冷軋機(jī)張力控制系統(tǒng)分析

吳俊

摘 要：張力的穩(wěn)定性直接影響著軋制產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，軋機(jī)的恒張力控制是軋機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。主要闡述了張力在軋機(jī)生產(chǎn)中的作用、張力的概念、張力控制的基本原理和影響張力波動(dòng)的因素。

關(guān)鍵詞：冷軋機(jī)；張力控制；卷徑；動(dòng)態(tài)補(bǔ)償

中圖分類號(hào)：TG333 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.02.009

卷材在開卷和卷取的過程中，卷徑會(huì)不斷變化，進(jìn)而造成張力的不斷變化。如果沒有張力控制，那么卷材將出現(xiàn)皺褶、松張和厚度變化等現(xiàn)象，甚至發(fā)生斷帶。為了保障卷取質(zhì)量，滿足客戶越來越高的質(zhì)量需求，必須進(jìn)行張力控制。

張力控制系統(tǒng)就是為了保障卷材在卷取和開卷過程中保持恒定張力的控制系統(tǒng)。

1 張力在軋機(jī)生產(chǎn)中的作用

張力是指軋機(jī)的前后卷軸給帶材拉緊的力或者機(jī)架之間各輥系相互作用使帶材承受的拉力。以前張力為例，卷筒的外圓線速度只有大于帶材的出輥速度，也就是速度之差大于零才能建立前張力。在軋制過程中，張力主要有以下幾個(gè)作用。

1.1 降低單位壓力，調(diào)整主電機(jī)的負(fù)荷

張力的作用使變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了變化，減少了縱向的壓應(yīng)力，從而使軋制時(shí)金屬的變形抗力減少，降低了軋制壓力，減少了軋制時(shí)的能耗。前張力使軋制力矩減少，后張力使軋制力矩增加。當(dāng)前張力大于后張力時(shí)，能減輕主電機(jī)的負(fù)荷，增大道次的加工率。

1.2 調(diào)節(jié)張力可控制帶材厚度

由彈跳方程H=S+P/K（其中，H為軋出厚度，S為軋輥輥縫，P為軋制壓力，K為剛度系數(shù)）可知，用改變張力大小的方法來改變軋制壓力，可使軋出的厚度發(fā)生變化。

1.3 防止帶材跑偏

在實(shí)際生產(chǎn)中，由于各種原因的影響，帶材在運(yùn)行過程中容易發(fā)生跑偏，而且會(huì)隨著運(yùn)行時(shí)間的增加而越來越嚴(yán)重。為了防止跑偏，可以采用開卷對(duì)中和偏導(dǎo)輥等方法，但這兩種方法都有一定局限性。而適當(dāng)調(diào)節(jié)張力值，維持張力穩(wěn)定，可以使帶材在一定的張力作用下平穩(wěn)運(yùn)行。張力反應(yīng)迅速、無時(shí)滯，所以是防止帶材跑偏的有效方法。

1.4 有利于控制帶材的板形

板形是衡量帶材質(zhì)量的重要指標(biāo)，板形良好指的就是帶材的平整度好，如果邊部起浪、中部浪皺等，就主要是由于變形不均勻，使帶材中的殘余應(yīng)力超出了穩(wěn)定所允許的拉應(yīng)力而造成的。當(dāng)張力穩(wěn)定時(shí)，帶材沿寬度方向上的拉力不超過所允許的拉應(yīng)力，由此可保持帶材板形的平直。

2 張力控制原理

張力控制基本可以分為兩種：直接張力控制和間接張力控制。

2.1 直接張力控制

3 結(jié)束語

冷軋機(jī)張力控制系統(tǒng)各有各的特點(diǎn)，但基本上與上述原理和控制方法相同。張力控制在軋機(jī)控制中具有相當(dāng)重要的作用，張力波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致板型波動(dòng)、厚度波動(dòng)等，而且當(dāng)高速軋制時(shí)，張力的波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致軋機(jī)斷帶、火災(zāi)等事故。深入研究張力控制系統(tǒng)對(duì)保證軋制產(chǎn)品的質(zhì)量意義深遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭申白，曾慶良，李子林.軋制過程自動(dòng)化基礎(chǔ)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

[2]王志為.淺談冷軋機(jī)電氣控制中的張力控制[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2007（01）.

〔編輯：王霞〕