冷軋薄板拉矯機延伸率控制策略與模型研究.pdf

1、冷軋板材在連續(xù)生產過程中，普遍使用拉矯機。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量和獲得好的軋前帶鋼的板形，在酸洗軋機聯(lián)合機組的入口段布置了拉矯機用于破鱗，以疏松表面氧化層及其他雜質同時改良板形。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，阻止滑移線的形成，同樣也設置了拉矯機以實現(xiàn)上述

2、工藝要求。
　　 本文的研究對象是馬鋼股份有限公司某冷軋板廠連續(xù)酸洗軋機聯(lián)合機組(Pick1ing and Tandem Cold Milling Line，簡稱PL-TCM)和連續(xù)熱鍍鋅機組(Continuous hot-deep Galvanizing Line，簡稱CGL)中裝備的2套帶鋼拉矯機(Tension Leveler，簡稱TL)。針對上述兩套帶鋼拉矯機在實際生產中出現(xiàn)的各種問題，通過理論分析與現(xiàn)場試驗相結合，找出

3、了導致問題產生的原因，即拉矯機張緊輥傳動控制方案的不合理，提出了有效的解決措施。
　　 熱鍍鋅機組中拉矯機致使帶鋼產生“振動紋”的根源是帶鋼的張力波動，表現(xiàn)為帶鋼與張力輥之間的摩擦打滑。通過理論和試驗分析，提出影響帶鋼張力波動的原因有三個主要因素，即拉矯機的入口出口張力波動，拉矯機張緊輥的輥面狀態(tài)與輥徑，以及電機的力矩的設定。而在酸洗軋機聯(lián)合機組中，拉矯機工作輥壽命短、張緊輥輥面磨損嚴重，其主要原因則是輥系的力矩分配不合理與負荷

4、不均所致。
　　 為了解決上述兩系統(tǒng)在生產中存在的問題，本文重點研究了拉矯機的張緊輥傳動系統(tǒng)的動力學特性。這兩套拉矯機均屬于集中驅動加二自由度的差動輪系的結構，其傳動系統(tǒng)是由兩個和六個混合驅動的行星差動齒輪結構的組合。而這種傳動系統(tǒng)存在著力矩匹配、補償問題。論文從機械運動學和動力學的角度，選擇廣義坐標，應用拉格朗日方程建立運動微分方程，對傳動鏈中的差動齒輪的力矩傳遞規(guī)律及功率與力矩的分配關系進行了較詳細的理論分析，得出了差動齒輪

5、副穩(wěn)定工作的條件。
　　 在生產過程中，兩套帶鋼拉矯機的傳動系統(tǒng)為采用開環(huán)控制方式。帶材生產線上設置拉矯機的目的是獲得精確的延伸率，而開環(huán)控制方式有一個不可克服的缺點是拉矯機的運行容易受到機組元部件的不同狀態(tài)的影響，導致控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精確性出現(xiàn)異常。因此，開環(huán)控制方式無法滿足生產過程的要求。本文在分析了上述兩套拉矯機的結構和系統(tǒng)組成的基礎上，根據(jù)二自由度的混合傳動機構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