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電氣傳動自動化

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拉矯機(jī)組生產(chǎn)線電控系統(tǒng)

1.       拉伸彎曲矯直機(jī)的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

拉伸彎曲矯直的根本特點(diǎn)是能在張應(yīng)力水平遠(yuǎn)低于材料屈服極限的情況下而使帶材產(chǎn)生塑性延伸。在彎曲矯直輥?zhàn)饔孟碌暮苄∫欢螏Р氖翘幵谒苄誀顟B(tài)，而在張力輥之間的其余部分僅產(chǎn)生彈性變形，即使在帶材產(chǎn)生塑性變形的區(qū)域內(nèi)，也總是只有一小部分帶材截面處于塑性變形狀態(tài)，因此不容易出現(xiàn)在帶材邊部的缺陷處斷帶的危險(xiǎn)。所以拉伸彎曲矯直的手段特別適用于薄板帶材，帶材在較之前不需切邊，而其延伸率很?。?/span>0.02%-0.2%）因此所需的矯直張力比單純的拉伸彎曲矯直時(shí)小很多，因此張力輥組需要輸出的轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)較小，從而保證了帶材的板形和材料物理性能。

 

 拉矯機(jī)HMI.JPG

 

 

2.       機(jī)組延伸率控制

 

多輥.JPG

           圖一：拉彎矯直機(jī)布置圖

延伸率控制主要作用是將實(shí)時(shí)檢測出的帶材實(shí)際延伸率值和給定的延伸率進(jìn)行比較，當(dāng)反饋延伸率大于給定延伸率時(shí)減小S4張力輥的轉(zhuǎn)矩給定進(jìn)而減小矯直張力；當(dāng)檢測值小于給定時(shí)，增大S4張力輥的轉(zhuǎn)矩加大矯直張力，從而實(shí)現(xiàn)恒延伸率控制。由于機(jī)組延伸率很?。?/span>0.02%-0.2%），在彎曲和矯直壓下量一定的情況下，轉(zhuǎn)矩調(diào)整很小。

延伸率控制主要由兩個環(huán)節(jié)構(gòu)成，一部分是延伸率比較環(huán)節(jié)，另一部分是延伸率調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。比較環(huán)節(jié)的作用是比較實(shí)際延伸率和設(shè)定延伸率的差值，當(dāng)差值的絕對值大于或小于誤差死區(qū)時(shí)，系統(tǒng)延伸率控制自動使能或保持。

3.       延伸率計(jì)算

延伸率是指材料在拉伸后伸長量與原始長度的百分比。即

微信圖片_20181127105156.png     （3-1） 

式中，E為延伸率；L1為拉矯前帶鋼的長度，mm；L2為拉矯后帶鋼的長度，mm;

在拉伸彎曲矯直時(shí),影響帶材延伸率的主要因素是:帶材彎曲曲率和矯直張力。彎曲曲率又是由多次彎曲輥與多輥矯直輥輥徑及其切入深度決定的，工作輥切入深度是由下輥?zhàn)惦姶砰y及油缸調(diào)節(jié)的。在工作輥輥徑確定的前提下，金屬帶材拉伸彎曲矯直工藝的主要因素便轉(zhuǎn)化為矯直張力、矯直輥切入深度。

4.       延伸率檢測

延伸率控制的基本原理可知，只有實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的檢測出帶材在拉彎矯直段的延伸率，才能對帶材延伸率進(jìn)行準(zhǔn)確的控制。公式（3-1）雖然簡單直接的給出了一種延伸率計(jì)算的方法，但是其只適合計(jì)算一段帶材的平均延伸率，不利于實(shí)時(shí)計(jì)算延伸率，所以在實(shí)際中一般利用拉彎矯直機(jī)組出口和入口帶材的線速度來間接的得到帶材的延伸率，方法如下：

                                            

微信圖片_20181127110043.png      （3-2）

L為帶材長度，m；v為帶材線速度，m/s；t為時(shí)間，s；由公式3-1可得；

                                                                             微信圖片_20181127110333.png      （3-3）

   E為延伸率；Vr為矯直入口帶材線速度，m/s；Vc為矯直出口帶材線速度，m/s；

由上式可以看出，通過拉矯機(jī)出口和入口帶材的線速度就可以得出延伸率，在本套拉彎矯直機(jī)組中，我們利用裝在張力輥S4電機(jī)和張力輥S5電機(jī)上的編碼器來檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)而計(jì)算出矯直段入口和出口的線速度，進(jìn)而得出延伸率。

5.       延伸率控制

當(dāng)前拉矯機(jī)的延伸率控制方法主要包括，延伸率直接控制法和延伸率間接控制法兩種。該機(jī)組延伸率采用間接控制法，主要是通過調(diào)整彎曲單元和矯直單元的切入深度以及微調(diào)矯直張力實(shí)現(xiàn)延伸率控制。其延伸率控制原理圖如圖二所示。


延伸率控制框圖.JPG


圖二 延伸率控制系統(tǒng)框圖

6.        矯直張力控制

拉彎矯直機(jī)組的矯直段的張力主要是由入口張力輥組3#（S1.1、S1.2、S1.3、S1.4）和出口張力輥組6#（S2.1、S2.2、S2.3、S2.4）的8根張力輥產(chǎn)生的，其中入口張力輥組3#總的輸出轉(zhuǎn)矩直接決定矯直張力的大小，出口張力輥組6#的主要作用是產(chǎn)生與3#張力輥組相應(yīng)的張力，其方向與3#的張力方向相反，同時(shí)6#張力輥組控制全線的運(yùn)行速度。

   7.    開卷、卷取張力控制

開卷機(jī)和卷取機(jī)均采用速度控制加力矩限幅的控制模式，為了保證在加減速及卷徑變化的過程中，卷取張力恒定，本系統(tǒng)通過準(zhǔn)確的計(jì)算帶材卷徑，對開卷和卷取機(jī)進(jìn)行合理的空載轉(zhuǎn)矩和動態(tài)轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了開卷和卷取機(jī)控制全過程的恒張力，進(jìn)而保證了矯直段張力的穩(wěn)定。


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