒng)的工藝要求。在金屬帶材壓力加工中，根據(jù)生產(chǎn)工藝中的相關(guān)要求，必須做好以下2項(xiàng)準(zhǔn)備工作：①充分了解并掌握生產(chǎn)工藝中各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的要求。只有這樣，才能有效確保金屬帶材壓力加工的準(zhǔn)確性。②在加工時(shí)，最先投入工作的是開(kāi)卷機(jī)，開(kāi)卷機(jī)可將帶材送入軋機(jī)。需要注意的是，在進(jìn)行這一環(huán)節(jié)的作業(yè)時(shí)，相關(guān)作業(yè)人員必須嚴(yán)密觀察前夾送輥流程是否保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。只有這樣，才能確保金屬帶材壓力加工的順利、穩(wěn)定進(jìn)行。

具體的參數(shù)要求為：采用恒張力卷取，卷筒的外徑為500?mm，寬度為450?mm，卷筒部分的飛輪轉(zhuǎn)矩為50?kg·m2;卷取機(jī)的軋制速度為5.0?m/s，卷取速度為1.5?m/s，開(kāi)卷機(jī)的最大開(kāi)卷直徑為1.3?m，卷筒直徑為0.5?m，卷取張力范圍為8?000～80?000?N;電動(dòng)機(jī)為并勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)，輸出功率為145?kW，轉(zhuǎn)速為0～1?500?r/min。

2??直接張力控制法

采用直接張力控制法可在金屬帶材壓力加工中有效應(yīng)用復(fù)雜張力控制系統(tǒng)。要想有效利用直接張力控制法，就必須注意以下2點(diǎn)：①在穩(wěn)態(tài)軋制環(huán)節(jié)時(shí)，應(yīng)主要采取直接張力控制法。實(shí)施直接張力控制法需要采用的部件主要有控制對(duì)象、張力調(diào)節(jié)器、速度調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器和反饋環(huán)節(jié)等。當(dāng)卷取機(jī)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，建立張力后，速度調(diào)節(jié)器會(huì)被限幅，速度環(huán)會(huì)被切除，轉(zhuǎn)速環(huán)起著開(kāi)環(huán)的作用。此時(shí)，只有電流單環(huán)處于運(yùn)作狀態(tài)，張力給定電路投入，從而構(gòu)成張力閉環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)張力環(huán)投入運(yùn)行后，系統(tǒng)工作會(huì)處于間接張力控制狀態(tài)。此時(shí)，應(yīng)采用最大力矩控制方法。②當(dāng)卷取機(jī)處于啟動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)或停車(chē)狀態(tài)時(shí)，速度調(diào)節(jié)器會(huì)自動(dòng)投入運(yùn)行。此時(shí)，系統(tǒng)為轉(zhuǎn)速電流的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。另外，在金屬帶材壓力加工中，如果發(fā)現(xiàn)張力不足，則必須合理調(diào)節(jié)張力，以滿足加工過(guò)程中的實(shí)際需要。張力系統(tǒng)的控制需要雙向調(diào)節(jié)的實(shí)時(shí)跟蹤自適應(yīng)系統(tǒng)完成，張力調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3??間接張力控制法

采用間接張力控制法也可在金屬帶材壓力加工中有效應(yīng)用復(fù)雜張力控制系統(tǒng)。要想有效利用間接張力控制法，應(yīng)在構(gòu)建張力和消除張力的環(huán)節(jié)中充分應(yīng)用間接張力控制法。目前，最典型且應(yīng)用最為普遍的間接張力控制法為最大力矩法。該方法采用先升壓后弱磁的控制方式，能使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于滿磁啟動(dòng)狀態(tài)，從而有效減少無(wú)功功率的沖擊。當(dāng)電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于全電壓工作狀態(tài)時(shí)，能夠有效提高其功率因數(shù)。當(dāng)卷徑和卷速在沒(méi)有達(dá)到最大值的情況下，電樞電流也不會(huì)達(dá)到最大值，從而有效減少機(jī)械應(yīng)力，避免機(jī)械損耗，大大延長(zhǎng)機(jī)械的使用壽命。電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)變化范圍可任意選擇，不會(huì)受到卷徑變化的制約，這有利于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的電動(dòng)機(jī)制造。在進(jìn)行軋制作業(yè)時(shí)，為了確?？刂频木龋仨毘浞挚紤]加減速過(guò)程中卷取機(jī)的力矩變化，比如卷取機(jī)之間的摩擦力變化、帶材與夾送輥之間的摩擦力變化和卷徑的變化等，這是復(fù)雜張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

4??結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在金屬帶材壓力加工中，張力控制系統(tǒng)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，且具有一定的復(fù)雜性。因此，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，必須全面考慮各個(gè)環(huán)節(jié)，不斷探索金屬帶材壓力加工中有效應(yīng)用張力控制系統(tǒng)的方法，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。然而，要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就必須嚴(yán)格按照張力控制系統(tǒng)的工藝要求，并充分利用直接張力控制法或間接張力控制法。

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〔編輯：張思楠〕

Application?of?Pressure?Processing?of?Complex?Metal?Strip?Tension?Control?System

Li?Qiaoli

Abstract：?In?the?mill，?the?tension?control?system?is?one?of?the?most?important?structure?equipment.?The?working?quality?of?the?metal?of?the?tension?control?system?to?a?great?extent?and?strip?rolling?flatness，?roll?tight?degree，?surface?roughness?and?the?rate?of?finished?products?has?a?direct?relationship，?it?has?very?important?meaning?for?the?production?of?products.?From?3?aspects?of?ways?of?application?in?pressure?processing?complex?metal?strip?tension?control?system?were?analyzed，?in?order?to?provide?reference?for?the?Datong?industry?wide.

Key?words：?metal?strip?pressure?processing;?tension?control?system;?rolling?mill;?tension?regulator