帶鋼連續(xù)生產(chǎn)線后續(xù)重卷檢查機(jī)組張力控制分析

帶鋼連續(xù)生產(chǎn)線后續(xù)重卷檢查機(jī)組張力控制分析

鋼鋼公司計(jì)劃設(shè)計(jì)采用新的重型吹掃槽（代碼1-#重氣泡吹掃機(jī)），涵蓋一般壓洗機(jī)cq、sedtq和厚鋼590cq的特種壓力。鍍層既有純鋅(GI)鍍層也有鋁鋅(GL)鍍層,年處理量15.31萬t,以家電板、建筑板為主,兼顧部分汽車外板和結(jié)構(gòu)件。本文對該帶鋼連續(xù)生產(chǎn)線中拉矯機(jī)前后的1#和2#張力輥組的張力變化、變頻電機(jī)和減速機(jī)的選型等進(jìn)行分析計(jì)算。1調(diào)整拉矯機(jī)關(guān)的線速度,增加張力輥的設(shè)計(jì)和安裝經(jīng)過重卷檢查機(jī)組的帶鋼不允許存在浪邊、浪形、瓢曲以及輕度的鐮刀彎,拉矯機(jī)就是消除這些缺陷的重要設(shè)備,其延伸率的大小對成品帶鋼板形和成材率有著關(guān)鍵性的影響。拉矯機(jī)的延伸率即其前后入、出口張力輥組的相對速度差,V1、V2分別為入口、出口張力輥組的線速度。一般拉矯機(jī)上帶鋼的延伸率大致為0.5%~3.0%,這就要求前后張力輥組之間的相對速度差也只能在這個范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。該鋼廠鍍鋅線的后續(xù)重卷檢查機(jī)組最大工藝速度為200m/min,為避免出現(xiàn)因張力輥設(shè)置不合理而導(dǎo)致帶鋼運(yùn)行時忽斷忽續(xù)打滑、拉矯效果差的問題,進(jìn)行了3個方面的改進(jìn):(1)增加輥面與帶鋼之間的摩擦,將兩組張力輥的8個傳動輥由鍍鉻輥改成表面毛化輥,其厚度為0.080+0.02mm,硬度為HV900~1000,以增大摩擦系數(shù)。(2)減少各段張力波動帶來的打滑,分別在1#張力輥組的入口1#輥和2#張力輥組的出口3#輥增設(shè)壓輥,以防止張力輥過載而產(chǎn)生打滑。與此同時,在調(diào)控時應(yīng)努力確保各工段的張力基本恒定。(3)降低輥面的機(jī)械磨損、磨光,啟動、制動時的慣性效應(yīng),定期對輥面進(jìn)行維護(hù)和更換。2張力輥軸承的傳動計(jì)算2.1帶鋼包繞機(jī)拉矯機(jī)及機(jī)組機(jī)組各段張力值的建立,是依靠開卷機(jī)、卷取機(jī)、拉矯機(jī)、夾送輥和張力輥實(shí)現(xiàn)的。本機(jī)組1#張力輥組位于2#夾送輥和拉矯機(jī)之間,2#張力輥組位于拉矯機(jī)和糾偏輥之間,其局部機(jī)組布置見圖1。帶鋼包繞在張力輥上,在包繞接觸處(包角處)產(chǎn)生摩擦力,正是這個摩擦力,使出口張力與入口張力按照某種規(guī)律變化,借此改變張力值,對整體機(jī)組實(shí)現(xiàn)張力控制。1#張力輥組將開卷張力36kN逐漸放大到149kN進(jìn)入拉矯機(jī),拉矯機(jī)出口張力繼續(xù)提升到186kN,經(jīng)過2#張力輥組逐步遞減到卷取張力39kN,完成拉矯機(jī)前后的張力變化。該機(jī)組可處理厚度為0.25~2.00mm、寬度為750~1330mm的帶鋼,穿帶速度為30m/min,最大工藝速度為200m/min。2.2帶鋼年構(gòu)模量張力輥輥徑的選擇應(yīng)保證不超過帶鋼的表面屈服極限,以免造成永久變形,即:式中:E為帶鋼彈性模量,一般取210GPa;h為帶鋼厚度,取最大厚度2mm;σs為帶鋼屈服極限,σs≤650MPa。實(shí)際選取張力輥半徑為:R=400mm。2.3張力輥組的傳動計(jì)算2.3.1調(diào)節(jié)回路1#、2#張力輥組由機(jī)架、張力輥、交流變頻調(diào)速電動機(jī)、減速器、氣動盤式制動器、壓輥、旋轉(zhuǎn)編碼器、電子接近開關(guān)、氣缸、軸承及軸承座等組成。其中:張力輥4個,尺寸為Φ800mm×1550mm,鋼輥焊接件,表面鍍鉻;張力輥傳動裝置為4個帶氣動抱閘的交流矢量馬達(dá);壓輥4個,尺寸為Φ250mm×600mm,表面襯聚氨酯;減速器4個,斜齒輪式;壓輥提升缸4個,氣缸尺寸為Φ200mm×100mm;刮刀4套。2.3.2直接包角功率計(jì)算(1)計(jì)算包角。如圖2所示,通過測量,此種模式的張力輥4個輥的包角大小一致:α1′=α2′=α3′=α4′=225.764°π/180=3.938rad。由于張力輥入口和出口處的帶鋼往往不是完全緊貼在輥面上,因此實(shí)際包角α小于理論包角α′,實(shí)際計(jì)算中α一般為(0.85~0.95)α′,這里取α=0.85α′。實(shí)際包角:α1=α2=α3=α4=3.3476rad。(2)計(jì)算放大系數(shù)μ值。(3)根據(jù)μ值計(jì)算功率。采用進(jìn)口電機(jī),效率η=0.95,電機(jī)功率N=ΔFxV/60/η。根據(jù)樣本最終選定六級電機(jī),N1=55kW,N2=75kW,N3=110kW,N4=160kW。由于F4=149kN,F0=36kN,ΔF=149-36=113kN,總功率∑N=ΔF×V/60/η=113×200/60/0.95=396.5kW。實(shí)際選擇(N1+N2+N3+N4)×η=400kW,由此可見兩者基本吻合。(4)減速機(jī)的功率計(jì)算。一般選擇1.8作為減速機(jī)的服務(wù)系數(shù),則有:減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速:n=V/(2πR)選定減速機(jī)輸入轉(zhuǎn)速N=1000r/min,故其傳動比i=N/n=1000/79.62=12.56。根據(jù)樣本最終選擇平行軸齒輪箱,傳動級數(shù)為2,工作頻率為50Hz,減速比i=12.5的減速機(jī),其功率為:P1=113kW,P2=169kW,P3=214kW,P4=282kW。2.3.3電機(jī)功率的確定(1)計(jì)算包角。如圖3所示,通過測量,此種模式張力輥的4輥包角不一致:α1′=3.889rad,α2′=3.808rad,α3′=3.851rad,α4′=3.938rad。實(shí)際包角為α1=3.306rad,α2=3.237rad,α3=3.273rad,α4=3.347rad。(2)計(jì)算放大系數(shù)μ值。(3)根據(jù)μ值計(jì)算功率分配。出于減少電機(jī)和減速機(jī)備件的考慮,在保證總功率的前提下,將電機(jī)功率盡量與1#張力輥組匹配,最終選擇的電機(jī)功率為:N1=220kW,N2=160kW,N3=110kW,N4=75kW。減速機(jī)的功率為:P1=353kW,P2=282kW,P3=214kW,P4=169kW。3選取張力的確定本文通過計(jì)算、分析,得到較精確的冷軋機(jī)組連續(xù)運(yùn)行的張力值及張力變化量,在滿足性能要求的條件下選取最