基于遗传算法的热连轧机弯辊力预设定控制

轧制力计算案例

原料加厚到135mm 适应性分析 根据爱克伦德公式计算各轧机热轧时平均单位压力，然后求出总轧制力，参照板带厂620mm 热带设备性能参数分析运行情况。 爱克伦德公式()()εη++=k m p 1 m ——外摩擦对单位压力影响的系数 h H h h R f m +?-?= 2.16.1 η——粘性系数 ()t 01.04.11.0-=η 2 m m s N ? t ——轧制温度 ε——平均变形速度 h H R h v +?=2ε )4.1)(01.014(8.9Mn c w w t K ++-=2 mm N c w ——以质量分数表示的碳含量 Mn w ——以质量分数表示的锰含量 )0005.005.1(t a f -= 对于钢性轧辊a =1，对于铸铁轧辊a =0.8 一、首先计算0R 机架：以435135?mm 原料为例 0R 铸钢轧辊，辊径560mm~650mm mm R 325=半径大 0R 辊缝摆设在105mm~95mm mm S 30=小 0R 速度设定s m v 6.0= 轧件轧前尺寸mm B H H 420135?=? （考虑RE0） 轧件轧后尺寸mm b h h 430105?=? 轧制温度执行1100℃以上， 1100=t ℃ 5.0)11000005.005.1(1)0005.005.1(=?-=-=t a f

179.0105 13530 2.1-303255.06.12.16.1=+???=+?-?= h H h h R f m s mm v 600= 5 .53)3.012.04.1)(110001.014(8.9)4.1)(01.014(8.9=++?-=++-=Mn c w w t K （普碳） ()3.0)110001.04.1(1.001.04.11.0=?-=-=t η2 m m s N ? 519.1105 135******** 22=+?=+?=h H R h v ε ()()61.63)519.13.05.53)(179.01(1=?++=++=εηk m p 计算总轧制力 KN bl p p 2669303252 430 42061.63=??+? == 同上原理可以计算出 表一 同理品种钢以65Mn 为例 67.89)165.04.1)(110001.014(8.9)4.1)(01.014(8.9=++?-=++-=Mn c w w t K

张力控制系统

张力控制系统MAGPOWR （美塞斯MC01/400/830/1898）往往是张力传感器和张力控制器的一种系统集成，目前主要应用于冶金，造纸，薄膜，染整，织布，塑胶，线材等设备上，是一种实现恒张力或者锥度张力控制的自动控制系统，其作用主要是实现辊间的同步，收卷和放卷的均匀控制。 工作原理 这种控制对机器的任何运行速度都必须保持有效，包括机器的加速、减速和匀速。即使在紧急停车情况下，也应有能力保证被分切物不破损。张力控制的稳定与否直接关系到分切产品的质量。若张力不足,原料在运行中产生漂移,会出现分切复卷后成品纸起皱现象;若张力过大,原料又易被拉断,使分切复卷后成品纸断头增多。 一套典型的张力控制系统主要由张力控制器，张力读出器，张力检测器，制动器和离合器构成。根据环路可分为开环，闭环或自由环张力控制系统；根据对不同卷材的监测方式又可分为超声波式，浮辊式，跟踪臂式等，下图为一个典型的闭环张力控制系统。 人工控制 MAGPOWR <1ll人工张力控制系统是适合于收卷，点到点和一些特定的放卷应用场合使用的低成本解决方案. 我们的手动电源供应器可以让f~ 淌除剩磁，15可以通过莫独特的皮向电流性能而用到制动器或离合器的完整的功率范围。该系统最适合应用于: ( 1 )需要自然锥角的收卷场合 ( 2 )卷装成形保持不变的点到点应用场合 ( 3 )从满卷到卷芯的放卷过程中允许有少量张力变化的场合 人工电源供给采用电流调节方式，当离合器或制动器从环境温度变化到工作温度时，莫输出仍保持不变。 可选用带有跳结器的90VDC 和24VDC 电压供给，额定电流可以调节，还可匹配磁粉制动器满足榕的应用需求。 可选安装方式DIN 标准导轨(C E) .撞墙式安装，印刷电路板。 张力控制系统(3张) 控制方式

浮动辊

浮动辊是采用穿连两端带挡板的料辊套的辊体，并通过将传动轴上预留调整量位置的锁紧套锁紧构成，或是采用传动轴上两端带挡板中间适当长度的一个以上料辊套组成的辊体。其特征在于：由安装在轧辊支撑架上两个相互啮合的轧辊及安装在浮动送料辊支架上通过传动轴串联连接的多个浮动料辊组成的；浮动送料辊与料卷连接。 技术应用[回目录] 1.分切机上的浮动辊 一种垂直运动方式分切机上的浮动辊。采用精密导轨副垂直设置在墙板内侧上，浮动辊连接座移动设置在精密导轨副，气缸中活塞杆一一端连接在墙板上，另一端连接浮动辊连接座，浮动辊两端连接浮动辊连接座，滑动变阻器一端连接浮动辊连接座。解决了现有技术中浮动辊张力方式是水平方向摆动必先克服辊子自重、与张力方向不一致而导致的精度低且无法提高驻及整个机构非常庞大等缺陷。本发明的浮动辊采用垂直上、下运动方式，不仅能在收卷物料上形成张力，且精度得以提高，体积减小，成本降低。 2.浮动辊在印刷机收放卷张力控制中的应用 在卷材的生产加上中比如成卷薄膜或纸张等的印刷、涂布，有放卷收卷等有关卷取草作的工序，卷材张力在动态地变化。在卷取过程中，为保证生产效率和卷材的表面质量保持恒定的张力是十分必要的。介绍一种在工作中经常采用的张力自动控制方法——浮动辊式张力自动控制系统。 张力检测控制原理[回目录] 1）单浮动辊张力控制系统 单浮动辊张力控制系统如图1所示该系统主要由浮动辊3低摩擦缸4电位器5等组成。当气缸上腔接入压缩空气时作用于薄膜上的张力为辊重力垂直分力与气缸垂自作用力之札。由于浮动辊摆角较小．摆动过程中垂直分力基本不变因此直接改变气缸的压力就能调整薄膜的张力张力大小与膜卷直径无关．在卷绕过程中．当张力发生变化时，浮动辊相应摆动电位器间接检测出张力变化，经P，D调整后控制卷取速度，保持薄膜张力恒定。 在应用于中心卷取过程中除了上述实时张力控制外还存在随着膜卷直径增大。膜卷线速度不变的情况下角速度逐渐减小的过程。开始时卷材作用在浮动辊上的拉力与辊自身的重力。气缸的推力相平衡浮动辊处于中间的平衡位置．随着膜卷6直径的增大。浮动辊3，句上摆动，带动电位计5旋转，使反馈信号偏离了原平衡点电压值。该信号与给定电压信号相比较得出偏差值经积分运算后，调整电机速度，使电机的转速下降卷材的张力恢复到给定值。浮动辊又回到原来的平衡位置。在整个卷绕过程中随着膜卷直径的增大，电机转速不断进行调整，使薄膜张刀保存恒定。雁常情况下膜卷直径变化范围—般为5-8倍，果用伺服驱动模式时调速范围可以达到10倍左右。

WS轧机结构分析及设计要点

WS轧机结构分析及设计要点 钢材在国家经济发展及居民生活中发挥着重要的作用，现今，我国的钢铁产量居世界第一，在钢材的生产过程中，WS轧机是应用于板材生产中的重要设备，其主要采用的是一个工作辊可移动和工作辊弯辊技术，从而大幅度地提高板材生产的精度。在WS轧机的设计过程中，做好对于WS轧机的结构和零件的设计能够使得WS轧机的设计更为合理，产量和板材的生产精度更为优秀。 标签：四辊冷轧机；工作弯辊；辊横移；结构设计 前言 在经济快速发展的今天，对于板材的产量与生产精度提出了更高的要求，因此，做好对于新型板材的研制以满足对于板材精度的需要是现今乃至今后一段时间内轧机研究的重点。冷轧板带是近些年来应用较多的一种板材，同时随着经济的快速发展，冷轧板材的需求将会越来越大，做好对于WS轧机的研发和结构设计对于确保冷轧板材的生产有着十分重要的意义。 1 WS冷轧机工作原理 1.1 冷轧机板形控制中所面临的困难 四辊冷轧机是现今广泛应用于板材生产的重要设备，相对于二辊轧机，其通过采用较小的工作辊径和较大的支撑辊径来降低辊工作时轧制力所带来的挠度，但是，在使用过程中发现，当冷轧机的支撑辊径超过一定的范围后将会使得冷轧机无法降低其挠度对轧机所带来的影响，其主要是由于造成轧机工作辊的挠度多是由于支撑辊和工作辊之间的不均匀接触所带来的，为降低和控制外力所带来的挠度，可以采用在工作辊中突出原始磨削的凸度或是在冷轧机的工作辊中添加液压反弯装置。在辊表面添加凸度，由于凸度是定值，从而使得在冷轧机轧制过程中无法灵活的应对轧制力的变化，再加上在工作中由于热膨胀/磨损等所带来的影响将会使得冷轧板形的控制较为困难，其缺乏足够的控制能力，因此在冷轧机结构中应用不多。而在冷轧机中使用反弯装置能够更好的对板形进行控制，但是其在工作的过程中由于受到辊径强度以及轴承寿命方面的考虑，限制了其工作时的工作压力。同时对于L/D比较大的工作辊液压反弯容易使得轧制的冷轧钢带出现复合波。从而影响冷轧钢的轧制效果。随着科技的进步，现今还发展了通过加热或是冷却来对工作辊热凸度进行控制的方法或是通过改变辊内高压油压力来改变辊凸度的方法，但都并未达到预期效果，因此，需要加强对于板形控制的方法来提高板形的精度。 1.2 WS轧机的工作原理（如图1所示） 一般的四辊轧机在工作时由于结构的限制使得其在工作时支撑辊与工作辊的两端存在着“有害区”，其中“有害区”主要是指在工作中由于弯曲应力和辊变形

热轧轧制力计算与校核

6 轧制力与轧制力矩计算 6.1 轧制力计算 6.1.1 计算公式 1. S.Ekelund 公式是用于热轧时计算平均单位压力的半经验公式，其公式为（1）； ))(1ηε++= P k m （ （1） 式中：m ——表示外摩擦时对P 影响的系数，h H h h R f m +?-?= 2.16.1； 当t≥800℃,Mn%≤1.0%时，K=10×（14-0.01t ）（1.4+C+Mn+0.3Cr ）Mpa 式中t —轧制温度，C 、Mn 为以%表示的碳、锰的含量； ε— 平均变形系数，h H R h v +?=2ε；η—粘性系数，')01.014(1.0C t -=ηMpa.s F —摩擦系数，)0005.005.1(t a f -=，对钢辊a=1，对铸铁辊a=0.8； ‘C — 决定于轧制速度的系数，根据表6.1经验选取。 表6.1 ’ C 与速度的关系 轧制速度（m/s ） ＜6 6~10 10~15 15~20 系数‘ C 1 0.8 0.65 0.60 2. 各道轧制力计算公式为 p h R b B p F P h H ??+= =2

6.1.2 轧制力计算结果 表6.2粗轧轧制力计算结果 道次 1 2 3 4 5 T（℃）1148.68 1142.76 1133.93 1117.15 1099.45 H（mm）200 160 112 67 43 h(mm) 160 112 67 43 30 Δh(m m) 40 48 45 24 13 Ri(mm) 600 600 600 600 600 f 0.476 0.479 0.483 0.491 0.500 m 0.194 0.266 0.408 0.596 0.755 K(Mpa) 64.3 65.9 68.1 72.4 76.9 ‘ C 1 1 1 1 1 η0.251 0.257 0.266 0.283 0.301 v(mm/s) 3770 3770 3770 3770 3770 5.408 7.841 11.536 13.709 15.204 P(Mpa) 78.5 85.9 100.2 121.8 143.0 B(mm) 1624 1621 1635.4 1623.9 1631.1 H b(mm) 1621 1635.4 1623.9 1631.1 1615 h P(KN) 19720 23743 26834 23778 20501

冷连轧机张力控制

一、冷连轧机的工作原理 四机架冷连轧机的机械组成是由开卷机、四个连轧机架、卷取机等组成。 轧钢的轧制分穿带、建张、正常轧制和出钢四个阶段。带钢经过开卷机后经酸洗、水洗到达第一机架，第一机架轧辊的带动电机通过电动使带钢穿过，依此法使带钢穿过二、三、四机架到卷取机，卷取机咬住带钢后，穿带结束。在张力闭环控制投入之前，通过手动调节开卷机、四个机架轧辊及卷取机的速度来建立各机架间及开卷机与第一机架间第四机架与卷取机间的张力建张结束后，在不进行张力闭环控制情况下，靠各机架速度的搭配给定进行轧制。当张力达到设定张力的100% 时，张力闭环控制投入运行，进入正常张力轧制阶段。 张力是联系各个机架参数的桥梁和纽带，在较大的张力条件下进行轧制是带钢冷连轧生产的一个重要特点，这就要求张力的控制要合理，而张力控制系统是一个在高实时性要求下的变参数系统，所以对它进行实时快速的控制就显得非常必要了。 轧机张力的产生与测量 张力是连轧过程的一个重要现象，各机架通过带钢张力传递影响，传递能量而相互发生联系，张力是由于机架间速度不协调而造成的，以两个机架为例，由于某种原因(外扰量或调节量变动时)而使1#轧机带钢出口速度减小(可以是轧辊速度减小，也可能由于压下率等其他工艺参数变动，造成前滑量减小)或使2#轧机带钢入口速度加大(原因也可以是轧辊速度变大或后滑量减小)，结果使1#~2#机架间的带钢产生拉拽，从而产生张力。 张力问题是连轧中的核心问题，大张力轧制是带钢冷连轧生产的一个重要特点，合理的张力制度，可以保证轧制过程稳定而且对成品带钢质量及带卷质量的控制有着重要的影响。 张力在轧制过程中的主要作用有如下几点： (1)防止轧件跑偏防止轧件跑偏是保证冷连轧能否正常轧制的一个 重要问题。在实际的生产过程中，轧件跑偏将破坏正常板形，引起操作事故甚至设备事故,特别是在开坯时，需耗费很多时间，甚至采用停机、抬辊等办法来纠正，直接影响生产效率，因此，在轧制过程中必须尽量地防止轧件跑偏现象的发生。 (2)自动调节作用在轧制过程中，如果机架间的速度存在偏差，平衡状态将遭到

分切机张力控制方法

分切机张力控制方法 摘要：分切机的张力控制是分切机控制的核心。本文介绍了分切机张力的形成、影响张力稳定的主要因素、张力控制的实现形式以及张力控制系统应用性能分析。 关键词：分切机张力张力控制 1.引言 分切机主要是用来完成中低定量纸张（如卷烟纸、铝箔纸、玻璃纸、电容器纸等）和薄膜（如BOPP、PVC 等）及类似薄型材料的纵向分切和复卷。一般情况下，车速比较快，控制精度要求比较高，其中张力控制是其控制的核心。张力控制是指能够持久地控制原料在设备上输送时的张力的能力。这种控制对机器的任何运行速度都必须保持有效，包括机器的加速、减速和匀速。即使在紧急停车情况下，也应有能力保证被分切物不破损。张力控制的稳定与否直接关系到分切产品的质量。若张力不足,原料在运行中产生漂移,会出现分切复卷后成品纸起皱现象;若张力过大,原料又易被拉断,使分切复卷后成品纸断头增多[1]。 2 张力的形成 张力的形成有多种实现形式，但其基本原理都是一致的。如简图1所示， 设张力为F ,收料卷运行线速度为V1 , 放料卷运行线速度为V2 ,根据胡克定律可得张力F: , 式中:ε为原料的弹性模量;σ为原来的横截面积;L为原料牵引长度;t为原料传送时间，t=L/ V1 。由此可见,张力的形成是一个积分环节。在启动过程中,V1>V2,以使收卷辊内产生一定的张力,当收卷达到我们所要求的合适张力后,及时调节动力机构使V1、V2稳定,这样,原料就在此张力下稳定运行。张力控制系统就是要满足整机的张力稳定[2]。 3 影响张力稳定的因素 张力产生波动和变化的因素往往比较复杂，其主要影响因素大致有以下几个方面： (1) 机器的升降速变化必然会引起整机张力的变化。 (2) 分切机在收、放卷过程中，收卷和放卷直径是不断变化的，直径的变化必然会引起原料张力的变化。放卷在制动力矩不变的情况下，直径减少，张力将随之增大。而收卷则相反，如果收卷力矩不变时，随着收卷直径增大，张力将减少。这是在运行中引起原料张力变化的主要因素。 (3) 原材料卷的松紧度变化同时会引起整机张力的变化。 (4) 分切原材料材质的不均匀性。如材料弹性的波动，材料厚度沿宽度、长度方向变化等，料卷的质量偏心，以及生产环境温度、湿度变化，也会对整机的张力波动带来影响。 (5) 分切机的各传动机构（如导向辊、浮动辊、展平辊等）存在不平衡以及气压不稳等因素。 4．张力控制的实现形式 4．1 张力信息的检测方式 (1) 张力传感器检测方式：它是对张力直接进行检测，与机械紧密地结合在一起，没有移动部件的检测方式。通常两个传感器配对使用，将它们装在检测导向辊两侧的端轴上。原料通过检测导向辊施加负载，使张力传感器敏感元件产生位移或变形，从而检测出实际张力值。 (2) 卷径计算式检测方式：它是用安装在卷轴处的接近开关，检测出卷轴的转速，因为卷轴每转一圈，卷径会发生2倍于原料厚度的变化。 通过所设定的卷轴直径初始值和材料厚度，累积计算求得卷筒当前的直径，相应卷径的变化反映实际张力值的变化。 (3) 浮动辊位置检测方式：它是用安装在分切机上的气缸连接浮动辊带动角位移传感器来检测张力变化的。当张力稳定时，原料上的张力与气缸作用力保持平衡，使浮动辊处于中央位置。当张力发生变化时，张力与气缸作用力的平衡被破坏，浮动辊位置会上升或下降，此时摆杆将绕一点转动并带动浮动辊角位移传感

张力控制原理教程

10本文从应用的角度阐述了当前技术条件下，矢量变频技术在卷取传动中运用和设计的方法和思路。有较强的实用性和理论指导性。 关键词： 张力变频矢量转矩卷径 引言： 在工业生产的很多行业，都要进行精确的张力控制，保持张力的恒定，以提高产品的质量。诸如造纸、印刷印染、包装、电线电缆、光纤电缆、纺织、皮革、金属箔加工、纤维、橡胶、冶金等行业都被广泛应用。在变频技术还没有成熟以前，通常采用直流控制，以获得良好的控制性能。随着变频技术的日趋成熟，出现了矢量控制变频器、张力控制专用变频器等一些高性能的变频器。其控制性能已能和直流控制性能相媲美。由于交流电动机的结构、性价比、使用、维护等很多方面都优于直流电动机，矢量变频控制正在这些行业被越来越广泛的应用，有取代直流控制的趋势。 张力控制的目的就是保持线材或带材上的张力恒定，矢量控制变频器可以通过两种途径达到目的：一、通过控制电机的转速来实现；另一种是通过控制电机输出转矩来实现。 速度模式下的张力闭环控制 速度模式下的张力闭环控制是通过调节电机转速达到张力恒定的。首先由带（线）的线速度和卷筒的卷径实时计算出同步匹配频率指令，然后通过张力检测装置反馈的张力信号与张力设定值构成PID闭环，调整变频器的频率指令。 同步匹配频率指令的公式如下： F=（V×p×i）/（π×D） 其中：F 变频器同步匹配频率指令V 材料线速度p 电机极对数（变频器根据电机参数自动获得）i 机械传动比D 卷筒的卷径 变频器的品牌不同、设计者的用法不同，获得以上各变量的途径也不同，特别是材料的线速度（V）和卷筒的卷径（D），计算方法多种多样，在此不一一列举。 这种控制模式下要求变频器的PID调节性能要好，同步匹配频率指令要准确，这样系统更容易稳定，否则系统就会震荡、不稳定。这种模式多用在拉丝机的连拉和轧机的连轧传动控制中。若采用转矩控制模式，当材料的机械性能出现波动，就会出现拉丝困难，轧机轧不动等不正常情况。 转矩模式下的张力控制 一、转矩模式下的张力开环控制

张力控制原理介绍

第二章 张力控制原理介绍 2．1 典型收卷张力控制示意图 2

2．2 张力控制方案介绍 对张力的控制有两个途径，一是可控制电机的输出转矩，二是控制电机转速，对应这两个途径，MD330设计了两种张力控制模式。 1、开环转矩控制模式 开环是指没有张力反馈信号，变频器仅靠控制输出频率或转矩即可达到控制目的，与开环矢量或闭环矢量无关。转矩控制模式是指变频器控制的是电机的转矩，而不是频率，输出频率是跟随材料的速度自动变化。 根据公式F=T/R（其中F为材料张力，T为收卷轴的扭矩，R为收卷的半径），可看出，如果能根据卷径的变化调整收卷轴的转矩，就可以控制材料上的张力，这就是开环转矩模式控制张力的根据，其可行性还有一个原因是材料上的张力只来源于收卷轴的转矩，收卷轴的转矩主要作用于材料上。 MD系列变频器在闭环矢量（有速度传感器矢量控制）下可以准确地控制电机输出转矩，使用这种控制模式，必须加装编码器（变频器要配PG卡）。 2、与开环转矩模式有关的功能模块： 1）张力设定部分：用以设定张力，实际使用中张力的设定值应与所用材料、卷曲成型的要求等实际情况相对应，需由使用者设定。张力锥度可以控制张力随卷径增加而递减，用于改善收卷成型的效果。 2）卷径计算部分：用于计算或获得卷径信息，如果用线速度计算卷径需用到线速度输入功能部分，如果用厚度累计计算卷径需用到厚度累计计算卷径相关参数功能部分。 3）转矩补偿部分：电机的输出转矩在加减速时有一部分要用来克服收（放）卷辊的转动惯量，变频器中关于惯量补偿部分可以通过适当的参数设置自动地根据加减速速率进行转矩补偿，使系统在加减速过程中仍获得稳定的张力。摩 3

热轧轧制力计算与校核

6 轧制力与轧制力矩计算 轧制力计算 6.1.1 计算公式 1. 公式是用于热轧时计算平均单位压力的半经验公式，其公式为（1）； ))(1ηε++= P k m （ （1） 式中：m ——表示外摩擦时对P 影响的系数，h H h h R f m +?-?= 2.16.1； 当t≥800℃,Mn%≤%时，K=10×（）（+C+Mn+）Mpa 式中t —轧制温度，C 、Mn 为以%表示的碳、锰的含量； ε— 平均变形系数，h H R h v +?=2ε；η—粘性系数，')01.014(1.0C t -=η F —摩擦系数，)0005.005.1(t a f -=，对钢辊a=1，对铸铁辊a=； ‘C — 决定于轧制速度的系数，根据表经验选取。 表 ’ C 与速度的关系 轧制速度（m/s ） ＜6 6~10 10~15 15~20 系数‘ C 1 2. 各道轧制力计算公式为 p h R b B p F P h H ??+= =2

6.1.2 轧制力计算结果 表粗轧轧制力计算结果 道次12345 T（℃） H（mm）2001601126743 h(mm)160112674330Δh(mm)4048452413 Ri(mm)600600600600600 f m K(Mpa) ‘ C11111 η v(mm/s)37703770377037703770 P(Mpa) B(mm)16241621 H b(mm)16211615 h P(KN)1972023743268342377820501

表 精轧轧制力计算结果 道次 1 2 3 4 5 6 7 T(℃) 880 H(mm) 18 h(mm) 18 Δh(mm) 12 Ri(mm) 400 400 400 350 350 350 350 f m K(Mpa) ‘C 1 1 η v(mm/s) 3310 5080 7260 9690 12930 15220 17000 ε P (Mpa) 2 h H b B +(mm) P(KN) 21307 20047 18505 15905 18050 11604 8800 轧制力矩的计算 6.2.1 轧制力矩计算公式 传动两个轧辊所需的轧制力矩为（2）； Pxl M z 2= （2） 式中：P —轧制力； x —力臂系数； l —咬入区的长度。

在热轧带钢精轧机带钢头部新的张力控制

在热轧带钢精轧机带钢头部新的张力控制 摘要： 在这方面，提出了一种新的张力控制计划，提出了热轧带钢精轧机在带钢头部减少宽度收缩。拟议的管制计划是应用前活套控制启动，并组成个主要部分。首先，分析相关之间的宽度收缩，以及主电机电流的不同。第二，张力的计算方法是从相邻的俩架轧机的电流差异中得出，第三，主电机控制速度由PI控制器和参考速度的速度差异来控制。这表明，通过现场测试的光阳1号热轧带钢轧机的浦项制铁表示，靠拟议的管制计划，宽度收缩大大减少了。 1介绍 最近，当在热带钢精轧机带钢的厚度偏差，大大改善了，而带钢宽度质量没有改善。通常在热带钢轧机带钢宽度控制在粗轧机。厚度控制，主要是在精轧，但是，如果在热轧带钢中宽度是不准确控制，那么缺陷如宽度大的变化规律和宽度的收缩会发生（佐佐木，1996年；山田等人，1992年）。在带钢头部宽度收缩，这是界定为带的一部分，从进入下一个轧机，直到活套开始控制活套角度和张力，显示在图 1 ，依赖于原因，如过张力关系时，带钢达到每个轧机，速度安装错配，高速干预经营者和响应延迟的活套系统等（1992年；村田，1995年）热轧带钢轧机带钢头部的宽度收缩对生产力有不良影响。因此1张力控制系统是非常重要的，以尽量减少过张力，以防止带钢头部宽度收缩。 该中间机座张力的计算方法是当前的活套电机，由于活套系统在带钢头部具有响应延迟，所以张力无法控制。传统的张力控制系统从目前的一个轧机上主要电机的差异，计算出张力。但是宽度收缩发生在中间机座过张力，这是密切相关，当前的区别二主张根据之间的关系，宽度收缩和主要电机电流。此外，常规系统主要是应用到张力控制的厚带和前面的轧机（山下等人，1975年）。

商业轮转机的张力控制详解

商业轮转机的张力控制详解 前言：随着商业印刷市场的扩展，商业轮转机在商业印刷中表现出来了越来越重要的作用，但也给商业轮转机印刷质量和精度提出了更高的要求。轮转印刷过程中通常由于张力的影响使印刷品套印和折页不准，给印刷带来很多不良品，从而影响生产成本和市场的信誉。下文以桑拿C800为例分析商业轮转印刷张力控。 C800商业轮转印刷的显著特点是纸带从开卷到进入折页滚筒都是在绷紧状态下完成的，套准、烘干、冷却、加湿及裁切等前后纸带长度上百米，因此纸带张力稳定是保证正常印刷的首要条件现从五个方面分析纸带的张力控制。 送纸部分：送纸部分从纸的入口到印刷单元包括了一次张力和二次张力，一次张力采用的是轴制动方式，在纸卷芯部轴端设置刹车片和刹车盘，通过气压方式加载制动力，即气动式张力控制系统。保证纸卷以平稳的速度放纸，并通过浮动机构及张力检测电路，消除或减轻由于纸卷不圆、偏心、一头松、一头紧等本身原因造成的张力波动，并可在印刷过程中对纸卷不断变小引起的张力变化进行自动调整。如（图一） 图一：1纸筒也是张力控制器所在、2和4导纸棍、3浮动机构 电器控制原理图如（图二）

分析：供纸部的张力控制部分由刹车片、制动器、浮动辊等组成，为了使纸带张力保持恒定，纸卷制动器必须能够根据纸带张力的波动情况自动进行调整以保证纸带匀速、平稳地进入印刷装置。在机器平稳运行过程中，应保证纸带张力稳定在给定值上，在启动和刹车时防止纸带过载和随意松卷。在印刷过程中，随着纸卷直径不断减小，为保持纸带张力的恒定，需要对制动力矩进行相应的调整。在印刷过程中，纸带的线速度保持不变，而纸卷的角速度却随着纸卷直径的减小不断增大。在不考虑由角加速度产生的惯性力矩和阻力矩的前提下，为保证纸带稳定运行，应该满足下面的条件：F X R= T X r F为纸带张力，R为纸卷半径，T为纸卷轴芯的制动力，r为纸卷轴芯制动力半径。可以看出，随着纸卷半径的减小，如果不改变制动力的大小，纸带所受到的张力会越来越大，最终会使纸带被拉断。因此，在保持纸带张力稳定的前提下，随着纸卷半径的减小，制动力必须按照一定的规律随之减小。简而言之，就是刹车片与刹车盘接触后产生一定的摩擦力，从而使纸带具有一定的张力，浮动辊在张力的作用下产生摆动，通过一个电子检测元件将张力的变化转化为电信号，控制刹车盘电压，从而达到控制摩擦力大小的目的，实现纸带张力的自动控制。刹车片与刹车盘的间距应在1?2mm之间。 二次张力为无级变速控制：无级变速控制是通过电机的转速来控制张力的大小其控制原理图如（图三） 图三中：1铬棍、2电机传动的胶棍（又叫送纸棍）、3和4导纸棍、5浮动

气动张力控制系统的建模与仿真

气动张力控制系统的建模与仿真 摘要：本文简单介绍了张力控制的相关知识及气动张力控制系统的组成及工作原理，并对张力控制系统的收卷控制部分进行了数学建模与仿真。建立了比例压力阀控缸开环系统的简化模型，采用PID控制方法，在Matlab仿真平台进行系统模型仿真，得到了系统仿真曲线。 关键词：张力控制气动比例控制系统建模与仿真 近年来，气动技术以其自身独特的传动方式和优点，如清洁、结构简单、气体来源充足和成本相对较低，已在工业自动化领域广泛应用。将气动技术应用于恒张力控制系统已成为一个重要研究领域，PID控制，现代控制理论，智能控制等都被应用到气动系统的控制中。但是气动控制系统，由于气体的可压缩性，阀口非线性及气缸摩擦力等因素的影响，导致了气动伺服系统的强非线性、固有频率低、刚度小、阻尼小等特点，要得到满意的控制伺服系统比较困难。要对气动伺服控制系统进行分析和研究，一般需要首先建立该控制系统的数学模型。 本文通过介绍张力控制的相关知识及气动比例控制系统原理与组成，针对张力控制系统的收卷控制部分建立简单的比例压力阀控缸开环控制系统的数学模型，并在Matlab环境下进行了仿真。 一、张力控制的基础知识 张力控制，简单地说就是要控制物体在设备上输送时物体上相互拉长或绷紧的力。张力控制系统往往是张力传感器和张力控制器的一种系统集成，是一种实现恒张力或者锥度张力控制的自动控制系统，主要应用于造纸、纺织、薄膜、电线等轻工业中，其作用主要是实现辊间的同步，收卷和放卷的均匀控制。在带材或线材的收卷和放卷过程中，为保证生生产的质量和效率，保持恒定张力是很重要的。 这种控制对机器的任何运行速度都必须保持有效，包括机器的加速、减速和匀速。即使在紧急停车情况下，也应有能力保证被分切物不破损。张力控制的稳定与否直接关系到分切产品的质量。若张力不足,原料在运行中产生漂移,会出现分切复卷后成品纸起皱现象;若张力过大,原料又易被拉断,使分切复卷后成品纸断头增多。 一套典型的张力控制系统主要由张力控制器，张力读出器，张力检测器，制动器和离合器构成。根据环路可分为开环，闭环或自由环张力控制系统；根据对不同卷材的监测方式又可分为超声波式，浮辊式，跟踪臂式等。 1.典型收卷张力控制示意图

浅析分切机张力控制系统

浅析分切机张力控制系 An Analysis on Tension Control System of Cutter Zhang Y uncai ,Qi xingguang,Zhanghaili 摘要： 分切机的张力控制是分切机控制的核心。本文介绍了分切机张力的形成、影响张力稳定的主 要因素、张力控制的实现形式以及张力控制系统应用性能分析。 关键词： 分切机 张力 张力控制 1.引言 分切机主要是用来完成中低定量纸张（如卷烟纸、铝箔纸、玻璃纸、电容器纸等）和薄膜（如BOPP 、PVC 等）及类似薄型材料的纵向分切和复卷。一般情况下，车速比较快，控制精度要求比较高，其中张力控制是其控制的核心。张力控制是指能够持久地控制原料在设备上输送时的张力的能力。这种控制对机器的任何运行速度都必须保持有效，包括机器的加速、减速和匀速。即使在紧急停车情况下，也应有能力保证被分切物不破损。张力控制的稳定与否直接关系到分切产品的质量。若张力不足,原料在运行中产生漂移,会出现分切复卷后成品纸起皱现象;若张力过大,原料又易被拉断,使分切复卷后成品纸断头增多[1]。 2．张力的形成 张力的形成有多种实现形式，但其基本原理都是一致的。如简图1所示， 设张力为F ,收料卷运行线速度为V 1 , 放料卷运行线速度为V 2 ,根据胡克定律可得张力F: dt V V L F t o ? -=)(21εσ, 式中:ε为原料的弹性模量;σ为原来的横截面积;L 为原料牵引长度;t 为原料传送时间，t=L/ V 1 。由此可见,张力的形成是一个积分环节。在启动过程中,V 1>V 2,以使收卷辊内产生一 定的张力,当收卷达到我们所要求的合适张力后,及时调节动力机构使V 1、V 2稳定,这样,原料就在此张力 下稳定运行。张力控制系统就是要满足整机的张力稳定[2]。 2． 影响张力稳定的因素 张力产生波动和变化的因素往往比较复杂，其主要影响因素大致有以下几个方面： (1) 机器的升降速变化必然会引起整机张力的变化。 (2) 分切机在收、放卷过程中，收卷和放卷直径是不断变化的，直径的变化必然会引起原料张力的变化。放卷在制动力矩不变的情况下，直径减少，张力将随之增大。而收卷则相反，如果收卷力矩不变时，随着收卷直径增大，张力将减少。这是在运行中引起原料张力变化的主要因素。 (3) 原材料卷的松紧度变化同时会引起整机张力的变化。

张力控制器原理

1.什么是张力控制：所谓的张力控制，通俗点讲就是要能控制电机输出多大的力，即输出多少牛顿。反应到电机轴即能控制电机的输出转距。 2.真正的张力控制不同于靠前后两个动力点的速度差形成张力的系统，靠速度差来调节张力的实质是对张力的PID控制，要加张力传感器。而且在大小卷启动、停止、加速、减速、停车时的调节不可能做到象真正的张力控制的效果，张力不是很稳定。肯定会影响生产出产品的质量。 用变频器做恒张力控制的实质是死循环矢量控制，即加编码器反馈。对收卷来说，收卷的卷经是由小到大变化的，为了保证恒张力，所以要求电机的输出转 距要由小到大变化。同时在不同的操作过程，要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间，加速，减速，停车，大卷启动时，要在不同卷经时进行不同的转距补偿， 这样就能使得收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。 二．张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求 1．传统收卷装置的弊端 纺织机械如：浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。传统的收卷都是采用机械传动，因为机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的，据了解， 用于同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右。而且经常要维护，维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客户带来了很多的不便。 尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的，如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。在这种情况下，张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系 统。 2．张力控制变频收卷的工艺要求 * 在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。张力的单位为：牛顿或公斤力。 * 在启动小卷时，不能因为张力过大而断纱；大卷启动时不能松纱。 * 在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。 * 要求将张力量化，即能设定张力的大小（力的单位），能显示实际卷径的大小。 3．张力控制变频收卷的优点 * 张力设定在人机上设定，人性化的操作,单位为力的单位:牛顿. * 使用先进的控制算法:卷径的递归运算;空心卷径激活时张力的线性递加; 张力锥度计算公式的应用;转矩补偿的动态调整等等. * 卷径的实时计算，精确度非常高，保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。并且 在计算卷径时加入了卷径的递归运算，在操作失误的时候，能自己纠正卷径到正确的数值。 * 因为收卷装置的转动惯量是很大的，卷径由小变大时。如果操作人员进行加速、 减速、停车、再激活时很容易造成爆纱和松纱的现象，将直接导致纱的质量。 而进行了变频收卷的改造后，在上述各种情况下，收卷都很稳定，张力始终恒 定。而且经过PLC的处理，在特定的动态过程，加入一些动态的调整措施， 使得收卷的性能更好。 * 在传统机械传动收卷的基础上改造成变频收卷，非常简便而且造价低，基本 上不需对原有机械进行改造。改造周期小，基本上两三天就能安装调试完成。 * 克服了机械收卷对机械磨损的弊端，延长机械的使用寿命。方便维护设备。

商业轮转机的张力控制详细讲解

商业轮转机的力控制详解 前言：随着商业印刷市场的扩展，商业轮转机在商业印刷中表现出来了越来越重要的作用，但也给商业轮转机印刷质量和精度提出了更高的要求。轮转印刷过程常由于力的影响使印刷品套印和折页不准，给印刷带来很多不良品，从而影响生产成本和市场的信誉。下文以桑拿C800为例分析商业轮转印刷力控。 C800商业轮转印刷的显著特点是纸带从开卷到进入折页滚筒都是在绷紧状态下完成的，套准、烘干、冷却、加湿及裁切等前后纸带长度上百米，因此纸带力稳定是保证正常印刷的首要条件现从五个方面分析纸带的力控制。 送纸部分：送纸部分从纸的入口到印刷单元包括了一次力和二次力，一次力采用的是轴制动方式，在纸卷芯部轴端设置刹车片和刹车盘，通过气压方式加载制动力，即气动式力控制系统。保证纸卷以平稳的速度放纸，并通过浮动机构及力检测电路，消除或减轻由于纸卷不圆、偏心、一头松、一头紧等本身原因造成的力波动，并可在印刷过程中对纸卷不断变小引起的力变化进行自动调整。如（图一） 图一：1纸筒也是力控制器所在、2和4导纸棍、3浮动机构。

电器控制原理图如（图二） 分析：供纸部的力控制部分由刹车片、制动器、浮动辊等组成，为了使纸带力保持恒定，纸卷制动器必须能够根据纸带力的波动情况自动进行调整以保证纸带匀速、平稳地进入印刷装置。在机器平稳运行过程中，应保证纸带力稳定在给定值上，在启动和刹车时防止纸带过载和随意松卷。在印刷过程中，随着纸卷直径不断减小，为保持纸带力的恒定，需要对制动力矩进行相应的调整。在印刷过程中，纸带的线速度保持不变，而纸卷的角速度却随着纸卷直径的减小不断增大。在不考虑由角加速度产生的惯性力矩和阻力矩的前提下，为保证纸带稳定运行，应该满足下面的条件：F×R＝T×r F为纸带力，R为纸卷半径，T为纸卷轴芯的制动力，r为纸卷轴芯制动力半径。可以看出，随着纸卷半径的减小，如果不改变制动力的大小，纸带所受到的力会越来越大，最终会使纸带被拉断。因此，在保持纸带力稳定的前提下，随着纸卷半径的减小，制动力必须按照一定的规律随之减小。简而言之，就是刹车片与刹车盘接触后产生一定的摩擦力，从而使纸带具有一定的力，浮动辊在力的作用下产生摆动，通过一个电子检测元件将力的变化转化为电信号，控制刹车盘电压，从而达到控制摩擦力大小的目的，实现纸带力的自动控制。刹车片与刹车盘的间距应在1～2mm之间。 二次力为无级变速控制：无级变速控制是通过电机的转速来控制力的大小其控制原理图如（图三）

冷轧平整机种类及工作原理简述

冷轧平整机种类及工作原理简述 通过冷轧而变成纤维状组织的带钢，在退火工序中由于再结晶而变为具有新的结晶组织的带钢。这种退火后的带钢几乎完全成为软质状态，因此不适用于加工，只要稍稍给予轻度冲压加工，带钢表面就会产生拉伸应变和不规则的滑移线，明显有碍外观。这种退火带钢一般不能直接供给用户使用，必须进行平整轧制，即通过轻度的冷轧加工改善其材质、平整钢板形状。 平整轧制的目的 消除材料的屈服平台，防止加工时的拉伸应变；提高材料的屈服极限、降低屈服极限，以及扩大塑性加工范围；使带钢表面获得需要的粗糙度和光泽；矫正板材形状。 平整机种类 经过冷轧和退火后的带钢表面会多少粘有一些脏物，其主要成分是铁、铁离子和碳，在干平整时这些脏物会污染环境。随着粘附程度的不同，在干平整时这些脏物会玷污工作辊。通常它们粘附在工作辊的端部，且以点状或凸斑状粘附在打毛的轧辊表面上，在平整时粘附了脏物的工作辊会在带钢边部留下周期性的压痕，最终导致带钢质量的降低。 带钢在平整时采用干平整及湿平整工艺。各自特点如下： （1）干平整特点 所轧带材的表面可保持不受玷污；为下一步加工（渡锡）做准备；在轧辊与轧件间产生大的摩擦；保证只给轧件以有限延伸量和压下量；压下率一般为0.5%~6%。 （2）湿平整特点 不易压入杂质，或粘着杂质而产生辊痕缺陷，可以获得较大的压下量，确保延伸率；在平整后的带钢表面留下一层润滑的抗腐蚀或其他形式的薄膜；压下率可达10%。 平整率 由于平整压下率很小，难以测准其厚度差，因此用与压下率成比例的带钢长度变化率即延伸率来表示平整率，其表示式为： μ=（L1-L0）/L0*100% 式中，μ-平整带钢延伸率；L0、L1-平整前、后带钢长度。 延伸仪则是用对平整机前、后带速的测量来计算延伸率的，其公式为： μ=（Vh-VH）/VH*100%

冷轧机工作辊弯辊控制系统模拟

第37卷第1期2014年2月 V ol.37No.1 Feb.2014 辽宁科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Liaoning 冷轧机工作辊弯辊控制系统模拟 赵荣1，廖德勇2，刘宝权3 （1.鞍山技师学院机械系，辽宁鞍山114020；2.鞍钢股份公司大型厂， 辽宁鞍山114009；3.鞍钢集团钢铁研究院辽宁鞍山114009） 摘要：冷轧机弯辊集自动控制技术、液压伺服技术、流体动力学、轧制辊系变形等学科于一体，用传统传递函 数建立的系统数学模型计算结果与实际差距较大。本文基于MATLAB的SIMULINK平台，应用影响函数法精 确地计算了弯辊缸的负载等效刚度，建立了能够详尽描述弯辊系统的数学模型。模拟结果表明，半闭环弯辊系 统的阶跃响应时间为0.115s，与实测阶跃响应吻合。考虑管道影响后，实际弯辊力响应时间为半闭环弯辊系统 的2倍。 关键词：冷轧机工作辊；控制系统模拟；影响函数法；液压管路 中图分类号：TF341.6：TP273文献标识码：A文章编号：1674-1048（2014）01-0010-07 冷轧板形和厚度及其精度是衡量板带质量的重要指标。板形控制的核心是对辊缝形状的控制。液压弯辊控制系统是通过装设在弯辊缸块上的液压缸向工作辊或中间辊辊颈施加液压弯辊力，使轧辊产生附加弯曲，来瞬时改变轧辊的有效凸度，从而改变承载辊缝形状和轧后带钢的延伸沿横向的分布，以补偿由于轧制压力和轧辊温度等工艺因素的变化而产生的辊缝形状的变化［1］。轧辊弯辊是板形控制中最为活跃和有效的因素，是板带轧制生产中最主要的保证成品板形质量的手段之一［2］。实际的弯辊系统多采用半闭环控制系统，用伺服阀出口的压力替代弯辊缸的实际压力，其控制精度较低。实际弯辊力响应时间究竟滞后半闭环控制系统多少，未见类似研究结果。 实际轧制过程中，受轧辊偏心、辊缝润滑剂层厚度变化、轧辊轴承油膜厚度变化、控制系统的干扰、入口厚度的变化、硬度变化、平直度变化等影响必然导致轧制力变化，轧制力波动必然导致出口厚度波动，致使产品出现板形缺陷。根据板形良好条件，弯辊力必须对轧制力的波动进行快速实时补偿，并要求具有较高的响应速度、无超调、无震荡和高稳态精度。由于参数难于获取或模型难于实现，以往进行模拟计算时系统做了简化处理，从而对液压伺服系统模拟结果的真实性产生较大的影响［3］。 采用MATLAB软件的SIMULINK模拟平台对弯辊控制系统进行动态模拟分析，可以方便灵活地更改参数，为提高系统的动静态性能、产品质量提供可行性方案。本文的工作辊弯辊系统模拟考虑管道的影响，建立了能准确描述系统特性的弹性负载力控制系统模型，以实际应用的某冷轧厂4号线1780冷轧机组的工作辊弯辊系统作为模拟对象，并将模拟的结果与实际轧制数据进行比较。 1系统组成 图1所示为操作侧上下工作辊弯辊缸的半闭环控制回路。正负弯辊由安装在伺服阀后液压油路上的换向阀根据一级计算机发出的正负弯指令实现自动切换。伺服阀出口的油压通过压力传感器将油压信号转换为电流信号，电流信号经过隔离放大器转换为±10V电压信号，该反馈电压信号通过A/D转换为数 收稿日期：2013-08-22。 作者简介：赵荣（1964—），女，辽宁鞍山人，副教授。

连轧中的张力控制

第1讲 连轧与张力 在连轧生产中，张力影响其他工艺参数，其他工艺参数亦决定着张力，因此，张力是纽带，张力调节是最敏感的调节量，研究连轧，必须研究张力。所以对连轧与张力的研究有着重要意义。 1、连轧的基本概念 所谓连轧是指轧件同时通过数架顺序排列的轧机进行的轧制，各轧机通过轧件而相互联系、相互影响、相互制约。从而使轧制的变形条件、运动学条件和力学条件具有一系列的特点。具体内容如下。 A 连轧的变形条件 为保证连轧过程的正常进行，必须使通过连轧机组各架轧机的金属秒流量保持相等，此即所谓连轧过程秒流量相等原则，即 ====n v F v F v F h n 2h 21h 1 常数 或 ====n n n v h B v h B v h B h 2h 221h 11 常数 如以轧辊速度v 表示，则式1-17可写成 ()()()n n n S v F S v F S v F h 2h 221h 11111+==+=+ 在连轧机组末架速度已确定的情况下，为保持秒流量相等，其余各架的速度应按下式确定，即 n i S F S v F v i i n n n i ，，；） （）（2111h h =++= 如果以轧辊转速表示，则公式1-18可写成 ()()()n n n n S n D F S n D F S D F h 2h 2221h 111111n +==+=+ 秒流量相等的条件一旦破坏就会造成拉钢或堆钢，从而破坏了变形的平衡状态。拉钢可使轧件横断面收缩，严重时造成轧件断裂；堆钢可造成轧件引起设备事故。 B 连轧的运动学条件 前一机架轧件的出辊速度等于后一机架的入辊速度，即 1H h +=i i v v C 连轧的力学条件 前一机架的前张力等于后一机架的后张力，即 ===+q q q i i 1H h 常数 应该指出，秒流量相等的平衡状态并不等于张力不存在，即带张力轧制仍可处于平衡状态，但由于张力作用各架参数从无张力的平衡状态改变为有张力条件下的平衡状态。 在平衡状态破坏时，上述三式不再成立，秒流量不再维持相等，前机架轧件的出辊速度也不等于后机架的入辊速度，张力也不再保持常数，但经过一过渡过程又进入新的平衡状态。 2、如何理解理论的连轧和实际连轧的关系 （1）为保证连轧过程的正常进行，理论上要求通过连轧机组各架轧机的金属秒流量必