鋼板開卷系統卷徑算法的研究

摘要：介紹了鋼板開卷系統的構成和工作原理，提出開卷機卷徑的原有計算方法的不足并進行了改進。本文設計的開卷裝置具有結構簡單，便于引料和開卷，開卷精度高等特點，廣泛適用于中小型企業。

關鍵字：壓緊裝置；開卷；壓輥

1 引言

鋼板冷軋、熱軋生產線上，開卷剪切落料線是對金屬卷料進行開卷、校平（包括精校、粗校）、剪切（包括橫剪、縱剪）、垛料打包的組合加工設備。廣泛應用于家電、汽車、集裝箱、食品包裝、建筑、造船、鍋爐等金屬板材加工行業。特別是近年來，家電、汽車等行業的飛速發展，需要大量的薄板材料，而這些材料大都是卷材，所以開卷校平生產線的市場情況非常好。但是，生產高精度的開卷校平組合加工設備，特別是生產高技術的CNC的控制開卷校平生產線在國內還很少，只是少數幾家重型企業或鍛壓行業的企業生產普通型的生產線設備，所以應盡快開展這方面研究工作，本文就開卷線的設計提出一些改進設計。

2 開卷系統的概況

2.1 開卷系統的構成

開卷機主要由機架部分、主軸部分、主傳動部分與底座構成。

機架部分主要支撐主軸，有液壓系統控制下，油缸推動主軸在底座上橫向滑動，主要調整鋼卷處于生產線的中部，同時便于鋼卷

下料。

主軸部分為該機的核心部分，其四扇塊通過T型斜塊與滑套相連，并同時套在空心主軸上。芯軸與滑套相連，油缸控制芯軸運動，可實現四扇塊擋盤同時漲開和收縮。這樣當扇塊收縮時，有利于上卷；當扇塊漲開時，可將鋼卷漲緊，使主軸在帶動鋼卷旋轉時不致產生打滑，并且運轉平穩。另外，主軸尾部還安裝有制動裝置，以防止生產線停車時鋼卷的慣性旋轉，導致散卷。

主傳動部分主要由液壓馬達通過傳動軸驅動齒輪副傳動，傳動軸上安裝由氣缸控制的離合器。

2.2開卷系統的工作原理

工作原理示意圖如圖1所示（以雙錐頭式開卷機為例）：

圖1 開卷機開卷原理示意圖

主軸（一）在車輛油缸的控制下左右移動，使錐體遠離或壓緊鋼卷，實現鋼卷的上卷或壓緊。上卷時，車輛油缸的活塞向左移動，帶動主軸（一）進而帶動左邊的錐體左移，留出足夠的上卷空隙，上料車這時把鋼卷提升送進，車輛油缸活塞右移壓緊鋼卷。圖1右下角的手柄為制動手柄，當開卷機欲停止工作時，調整手柄可以實現停車。壓緊后，鋼卷與兩塊錐體連成一體，電機提供的動力傳到主軸（一）上，軸的旋轉帶動錐體及中間的鋼卷旋轉，鋼卷即可以打開。

3 開卷機卷徑計算

在原有的計算基礎上，提出一種實用的、基于軟件編程的、能提高卷徑計算準確的方法，在很大程度上減少了打滑現象等現象引起的卷徑計算偏差。

因此，為了提高開卷卷徑的計算精度，在計算程序中引入一個卷徑變化量，它反映了在采樣周期內卷徑計算值最大可能的變化幅度。

式中：

h——開卷鋼材的厚度

△T——程序采樣周期

P——卷材的占積率，一般取0.95

C——修正系數，以確保一般取1.2

計算中，在卷徑變化的方向上，以上一次卷徑計算結果為起點做一個寬度為△T的區間，這個區間在卷徑變化方向上移動。如果用上式計算得本次卷徑計算值在這個區間范圍內，則用它作為本次卷徑計算，這樣區間和卷徑的計算值是同步變化的；如果用上式計算出的本次卷徑值不在這個區間范圍內，程序則會用接近他的值來作為本次卷徑計算結果。

這個計算結果被用于張力控制中，也被用于下一次計算的區間的起點，可以限制卷徑計算程序的第一次計算時，以初始卷徑作為起點。

4 結語

總之，要保證一個軋鋼生產線順利進行，精整的開卷系統是必不可少的一個環節。經過以上新的計算方法的處理，每次計算值的允許變化量最大為△T最小為0，可以限制卷徑計算值不會突變和反向變化，使得卷徑計算結果反映實際卷徑變化規律，從而也提高了整個開卷機的精度，使系統的設計更加完善。

參考文獻

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作者簡介

逄玲（1982—），女，本科，山東萊州人，煙臺城鄉建設學校，研究方向：機械制造及自動化。