卡羅塞爾卷取機(jī)卷取錯(cuò)層問題分析和解決方案

卡羅塞爾卷取機(jī)卷取錯(cuò)層問題分析和解決方案針對(duì)國內(nèi)某酸軋機(jī)組使用的卡羅塞爾卷取機(jī)消滅的卷取錯(cuò)層問題,通過對(duì)卡羅塞爾卷取機(jī)卷取的受力分析,提示了卷取錯(cuò)層的本質(zhì)緣由在于末架軋機(jī)到卷取機(jī)之間的帶鋼內(nèi)部存在彎曲應(yīng)力,分析了引起帶鋼內(nèi)部彎曲應(yīng)力的緣由,通過機(jī)械和電氣等方面實(shí)行相應(yīng)的措施后,解決了卷取錯(cuò)層的問題.同時(shí)分析了大轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中大轉(zhuǎn)盤的角加速度與轉(zhuǎn)角位置之間的定量關(guān)系,為提高大轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中卷取張力動(dòng)態(tài)把握的穩(wěn)定性供給了理論依據(jù)和解決方案.《東北大學(xué)學(xué)報(bào)〔自然科學(xué)版〕》【年(卷),期】2023(031)0124(P1733-1736)卡羅塞爾卷取機(jī);卷取錯(cuò)層;受力分析;彎曲應(yīng)力;張力動(dòng)態(tài)把握王東紅;張淯淳;邸洪雙【作者單位】110004;202383;上海寶信寶立自動(dòng)化工程202383;東北大學(xué),軋制技術(shù)及連軋自動(dòng)化國家重點(diǎn)試驗(yàn)室,遼寧沈陽110004【正文語種】中文卡羅塞爾卷取機(jī)進(jìn)展卷取不僅可以大大減小投資本錢和占地面積,而且可以保證卷取質(zhì)量和生產(chǎn)效率。國內(nèi)外有關(guān)卡羅塞爾卷取機(jī)的爭論報(bào)道很少[1-6],卡羅塞爾1111、助卷器和帶頭三者速度相等時(shí),帶頭順當(dāng)?shù)匾胫砥?在卷取張力電流的作用下,帶鋼隨即繃緊并建立卷取張力,當(dāng)卷取確定圈數(shù)后,助卷器退出,180°12),進(jìn)入正常卷取狀問題,該問題直接影響到機(jī)組的正常運(yùn)行,并對(duì)下道工序的生產(chǎn)帶來不利影響。本文就國內(nèi)某酸軋機(jī)組使用的卡羅塞爾卷取機(jī)卷取錯(cuò)層問題的機(jī)理進(jìn)展了分析,并針對(duì)該問題進(jìn)展了對(duì)策爭論。1Fig.1OperatingprincipleofCarrouselcoiler錯(cuò)層問題產(chǎn)生的緣由在軋制力的作用下,帶鋼被末架軋機(jī)工作輥緊壓,將此處的帶鋼視為一個(gè)固定約束;另一方面,在卷取端,帶鋼可以沿芯軸軸向移動(dòng),將此處的帶鋼視為一個(gè)活動(dòng)端,為此可以布的纖維條組成,假設(shè)組成帶鋼的各個(gè)纖維條的變形均勻分布,那么在帶鋼卷取過程中就會(huì)避開錯(cuò)層現(xiàn)象的發(fā)生,但是軋制后的帶鋼或多或少地存在確定的板形缺陷,在卷取過程中組成該懸臂梁帶鋼的各個(gè)纖維條縱向變形分布發(fā)生動(dòng)態(tài)變化,使得帶鋼內(nèi)部產(chǎn)生附加拉壓變形。依據(jù)懸臂梁變形原理,附加拉壓變形會(huì)引起卷取機(jī)處的帶鋼產(chǎn)生移位,最終導(dǎo)致錯(cuò)層現(xiàn)象的發(fā)生。文獻(xiàn)[7-10]給出了有關(guān)張力對(duì)卷取過程影錯(cuò)層的產(chǎn)生消滅隨機(jī)性。在助卷過程中,助卷皮帶與帶鋼之間的壓力分布不均導(dǎo)致產(chǎn)生具有不確定性。由上述分析可知,導(dǎo)致錯(cuò)層產(chǎn)生的緣由在于末架軋機(jī)到卷取機(jī)之間的帶鋼內(nèi)部存在附加拉壓變形,使帶鋼產(chǎn)生鐮刀彎。帶鋼內(nèi)部存在附加拉壓變形的緣由是多方面的,在助卷時(shí),帶鋼和助卷器皮帶之間的壓力不均導(dǎo)致組成帶鋼的纖維條產(chǎn)生附加拉壓橫向應(yīng)力分布發(fā)生轉(zhuǎn)變導(dǎo)致錯(cuò)層的消滅;帶鋼縱向平坦度缺陷特別是單邊浪使帶鋼內(nèi)部產(chǎn)生附加拉壓變形?？梢?導(dǎo)致帶鋼卷取錯(cuò)層的緣由相當(dāng)簡潔,下面對(duì)某些重要因素進(jìn)展具體理論分析。卷取錯(cuò)層的理論分析助卷對(duì)錯(cuò)層的影響2,助卷器皮帶張力使助卷器皮帶緊緊地包住芯軸,由于安裝精度傳動(dòng)側(cè)抱緊力大于操作側(cè),抱緊力沿橫向呈線性分布,分布力表示如下：式中：b;q1,q2在助卷過程中芯軸在張力電流的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)皮帶以同速度運(yùn)行,該速度大于帶鋼速取。dx×dθ2γ,dx×dθ力計(jì)算如下：式中：r);μ(2)對(duì)θt(4)中的平均值與錯(cuò)層無關(guān),消退式(4)中的平均值成分,得助卷帶鋼附加應(yīng)力表達(dá)式：得到最大應(yīng)力：式(7)具有重大的應(yīng)用價(jià)值,不妨稱之為卡羅塞爾卷取機(jī)助卷方程。該方程反映了偏助卷引起的錯(cuò)層打算于偏助卷程度、當(dāng)前帶頭牽引位置和帶鋼厚度。偏助卷程度越大,帶鋼越薄,錯(cuò)層越嚴(yán)峻。在第一圈卷取過程中,隨著帶頭牽引位置的前移,錯(cuò)層越來越大,在到達(dá)角度α+β+π就解釋了為什么會(huì)消滅卷取抽心。從這里可以看出,為了消退卷取抽心,必需盡量保2Fig.2Forceanalysisofauxiliarycoiler芯軸軸承間隙對(duì)錯(cuò)層的影響助卷完成后,助卷器釋放且助卷器側(cè)支撐臂撤回,大轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng),助卷器側(cè)支撐臂撤回時(shí)3,芯軸下垂使帶鋼向傳動(dòng)側(cè)移動(dòng),導(dǎo)致操作側(cè)帶鋼產(chǎn)生附加拉應(yīng)力,傳動(dòng)側(cè)帶鋼產(chǎn)生附加壓應(yīng)力,由于彈性回復(fù)的緣由使帶鋼產(chǎn)生的附加應(yīng)力釋放,帶鋼又回到正常位置,由此從操作側(cè)看帶鋼產(chǎn)生向內(nèi)錯(cuò)移溝,芯軸間隙越大,向內(nèi)錯(cuò)移溝越明顯。同樣道理,當(dāng)大轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)完畢芯軸轉(zhuǎn)到卸卷位置,鋼卷小車側(cè)位置,由此從操作側(cè)看帶鋼產(chǎn)生向外錯(cuò)移筋,芯軸間隙越大,向外錯(cuò)移筋越明顯。3Fig.3Mandreldroppingduetoitsbearinggap大轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)錯(cuò)層的影響在大轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,芯軸一方面在自轉(zhuǎn),另一方面要隨著大轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)展公轉(zhuǎn),芯因而芯軸確實(shí)定角加速度等于公轉(zhuǎn)角加速度,在大轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的不同位置,公轉(zhuǎn)角加速度不同,因而需依據(jù)大轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)位置確定相應(yīng)的角加速度,進(jìn)而確定相應(yīng)的補(bǔ)償電流,才能保證芯軸動(dòng)態(tài)張力把握的穩(wěn)定性。否則,動(dòng)態(tài)張力的猛烈波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致帶鋼應(yīng)力分布的變化,也會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)層的消滅。解決卷取錯(cuò)層的方案案來解決卷取錯(cuò)層的問題。機(jī)械設(shè)備調(diào)整從式(7)可以看出,助卷引起的錯(cuò)層打算于助卷皮帶和帶鋼之間的接觸壓力橫向分布,橫向分布越不均勻,越簡潔消滅抽心問題。為了使助卷皮帶和帶鋼之間的接觸壓力橫向分布盡量均勻,必需調(diào)整助卷皮帶和轉(zhuǎn)向輥的水平度,使之與芯軸軸線盡量平行。待卷取完成后,大轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)前檢查卷取機(jī)芯軸的平行度;在卸卷位置,建張狀況下,通過外支撐臂托起和放下,檢查操作側(cè)/傳動(dòng)側(cè)張力差;調(diào)整夾送輥和轉(zhuǎn)向輥的垂直度和水平度;調(diào)整助卷皮帶的安裝位置;確認(rèn)卷取機(jī)的軸承狀況,特別是在旋轉(zhuǎn)過程中是否震動(dòng)等。通過以上作業(yè)從根本上解決了卷取內(nèi)圈、外圈溢出邊和錯(cuò)層問題。電氣把握優(yōu)化大轉(zhuǎn)盤的不同轉(zhuǎn)動(dòng)位置的卷取機(jī)角加速度的影響,為此必需正確地計(jì)算大轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)不同位置卷取機(jī)的角加速度。具體計(jì)算過程如下：θ[0.01°],n[0.1r/min],依據(jù)把握程序,當(dāng)θ≤16000,有θ＞16000n＞15012.043rad/s2;n=150引起張力的波動(dòng),需要經(jīng)過斜波發(fā)生器處理。θ≤16000大轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω[rad/s],計(jì)算如下：通過前面的分析可以得到在大轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中各個(gè)位置卷取機(jī)的角加速度值,依據(jù)這一結(jié)果對(duì)各個(gè)位置的電流進(jìn)展補(bǔ)償,并依據(jù)張力反響值與設(shè)定值的大小關(guān)系來增大或者減小補(bǔ)償系數(shù);調(diào)整卡羅塞爾旋轉(zhuǎn)時(shí)卷取張力把握的比例增益,增大比例增益塞爾旋轉(zhuǎn)的速度,延長卡羅塞爾旋轉(zhuǎn)的時(shí)間,使得張力調(diào)整更平穩(wěn)。結(jié)論依據(jù)卡羅塞爾卷取機(jī)卷取的受力特點(diǎn),提示了卷取錯(cuò)層的本質(zhì)緣由在于末架軋機(jī)到卷取機(jī)之間的帶鋼內(nèi)部存在彎曲應(yīng)力。導(dǎo)致帶鋼內(nèi)部存在彎曲應(yīng)力的緣由是多方面的,包括偏助卷、芯軸軸承間隙、大轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)張力波動(dòng)、單邊浪缺陷和壓輥偏壓。本文對(duì)助卷過程進(jìn)展了具體分析,建立了卡羅塞爾卷取機(jī)助卷方程,依據(jù)該方程可以很好地解釋鋼卷抽心現(xiàn)象。最終對(duì)大轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中大轉(zhuǎn)盤的角加速度與轉(zhuǎn)角位置之間的關(guān)系進(jìn)展了分析,提示了二者之間的定量關(guān)系,該關(guān)系對(duì)于大轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中卷取張力動(dòng)態(tài)把握具有重要的參考價(jià)值。某酸軋機(jī)組通過在機(jī)械和電氣等方面實(shí)行相應(yīng)的措施后,不但解決了卷取錯(cuò)層問題,參考文獻(xiàn)：AndoN,KogaK,MisawaY,etal.Integratedprocessofpicklinglineandcoldrollingmill(CDCMprocess)atKimitsuworks[J].NipponSteelTechnicalReport,1986,31：57-67.ShimizuY,IwataniJ,YamasakiY,etal.Developmentofnew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