熱軋生產線卷取機芯軸自動控制

楊震

摘 要：熱軋生產線卷取機廣泛應用，而芯軸作為卷取機的核心部件，用來把軋制的板帶做進一步的成卷處理. 板帶進入卷取機的同時在助卷輥和芯軸的約束下彎曲形變成卷。芯軸的控制有傳動控制和膨脹控制。

關鍵詞：芯軸；傳動控制；膨脹控制

中圖分類號：TG33.2+4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）08-0067-01

熱軋生產線作為智能化工廠的重要組成部分是我國現代化工業生產中不可或缺的一環，而芯軸是熱軋生產線重要設備之一，直接關系到整個熱軋生產的成敗，在軋鋼過程中它能將帶鋼順利成卷并卷取整齊，緊湊。這樣便于熱軋帶鋼的存儲和運輸。所以對芯軸的自動控制必須做到精密、可靠。

1 芯軸傳動控制

芯軸的傳動控制主要從卷取時序上分為卷取開始，卷取過程，卷取結束。大功率電機通過兩級速度變速箱作用在芯軸上，如圖1所示。

1.1 卷取開始

當卷取機等待下一塊帶鋼進入時，芯軸控制為速度控制。芯軸速度的設定值為末架精軋機的速度加上一個增益值。一旦帶鋼頭部到達一號助卷輥，助卷輥開始進行踏步控制，在助卷輥輥和芯軸超調速度的作用下，帶鋼受到彎曲力形變成卷，帶鋼成卷幾圈后，芯軸處于完全膨脹狀態，將已經成卷的帶鋼漲緊。此時在夾送輥與芯軸之間建立張力，芯軸開始張力控制。電機轉矩隨著鋼卷圈數的增加而緩慢地增長，這樣帶鋼張力就可以保持恒定不變，卷出來的鋼卷才整齊緊湊。

1.2 卷取過程

在卷取過程中，通過傳動系統下發的設定值來保持帶鋼張力的恒定。一旦末架精軋機拋鋼，末架精軋機的帶鋼的張力由夾送輥承接。等到在夾送輥轉矩達到轉矩最大值時，芯軸驅動把帶鋼的張力減小，帶鋼減速。

1.3 卷取結束

根據帶鋼跟蹤系統，卷取機和夾送輥在帶鋼尾部到達熱金屬探測傳感器時進行減速。帶鋼的張力也由一個張力設定開始減小。夾送輥拋鋼以后，張力消失。當帶鋼尾部到達鋼卷五點鐘方向時芯軸速度停止，目的是方便卸卷小車卸卷時，鋼卷最外一圈保持緊湊。這個停止時序是根據帶鋼跟蹤系統來控制的，如果定位不準，操作工點動芯軸手動定位。當卸卷小車卸卷過程中，根據程序設定，芯軸以一個很小的速度的反向旋轉。當卸卷小車前進到打包機鞍座位置時芯軸停止，速度為零。

2 芯軸膨脹控制

芯軸由一個空心體和圍繞該空心體的四段弧形體組成，空心體中包含有一個用來移動各段的撐桿，撐桿是跟液壓缸連在一起的。膨脹液壓缸的無桿腔和有桿腔是由一個負責膨脹運動的伺服閥來控制的。芯軸驅動側有一個超聲波位置傳感器，用于控制撐桿的位置，這樣可以保證卷取期間能夠準確地控制撐桿的各個位置。芯軸的脹縮運動是通過撐桿的移動來實現的，撐桿行程和芯軸直徑的關系如圖2所示。

芯軸膨脹位置分為預膨脹位置，完全膨脹位置，收縮位置。為了確保卷好的鋼卷可以從卷取機的芯軸上準確無誤地卸出，芯軸必須在卷取開始之前處于預膨脹位置。當鋼卷卷取到一圈半以后，芯軸便開始完全膨脹。當帶鋼張力完全建立起來之后，，此時芯軸一直處于完全膨脹位置并保持。在鋼卷卷好、停止，卸卷小車提升臺以適當的壓力與鋼卷接觸后。芯軸必須再次收縮以便把鋼卷準確卸出。

3 結語

通過芯軸的自動化控制，很好地提高了芯軸的控制精度，使得帶鋼能夠順利進入卷取機并卷取整齊、緊湊，為熱軋帶鋼的存儲和運輸提供了便利。也為以后新技術的提出、改進提供了依據。