前言直流电机在现代工业中是一种很重要的电机．它可以作电动机使用，也可以作发电机使用，此外还有其它特殊的用途。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。近年来，在电力电子变换器中以晶闸管为主的可控器件已经基本被功率开关器件所取代，因而变换技术也由相位控制转变成脉宽调制（PWM）；交流可调拖动系统正逐步取代直流拖动系统。然而，直流拖动控制毕竟在理论上和实践上都比较成熟，而且我国早期的许多工业生产机械都是采用直流拖动控制系统，所以它在工业生产中还占有相当大的比重，短时间内不可能完全被交流拖动系统所取代。从生产机械要求控制的物理量来看，电力拖动自动控制系统有调速系统、位置随动系统（伺服系统）、张力控制系统、多电机同步控制系统等多种类型，各种系统往往都是通过控制转速来实现的，因此调速系统是最基本的电力拖动控制系统。调速系统按照不同的标准又可分为不同的控制系统。但是，从一定角度上来说，可以把调速系统笼统的分为开环调速系统和闭环调速系统。开环调速系统结构简单、容易实现、维护方便，但是它的静态和动态性能往往不能满足生产和控制要求。而闭环控制系统可以很好的解决这些问题，因此在实际生产中得到了广泛的应用。其中，转速、电流双闭环控制直流系统是性能最好、应用最广的直流调速系统。本文为直流调速系统的设计，包括系统设计方案选择，各单元的组成，元件的参数与选择等内容！通过本系统的设计，了解运动控制在工业上的应用！1
目录前言................................................................ 1 第一章设计的介绍.................................................. 4 1.1 设计目的................................................... 4 1.2
设计内容................................................... 4 1.3 设计题目...................................................
4 1.3.1 生产工艺和机械性能................................... 4 1.3.2 设计要求............................................. 5 1.3.3 直流电动机参数....................................... 5 第二章四辊可逆冷轧机的介绍........................................ 6 第三章系统各模块及其电路设计...................................... 7 3.1 主回路设计................................................. 7 3.2 控制回路设计............................................... 7 3.2.1 给定单元 (9)
3.2.2 转速调节器........................................... 9 3.2.4 反号器..............................................
13 3.2.5 触发电路............................................ 13 3.2.6 逻辑控制单元........................................ 14 3.2.7 零转矩检测单元和零电流检测单元. (15)
3.2.8 零封锁环节.......................................... 16 3.2.9 电流反馈与过流保护.................................. 17 第四章系统参数设计与计算......................................... 19
4.1 整流变压器的选择.......................................... 19 4.2 晶闸管的选择.............................................. 19 4.3 晶闸管保护措施............................................ 20 4.4 电流互感器的选择.......................................... 20 4.5 平波电抗器的计算.......................................... 21 第五章双闭环的动态设计和校验......................................
23 5.1 静特性分析和计算.......................................... 23 5.2 系统动态结构参数设计...................................... 23 5.2.1 电流调节器的设计和校验.............................. 24 5.2.2 转速调节器的设计和校验.............................. 26 第六章系统调试和校正............................................. 28 6.1 系统各功能模块性能的调试与测试............................. 28 6.1.1 系统的相位整定...................................... 28 6.1.2 触发器的整定........................................ 28 6.1.3 系统的开环运行及特性测试. (29)
6.1.4 速度反馈特性的测试.................................. 30 6.1.5 调节器的调试........................................ 31 6.1.6 电流调节器ACR 的调试.. (31)
6.1.7 反相器AR 的调试..................................... 31 6.2 系统整体功能测试........................................... 31 2
6.3 系统小结................................................... 32 第七章总结....................................................... 33 参考文献：.........................................................
34 附图............................................................... 34 3
第一章1.1 设计目的设计的介绍运动控制系统是自动化专业的主干专业课，具有很强的系统性、实践性和工程背景，运动控制系统课程设计的目的在于培养学生综合运用运动控制系统的知识和理论分析和解决运动控制系统设计问题，使学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法，提高学生调查研究、查阅文献及正确使用技术资料、标准、手册等工具书的能力，理解分析、制定设计方案的能力，编写设计说明书的能力。1.2 设计内容1、根据工艺要求，论证、分析、设计主电路和控制电路方案，绘出该系统的原理图（2 号图纸）。2、设计组成该电路的各单元，分析说明。3、选择主电路的主要设备，计算其参数（含整流变压器的容量S，电抗器的电感量L，晶闸管的电流、电压定额，快熔的容量等），并说明保护元件的作用（必须有电流和电压保护）。4、设计电流环和转速环（或张力环），确定ASR 和ACR（或张力调节器ZL）的结构，并计算其参数。5、结合实验，论述该系统设计的正确性。1.3 设计题目四辊可逆冷轧机的卷取机直流调速系统设计 1.3.1 生产工艺和机械性能四辊可逆冷轧机是供冷轧紫铜及其合金成卷带材之用，为提高其生产效率，冷轧机要往、返轧制其金属材料。直到达到要求的厚度时才停止。因此要求冷轧机左右两边的两台卷取机在从左往右的正向轧制过程中，左边一台卷取机作开卷机用，其工作在发电状态，右边一台卷取机作卷机用，工作在电动状态。若逆向轧制（从右往左轧制），右边卷取机作开卷机，工作在发电状态，左边卷取机则作卷取机用，工作在电动状态。两台卷取机的电动机参数完全一样，机械参数如下：带卷内径（卷筒直径）：500mm 带卷外径：680~1100mm 带卷最大重量：2000kg 4
带卷最大张力：2000kg 卷取机传动比：i=1.87 张力传感器器感传力张带材左卷取机图1-1 轧机四辊可逆冷轧机原理图右卷取机1.3.2 设计要求1、两台卷取机控制原理完全一样，仅设计其中一台；2、技术指标：稳态无静差，电流超调量σ i ≤ 5% ，空载起动至额定转速时的转速超调量σ o ≤ 10% 能实现快速制动。1.3.3 直流电动机参数Pnom = 150kw ，U nom = 230v ，I nom = 765 A ，nnom = 1400r / min ，Ra = 0.08? ，电枢回路总电阻R = 0.18? ，电流过载倍数λ = 2.5，GD 2 = 121.5 N * m 2 。5
第二章四辊可逆冷轧机的介绍图2-1 四辊可逆冷轧机四辊可逆冷轧机是生产冷轧板带典型的传统轧机。80 年代末以来，随着世界小钢厂的发展，尤其是薄板柸连铸连轧技术发展及对热带深加工的需要，四辊可逆式冷轧机成为板带小钢厂热带深加工的主要生产设备。其装置技术水平不断发展提高。现代串列式冷轧机及全连续冷轧机上的现代化技术，也用于可逆式冷轧机上。并且，双机架四辊可逆冷轧机也得到发展。现代四辊可逆冷轧机的生产及装备技术水平远远超过传统的四辊可逆式冷轧机。四辊可逆冷轧机生产特点：1.提高生产力2.扩大产品品种规格3.提高产品质量4.提高自动化装备水平6
第三章3.1 主回路设计系统各模块及其电路设计系统各模块及其电路设计此系统是直流调速系统，为了获得较好的直流采用三相整流；由于生产工艺要求电机正反转，考虑到晶闸管的单向导电性，可用正反两组晶闸管反并联可逆控制系统。其实现方式如下图：图3-1 主回路设计原理图可逆的调速系统能满足电动机既能正转，又能反转，而且常常还需要快速地起动和制动，即需要电力拖动系统具有四象限运行的特性的要求。3.2 控制回路设计为了满足生产工艺对电流的电流超调量的要求，并且为了实现在允许条件下的最快起动，关键是要获得一段使电流保持为最大值Idm 的恒流过程。必需采用电流闭环调节环ACR。为了满足生产工艺对电流的转速超调量和转速无静差的要求。必需采用转速闭环调节环ASR。因此为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节7
器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。二者之间实行嵌套（或称串级）联接。有环流系统中，虽然其具有反向快、过度平滑等优点，但设置几个环流电抗器终究是个累赘。因此，对于大容量的系统，从机器生产可靠性出发，常采用既没有直流平均环流又没有瞬间脉动环流的无环流可逆系统。而本系统的容量较大，工艺过程对系统正反转的平滑过渡特性要求不很，因而采用无环流控制可逆系统。即当一组晶闸管工作时，用逻辑电路（硬件）根据零转矩和零电流逻辑的去封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，以确保两组晶闸管不同时工作，从根本上切断环流的通路。因此需要增加一个控制正反组工作的逻辑控制单元DLC。通过分析可以确定控制系统控制回路由以下几个模块组成：给定模块、转速调节器ASR、电流调节器ACR、电流反馈模块，转速反馈模块，逻辑控制单元DLC、零转矩和零电流检测单元DPT、DPZ 和一个为避免元件温升和零点漂流的零速封锁单元DZS，反号器AR，电流反馈与过电流保护
FBC+FA。图3-2 控制系统框图8
控制系统框图如上图所示。采用一个电流调节器和一个触发模块，并采用逻辑控制单元来协调正反组晶闸管工作。从而达到调压调速的目的。3.2.1 给定单元有上图可知，给定单元由模拟电路组成，包含三级放大器，第一级为高倍放大器，U1 都是饱和值，当给定过大时，要求限幅，由二极管控制，U1 与Un*极性相同，第二级为积分器，经过RC 积分输出电压变为斜坡信号，且为负相，与给定Un*方向相反，积分变化率可以用电位器RP 来调节，可以调节RC 来控制积分快慢。最后一级为反向器，将U2 信号反向，使与Un*一致方向变化，并且Ugi 反馈回第一级输入端，为负反馈，以决定积分终止时刻，当Ugi>= Un*时，负反馈起作用，U1 很快减小，积分终止，Ugi 与U2 保持恒值。图3-3 给定单元电路图3.2.2 转速调节器1、转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速n 很快地跟随给定电压变化，稳态时可减小转速误差，甚至实现转速无静差。9
2、对负载变化起抗扰作用。
3、其输出限幅值决定电机允许的最大电流。
4、当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。考虑到ASR 的上述作用和生产工艺要求系统队阶跃信号无静差,将ASR 设计成PI 调节器，通过有关书籍可知这样可以使系统构成一个二型系统，从而实现转速无静差。图3-4 为ASR 的主体结构图．转速给定电压Un*和转速反馈电压Un 经滤波后通过由放大器构成的PI 调节器后生成电流给定电压Ui*输出给电流调节器。图3-4 ASR 的主体结构图其实际的实现电路如下图示：图3-5 ASR 单元电路图10
R1、R2、C1，R3、R4、C2 构成等效的阻容滤波去除转速给定和转速反馈的纹波。电阻R7，通过放大器构成PI 调节器为了避免运放长期工作产生的零点漂C4 移，并联一个大电阻R6 形成准PI 调节器。场效应管Q1 做开关用，当零封输入信号(Uo)接高电平时场效应管导通将输出拉至0V，二极管D1 避免由于零封信号波动而使Q1 意外导通。D2,D3,RP4，RP5 构成正负限幅电路。以正向限幅为例：当运放的输出端电压经限流电阻R10 后，如果电压值小于D2 导通电压加RP4 滑动端对地电压则线性输出否则输出D2 导通将输出电压钳位在限幅值。电容C5 用于限制运放输出端电压变化过快。3.2.3 电流调节器1、作为内环的调节器，在外环转速的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压（即外环调节器的输出量）变化。2、对电网电压的波动起及时抗扰的作用。3、在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流，从而加快动态过程。4、当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。这个作用对系统的可靠运行来说是十分重要的。考虑到ACR 的上述作用和生产工艺要求系统主回路电流超调量小,将ACR 设计成PI 调节器，通过有关书籍可知这样可以使电流环构成一个Ⅰ型结构。通过一阶最优使其动态性能达到要求。图3-6 和图3-7 分别为的主体结构图和实际实现图，给定电压Ui*和电流反馈电压Ui 经滤波后通过由放大器构成的PI 调节器后生成触发电路的控制电压Ua 输出给触发电路。11
图3-6 ACR 主体结构图ACR 主体结构实际电路与转速调节器ASR 基本一致，但由于采用一个ACR 控制正反两组晶闸管触发电路所以ACR 的输入端分别有正反两组电流给定信号输入。ACR 同一时间只能向一组发出控制信号，所以采用正反组电流给定信号交替输入的方式。实现方式是采用三极管构成电子开关用DZS 的正反组工作的控制信号Ubir，Ubif 分别控制正反组电子开关的导通和关断。从而达到正反组电流给定信号交替输入的目的。在输出电路方面为了提高带负载能力采用了晶体管放大电路。也减少了负载电流对本环节的冲击。图3-7 ACR 单元电路图12
3.2.4 反号器电流反馈信号的级性总是为“+” ，而且，此系统只采用了一个电流调节器，为保证电流环为电流负反馈环，实现负反馈控制，必须采用一只反号器AR，为此，由逻辑DLC 的两个相反的U F 和U R 信号分别控制电流的给定信号，以实现电流反馈永远是负反馈。图3-8 AR 单元电路图3.2.5 触发电路三相移相触发器由三片集成电路芯片KJ004(或KC04)等组成，通过KJ041 而形成六路双窄脉冲，经脉冲放大和脉冲门MT，去触发三相全控桥晶闸管。三相移相触发器有两路输入信号，一路是三相交流同步电源，以保证主电路的交流电压和触发脉冲保持同步，去正确触发各相晶闸管。另一路是脉冲移动的控制信号U ct ，用它来控制触发器脉冲发出的时刻，从而达到控制晶闸管触发角的目的。13
图3-9 触发器单元电路图3.2.6 逻辑控制单元为了从根本上消除系统的静态环流和脉冲环流，则必须在任何时刻只允许开放一组晶闸管脉冲，另一组晶闸管脉冲被严格封锁，为达到此目的，电路上设计了两个模拟电子开关脉冲门MT1 、MT2 ，逻辑控制器根据系统的工作情况正确发出指令U bif 来接通一脉冲门而同时切断另一脉冲让。结构上主要分为逻辑控制和延时控制，考虑换组运行的参考依据是转矩极性和电流是否为零，所以DLC 输入信号是转矩极性和电流的状态。DLC 的逻辑如下：14
正向运行：VF 整流，开放VF，封锁VR；反向制动：VF 逆变，开放VF，封锁VR；反向运行：VR 整流，开放VR，封锁VF；正向制动：VR 逆变，开放VR，封锁VF。图3-10 逻辑控制单元电路图因此，DLC 的输出有两种状态：VF 开放—Ublf = 1 VR 开放—Ublr = 1 VF 封锁—Ublf=0 VR 封锁—Ublr=0 R32 与C34，R34 与C37 构成延时环节为以下两个延时提供条件以保证两组晶闸管装置可靠切换。t1 延时——关断等待时间，以确认电流已经过零，而非因电流脉动引起的误信号；t2 延时——触发等待时间，以确保被关断的晶闸管已恢复阻断能力，防止其重新导通。3.2.7 零转矩检测单元和零电流检测单元零转矩检测单元和零电流检测单元结构和实现电路完全相同，实际都是一个回滞比较器。但目的不同，零转矩检测单元是检测转矩正负极性，零电流检测单元检测电流是否为零。所以具体的参数不同，回滞曲线要求不同。零转矩检测单元的输出要求：15
电极正转：输出U T 为“1”态；电极反转：输出U T 为“0”态。其实现电路图如图3-11 所示：图3-11 零矩阵检测单元电路图零电流检测器的输出要求：主回路电流接近零时，输出U Z 为“1”态；主回路有电流时，输出U Z 为“0”态。其实现电路图如图3-12 所示：图3-12 零电流检测单元电路图3.2.8 零封锁环节作用是：当给定信号为0 时，电机不动，然而，各调节器的零点漂移将导致16
电动机的爬行，为确保零位时电动机不会爬行，一定要将调节器锁零，即控制场效应管使调节器的输入和输出间短接。图十二为零封锁电路的电路图。图3-12 零封锁环节的电路图3.2.9 电流反馈与过流保护图3-13 电流反馈与过流保护本单元有两个功能，一是检测主电源输出的电流反馈信号，二是当主电源输出电流超过某一设定值时发出过流信号切断电源TA1,TA2,TA3 为电流互感器的输出端，它的电压高低反映三相主电路输出的电流大小，面板上的三个园孔均为观测孔，不需再外部进行接线，只要将DJK04 挂件的十芯电源线与插座相连接，那么TA1、TA2、TA3 就与屏内的电流互感器输出端相连，当打开挂件电源开关，过流保护即处于工作状态。17
(1)电流反馈与过流保护的输入端TA1、TA2、TA3，来自电流互感器的输出端，反映负载电流大小的电压信号经三相桥式整流电路整流后加至RP1、RP2、及R1、R2、VD7组成的3条支路上，其中: ①R2与VD7并联后再与R1串联，在其中点取零电流检测信号从1脚输出，供零电平检测用。当电流反馈的电压比较低的时候，“1”端的输出由R1、R2分压所得，VD7截止。当电流反馈的电压升高的时候，“1”端的输出也随着升高，当输出电压接接近0.6V左右时，VD7导通，使输出始终保持在0.6V左右。②将RP1的滑动抽头端输出作为电流反馈信号，从“2”端输出，电流反馈系数由RP1进行调节。③RP2的滑动触头与过流保护电路相连，调节RP2可调节过流动作电流的大小。(2)当电路开始工作时，由于电容C2的存在，V3先与V2导通，V3的集电极低电位，V4截止，同时通过R4、VD8将V2基极电位拉低，保证V2一直处于截止状态。(3)当主电路电流超过某一数值后，RP2上取得的过流电压信号超过稳压管V1 的稳压值，击穿稳压管，使三极管V2导通，从而V3截止，V4导通使继电器K动作，控制屏内的主继电器掉电，切断主电源，挂件面板上的声光报警器发出告警信号，提醒操作者实验装置已过流跳闸。调节RP2的抽头的位置，可得到不同的电流报警值。(4)过流的同时，V3由导通变为截止，在集电极产生一个高电平信号从“3” 端输出，作为推β信号供电流调节器使用。(5)SB为解除过流记忆的复位按钮，当过流故障己经排除，则须按下SB以解除记忆，才能恢复正常工作。当过流动作后，电源通过SB、R4、VD8及C2维持V2 导通，V3截止、V4导通、继电器保持吸合，持续告警。只有当按下SB后，V2基极失电进入截止状态，V3导通、V4截止，电路才恢复正常。18
第四章4.1 系统参数设计与计算整流变压器的选择由于整流线路采用三相桥整流，对于这样的可逆系统有：U 又整流电流υv = (1.05 ~ 1.1) × UMN / 3 = 1.05 × 230/ 3 = 139.43V Iυ=I I v Iv DN = 0.816 × 765 A＝624.24A 所以，副方变压器容量为：S 2 = 3U vυ I vυ = 3 × 139.43 × 624.24＝261.11KVA 因为交流变压器二次侧为交流不存在直流磁化的问题，则原边变压器容量为S =S 1 2 = 261.11KVA 变压器总容量为S = ( S 1 + S 2 ) / 2 =
261.11KVA 取变压器容量为300KVA 4.2 晶闸管的选择晶闸管额定电压：晶闸管实际承受的最大峰值电压U TN ，乘以（2～3）倍的安全裕量，参照标准电压等级，即可确定晶闸管的额定电压U TN ，即U TN =（2～3）U m 整流电路形式为三相全控桥，查表得U m = 6U 2 ，则U TN = (2 ~ 3)U m = (2 ~ 3) 6U 2 = (2 ~ 3) × 6 × 120 = 587.9 ~ 881.8V 取U TN = 700 V. 晶闸管额定电流：选择晶闸管额定电流的原则是必须使管子允许通过的额定电流有效值I TN 大于实际流过管子电流最大有效值I T ，即I TN =1.57 I T ( AV ) > I T 或I T ( AV ) > I I IT = T d = KI d 1.57 1.57 I d 19
考虑（1.5～2）倍的裕量I T ( AV ) = (1.5 ~ 2) K * I d 式中K= I T /（1.57 I d ）--电流计算系数。此外，还需注意以下几点：①当周围环境温度超过+40℃时，应降低元件的额定电流值。②当元件的冷却条件低于标准要求时，也应降低元件的额定电流值。③关键、重大设备，电流裕量可适当选大些。由表查得K=0.367，考虑(1.5～2)倍的裕量I T ( AV ) = (1 .
5 ~ 2 )KI d = (1.5 ~ 2 ) × 0.368 × 765 = 422.28 ~ 563.04 A 取IT = 600 A 。故选晶闸管的型号为KS800A 4.3 晶闸管保护措施为了限制电压上升率du dt 和电流上升率di dt ，系统加入了桥臂电抗器，桥臂电抗器采用空心电抗，为了提高电感量，每个电抗器内安置有铁氧磁棒。用快速熔断器作为过流保护，桥臂快熔的额定电流为：I KP = (1 1.5) IT = 1.3IT = 1.3* 2 * I d 3 = 663 A 环流快熔的额定电流为：I KP = (1 1.5) I N = 1.3I N = 1.3* 765 = 994.5 A 所以选择的桥臂快熔的型号为：RS3 800 A / 500V ，环流快熔的型号为：
RS31000 A / 750V 4.4 电流互感器的选择由于交流变压器副方电流为624.24A，所选LMZ-0.5-1 型，额定电流为800A，做计量保护用。20
四辊可逆冷轧机传动电控系统设计设计
摘要 轧制是各种变形手段中效率高、产量大、成本低、成型精确的加工方式。而轧机是实现金属轧制过程的设备，泛指完成轧材生产全过程的装备，包括有主要设备﹑辅助设备﹑起重运输设备和附属设备等。从炼钢厂出来的钢坯还仅仅是半成品，必须到轧钢厂去进行热轧与冷轧后，才能成为合格的产品。 论文通过吸收和借鉴校内实训中心的四辊可逆冷轧机的先进设计理念，提出了四辊可逆冷轧机的电控系统设计方案，并总结出了电气调试方案。完成了整个轧机电控系统的硬件方案设计以及相关器件的选型工作。在硬件设计中，提出了PLC+变频器+电机等的闭环控制系统，从而达到变频器控制电机转速的目的。 关键词：轧机电控系统四辊闭环
ABSTRACT Means all kinds of deformation in rolling, high efficiency, large output, low cost, precision molding processing methods. The mill is the equipment of metal rolling process, rolled the whole production process refers to the completion of equipment, including major Equipment, Auxiliary Equipment, lifting and other transport equipment and ancillary equipment. Out from the steel mill is just the semi-finished billets to be to go for hot and cold rolling mills, the products can become qualified. Articles by absorb and learn the four-campus training center roller cold rolling mill of the advanced design concept, put forward a four-high reversing cold rolling mill electrical control system design. Completion of the entire rolling mill electrical control system hardware design and selection of work-related devices. In the hardware design is proposed such as PLC + inverter + motor closed-loop control system, so as to achieve the purpose inverter control motor speed. Keywords:Rolling mill；Electronic Control System；Four roller；Closed loop
650全液压四辊可逆轧机技术协议1 设备主要工艺参数 1.1 原料：经酸洗后的热轧卷板、热轧中宽带钢 材质：优质碳素钢、低合金钢 厚度：δ≤4.5 mm 最大强度极限：бb=610 N/mm2 最大屈服极限：бs=360 N/ mm2 宽度：≤650 mm 卷径：Φ508/Φ900～Φ1650 mm 最大卷重：8 T 1.2 成品 成品厚度：≥0.2 mm 带钢宽度：≤520 mm 卷径：Φ508/Φ900～Φ1650 mm 最大卷重：8T 成品厚度公差：0.01～0.02 mm（去掉头尾各8米） 1.3 主要技术参数： 最大轧制力：5000 KN 最大轧制力矩：35 KN . M 最大轧制速度：8 m/s 穿带速度：0.3 m/s 开卷最高速度：3.3 m/s 卷取最高速度：8.2 m/s 卷取张力：0～60 KN 工作辊规格：Φ220/Φ190×650 mm 支撑辊规格：Φ650/Φ680×600 mm 开卷机卷筒直径：Φ480～Φ520 mm 卷取机卷筒直径：Φ488～Φ508 mm
轧制线标高：+1000 mm 最大弯辊力：400 KN 冷却液类型：乳化液 工艺润滑系统流量：1000 L/min 稀油润滑系统流量：250 L/min 稀油润滑系统压力：0.4 Mpa 稀油润滑系统介质：中负荷No20 机组进料方向： 液压系统压力：压下、弯辊液压系统：3～25Mpa 一般液压系统：0～10Mpa 设备总重量：约140 T 传动方式：工作辊传动 年产量： 传动电机： 主机电机Z560-2A 440V 600KW n=600～1400rpm 1台 卷取电机Z4-355-11 440V 180KW n=500～1500rpm 2台 开卷电机Z4-250-41 440V 75 KW n=500～1500rpm 1台 2 设备组成 2.1 机械设备 2.1.1 开卷机1台 悬臂机构，由传动装置和卷筒组成，传动装置为二级减速箱，卷筒为四棱锥结构，主要参数为： 卷筒工作直径：Φ500 mm 卷筒涨缩范围：Φ452～Φ544 mm 开卷速度：≤3.3 m/s 开卷张力：4～30 KN 对中移动范围：±50 mm 对中横移缸：缸径Φ125 mm，
小型轧钢机的设计 1 绪论 1.1轧钢机的定义 轧钢机也称为轧钢机械，一般把将被加工的材料在旋转的轧辊间受压力产生的塑性变形即轧制加工机器称为轧钢机，这是简单定义。大多数情况下，轧制生产过程要经过几个轧制过成，还要完成一系列的的辅助工序，如将原材料由仓库运出加热，轧件送往轧辊，轧制、翻转、剪切、打印，轧件收集、卷取成卷等。 一个轧件的全过程由多种机械按工艺顺序而成机组来完成，这种机组或机器体系叫轧钢机械或称轧钢机。第一种情况轧钢机由一个或几个工作机座（执行机构）传动机构（齿轮传动、连轴器）和使轧辊转动的电动机组，后一情况轧钢机是由若干台工做机组成，这些机组数目与加工轧材工艺过成生产率相适应，因此，轧钢机按顺序排列并且用辊道或其他运输装置连成一条工艺流水线机器组成机组。 轧钢机是机械中使金属在旋转的轧辊中产生变形的那部分设备。主要使设备排列成一定形式的工作线称为轧钢机的主机列。用以完成其他工序的机械设备称为辅助机械。 1.2轧钢机的标称 轧钢机的类别与规格与轧钢机的断面尺寸有关，因此轧钢机的初轧和型钢的类是以轧钢的名义直径。也就是说轧钢机的大小是常用与轧件有关的尺寸参数来标称。 初轧机和型钢轧机的主要性能参数是轧辊名义直径，因为轧辊的名义直径的大小与其能够轧制的最大断面有关，因此，初轧机和型钢轧机是以轧辊的名义直径标称的。 小型轧钢机的名义直径为：180——450mm. 1.3轧钢机的用途 轧钢机形式有两种：冷轧与热轧，热轧主要用于开坯，兼生产一部形钢，这这种轧机的型号有630-650型轧机，500-550型轧机、650中型轧机与2300中板轧机等，冷轧主要用于
终级轧制，轧带钢的产品很多，具有代表性的冷轧板带钢产品金属镀层薄板（包括镀锡板、镀锌板等）、深冲板（以汽车钢板最多）、电工硅钢板、不锈钢和涂层钢板。现也促使冷轧机的装备技术和控制技术向更高的方向发展。型号有1400mmNKW、1250mmHC单辊可逆式轧机. 1150mm二十辊冷轧机,。 设计的轧钢机为300×3轧钢机，轧辊的直径为300 mm.，轧钢机主要用来为轧制小型线材。25—50毫米的圆钢，20—40毫米的方钢；螺纹钢等。 其结构的特点为： (1)采用三辊式工作机座，主电机不可逆转，中上辊与中下辊交替过钢，实现多道次的轧制。 (2)由于轧辊的转向和转速不可逆转，可采用造价较底的高速交流主电机在传动装置中装有减速机和齿轮机座。考虑到第一机座轧件较短，轧制次数较多，负荷很不均匀，为了均衡电机负荷，减少电机的容量，在减速机和电动机之间加有飞轮。 (3)多数300型钢轧机要求既开坯又轧件，具有一机多能的特性，因此，轧机急需要较强的能力，又需要较强的刚度，而且由于经常需要更换品种，在轧机结构上需考虑换辊方便。 (4)为了便于换辊，三个机座的轧辊都采用梅花接轴连接。 1.4小型轧钢机的主机列 轧钢机的主要设备是由一个或数个主机列组成的。轧钢机的主机列是由原动机，传动装置和执行机构三个基本部分组成的。 (1)工作机座：工作机座为轧钢机的执行机构，它由轧辊及其轴承轧辊的调整机构和上轧辊的平衡机构，引导轧件的轧件进入轧辊用的导装置，工座机座的机架及支撑机座并把机座固定在地基上用的轨零、部件的和机构组成。 (2)传动装置：联轴器：联轴器包括电机联轴器和主联轴器，电机联轴器用来连接电动机与减速器的主动齿轮轴；而主联轴器则用来连接减速器与机轮机座的传动轴，既自减速器将
附录2 文献综述 一、课题的国内外现状 HC 轧机全名为HITACHI HIGH CROWNCONT ROLMILL，即日立中心高性能轧辊凸度控制轧机。该机型是日立公司于1972 年研究开发的轧机，两年后正式投入工业化应用。它具有普通四辊冷轧机不能达到的性能和优点，首先在日本得到推广使用，继而受到全世界的瞩目，广泛用于热轧和冷轧生产中的单机可逆轧机、连轧机和平整机。其主要结构特点是:在支撑辊和工作辊之间加入一对能够沿着轧辊轴向相对移动的中间辊，通过中间辊的相对移动来改变轧制压力在带钢方向上的分布，加上工作辊的正负弯辊作用，对改善带钢板形起到了明显的效果。 在国外，除日本各大钢铁公司普遍采用HC轧机机型外，美国、德国、加拿大、瑞典、巴西、墨西哥、韩国等国家均从日本引进了该轧机。 在国内，武汉钢铁公司为生产镀锡板基板，1987年首先引进1250HC六辊轧机，之后上海宝钢、辽宁鞍钢等国内各大钢铁公司先后引进了这种轧机机型。在引进设备的同时，国内相关单位也开始跟踪并开发国产的HC六辊轧机。国产大型六辊轧机已成功地用于工业生产，而且主要的技术水平和功能已达到国外同类设备水平。但是，六辊轧机种工作辊弯辊、中间辊横移、中间辊弯辊三种方式与带材板型的检测、控制相结合，实施有效的闭环控制，目前国内虽然在这方面也取得了不少成绩，但在精确度和稳定性方面仍然需要花大力气研究。 二、现有的主要研究成果 随着科学技术的不断进步，日本最近几年又在HC轧机的结构上进行了改进，推出了一些新型的HC轧机。例如，HCMW 轧机是综合HC轧机和HCM轧机的优点，其特点是中间辊和工作辊都能轴向移动。 在国内，HC轧机方面的研究也取得了很多可喜的成绩：降低轧辊表面缺陷的措施，预防轧辊剥落的措施，预防轧辊断裂的措施。近几年来，随着控制理论的发展，人们不断把一些新型控制方法引入板形自动控制系统中，以弥补PID控制中很难满足高精度控制要求的不足，比如基于动态负荷分配的板形控制方法。在日本，成品机架或成品道次采用软刚度的方法
毕业设计（论文）任务书
摘要 ???小型四辊冷轧机，其特点是工作稳定、操作简单、轧制本轧机为190/500450 板形好。本设计主要是针对此轧机的轧辊系统，考虑到产品的稳定性、结构布局、使用寿命，进行轧辊的尺寸计算、刚强度校核、弯曲变形校核、轧辊轴承的选择和使用寿命校核。同时采用了工作辊传动，这种形式对轧制过程比较有利。 设计中运用斯通公式计算轧制力，由于轴承座的固定性，轴承座要承受偏负荷，轴承磨损严重不但减小使用寿命而且影响轧辊的外形进而对轧制板形产生极大的影响，轧制力大时影响更明显。因此轧辊的尺寸设计、材料选择很重要而且必须对轧辊和轴承进行必要的校核。 关键词：四辊冷轧机、轧辊、轧辊轴承、轧制力
Abstract ???small four-high cold rolling mill, characterized by The mill is 190/500450 stability、simple in operation and good shape by rolling. This design main for the mill’s roller system, take the mill’s stability、configuration and the service life, it’s necessary to checkout the intensity、barely and distortion by bending of the rollers and the service life of the bearing besides calculate the sizes of the rollers and choosing the bearings. At the same time, drive work roll is the main drive mode for this mill, which form is more favorable for the rolling process. It’s well-off during the design. In the design I have found that due to the fixity of the bearing chock, the biased load will appear in the bearing chock, and the bearings will fray badly, which leads to the short service life of the bearings and influences the rollers’ shape , and then influence of the sizes of the rolling steels, the infection will be strictness under the heavy roll force. Therefore, it’s important to design the rollers’ size and choose of the material, it is must to checkout the rollers and the bearings. Keywords：4-high cold rolling mill、roller、roller bearing、roll force
第一章总的设计概述 1.1 设计目的 运动控制系统是自动化专业的主干专业课，具有很强的系统性、实践性和工程背景，运动控制系统课程设计的目的在于培养学生综合运用运动控制系统的知识和理论分析个解决运动控制系统设计问题，使学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法，提高学生调查研究、查阅文献及正确使用技术资料、标准、手册等工具书的能力，理解分析、制定设计方案的能力，设计计算和绘图能力，实验研究及系统调试能力，编写设计说明书的能力。 1.2 设计内容 （1）根据工艺要求，论证、分析、设计主电路和控制电路方案，绘出该系统的原理图。 （2）设计组成该系统的各单元，分析说明。 （3）选择主电路的主要设备，计算其参数（含整流变压器的容量S，电抗器的电感量L，晶闸管的电流、电压定额，快熔的容量等），并说明保护元件的作用（必须有电流和电压保护）。 （4）设计电流环和转速环（或张力环），确定ASR和ACR（或张力调节器ZL）的结构，并计算其参数。 （5）结合实验，论述该系统设计的正确性。 1.3 课题设计要求 四辊可逆冷轧机的卷宗取机直流调速系统设计 （1）生产工艺和机械性能 四辊可逆冷轧机是供冷轧紫铜及其合金成卷带材之用，为提高其生产效率，冷轧机要往、返轧制其金属材料。直到达到要求的厚度时才停止。因为要求冷轧机左右两边的两台卷取机在从左往右的正向轧制过程中，左边一台卷取机用，其
工作在发电机状态，右边一台卷取机作卷取机用，工作在电动状态。若逆向轧制（从左往右轧制），右边卷取机作开卷机，工作在发电机状态，左边卷取机则作卷取机用，工作在电动状态。 两台卷取机的电动机参数完全一样，机械参数如下： 带卷内径（卷筒直径）：500mm 带卷外径：680~1100mm 带卷最大重量：2000kg 带卷最大张力：2000kg 卷取机传动比：i=1.87 图一 设备结构简图 （2）设计要求 1、两台卷取机控制原理完全一样，仅设计其中一台； 2、技术指标：稳态无静差，电流超调量% 5≤σi ，空载启动至额定转速 时的转速超调量% 10≤σ n 能实现快速制动。 （3）直流电动机参数： 150n P k w =、 230n U V =、 165n I A =、 1400m in n n r =、 0.08a R =Ω 电枢回路电阻0.18R =Ω 、电流过载倍数 2.5λ=、2 2 121.5.G D N M =。
1200六辊可逆冷轧机电气自动化系统控制方案
1概述 根据《1200六辊可逆冷轧机技术规格电气招标书》所提供的工艺设备和技术要求，并参考了同类型的单机架六辊可逆冷轧机的工艺技术，编写了本电气传动及基础自动化控制的技术方案。 2 供电 2.1 电气设备运行条件 1）电气设备运行环境要求 环境温度 现场：0~40?C 电气室：10~35?C 操作室：25±5?C 空气湿度：相对湿度≤95%且无凝露； 污染等级：III级，无火灾爆炸危险、无导电性尘埃、不腐蚀金属物及不破坏绝缘介质的环境。 2）电气设备运输及储存环境要求 环境温度-20~65?C ； 空气湿度及污染等级要求与运行时相同。 3）电气设备使用的电压等级及技术条件 本机组所使用电气设备电压等级符合我国国家标准，主要用电设备的电压等级为： ◆供电电压及频率：10±5%kV，50±1Hz ◆低压供电电压：AC380/220V ◆交流电动机电压：AC380V ◆直流电动机电压：DC440~660V ◆电磁阀：DC24V
◆电磁抱闸：AC220V ◆控制电压：AC220V，DC24V ◆保护地：接地电阻<4Ω ◆系统地：接地电阻<4Ω 2.2低压供配电 辅传动供电系统 （1）辅传动供电系统单线图见MCC单线图。 （2）MCC设备(见附表) 由于本机组负荷较小，因此不设负荷中心。本机组负荷MCC（即马达控制中心）将采用GGD3柜，包含MCC的受电、馈出回路、UPS 系统、比例、伺服阀控制回路和照明开关柜，开关柜额定短路短时承受能>80kA/s。 额定短路分断能力与电网短路电流相适应，Icu >50kA 根据需要配置必要的电流、电压表计，端子板采用Phoenix端子。 单机架可逆冷轧机组设一套MCC，不同容量不同控制类型的回路至少有一个备用回路。 注①：主传动电动机均配置有空间加热器，这些加热器是在长期停机时防止电机绕组受潮而设置的。由本MCC供电。 注②：为了保证乳化液站的检修供电，需要检修电源或者备用一路供电回路。 (3) UPS电源 为保证控制系统运行的可靠性，机组设置一套容量为10kV A的UPS 电源为机组控制系统（PLC、AGC控制器、HMI设备等）提供可靠稳定电源。电池和逆变器选用进口产品。 容量：10kV A，30min；进线：220V AC
负荷平衡控制在1200mm四辊可逆式冷轧机中的应用 文章介紹了负荷平衡控制在1200mm四辊可逆式冷轧机中的应用，避免了上辊和下辊之间由于负荷不平衡出现的电机过载、以至于功率组件损坏的情况，使得上辊和下辊的运行速度得到最佳匹配，对消除钛及钛合金板材在轧制过程中出现的上翘及下扣等不良板形问题取得良好效果。 标签：四辊可逆冷轧机；负荷平衡；直流调速系统；钛及钛合金板材；板形前言 我厂于上世纪六十年代中期引进的日本设备1200mm四辊可逆式冷轧机，已运行了近半个世纪，在生产过程中，经常出现上辊和下辊之间负荷分配不均、造成电机负荷剧烈波动及过载的情况，并且在钛及钛合金板材轧制过程中频频出现上翘和下扣之类的板形问题，制约了产品质量的提高，大大降低了生产效率以及成品率，也影响了该机组潜力的发挥，不能满足产品质量和精度日益提高的市场需求，直接影响了该机组的经济效益。 分析影响钛板上翘和下扣的原因，主要有两点：上下辊的传动系统动态特性和上下辊的辊径。所以，要改善和消除不良板型，大步提高生产效率及成品率，关键要从电气传动系统入手。该轧机传动系统采用的是旋转变流机组，不仅能耗大效率低，而且电气控制系统操作条件比较多，设备维护工作量比较大，系统可靠性也相对较低。运行了近半个世纪，元器件的老化造成系统故障频繁，调速性能变差，精度降低。因此对其电气控制系统进行了技术改造升级。 1 系统构成 该轧机是由两台1500kW直流电动机分别驱动上辊和下辊。在改造方案中，采用了SIEMENS数字式直流调速装置代替旋转变流机组，分别用两套独立的直流调速装置作为其原有的直流电动机的传动控制。为了改善和消除上翘和下扣之类的不良钛板板形，需保证上下辊电机出力平衡，使上下辊的速度得到最佳匹配，因此在两台驱动装置间引入了负荷平衡控制。 2 负荷平衡控制 2.1 负荷平衡的分类 两台电机组成的传动系统中的负荷平衡控制，一般有两种方法实现：一类由一套转速调节器为两套电机控制系统公用，该转速调节器的输出作为两套转矩控制环转矩的共同给定。此类负荷平衡控制系统响应快，动态平衡效果比较好，但是有可能会产生扭振，即两台电机负荷有可能会来回波动，可能会出现电流激磁震荡，甚至严重时引起系统过流跳闸。此种方法适用于两台电机之间通过“刚性”联系的情况，比如两台电机的串轴控制系统。第二类负荷平衡控制是两套电机传
比较四辊和六辊轧制技术在冷轧机上的应用 Dr.mont.Dipl.Ing.Gerhard Finstermann,冷轧部和带钢加工厂的首席经理； Dipl.Ing.Alois Seilinger,轧制技术的仿真的首席专家；Dipl.Ing.Gregor Nopp,冷轧部门经理；Dipl.Ing.Gerlinde Djumlija,澳大利亚，林茨，西门子奥钢联冶金技术冷 轧的部门经理 摘要：通过西门子奥钢联模拟冷轧过程，得出四辊轧制技术和六辊轧制技术在冷连轧应用上关键轧制参数的不同。这涉及到研究不同的轧机的性能。 本文全面讨论了Smart Crown 系统，在连轧控制下通过条形过渡区的平直度表现，轧机的刚度，厚度方面及边降控制对平直度的影响。 制造出平直度完美，厚度不变的板带是每一个轧制工作者的追求。这就要求轧制设备不仅能制造出在质量和尺寸精度方面满足市场需求的带钢，而且也要满足轧制工作者对产品的灵活和产品 组合的广泛性的要求。近年来，一些 新的冷连 轧生产线已经使用了可靠的四辊和 六辊轧制技术（图一）。然而，我们 并不知道到底是四辊轧机还是六辊 轧机能够满足市场对厚度公差和平 直度公差的进一步要求，甚至要求更 宽的产品组合。 板带的强度等级越高，冷轧就越 困难。新的连续冷连轧机应该能够轧制抗拉强度达1300MPa 的钢材，因为将来需要这些设备去轧制范围更加宽广的钢种并且很大一部分是先进的高强钢包括汽车用的多相特种钢和高硅钢片。同时板带的表面质量（对所有的产品尤其是用于汽车工业的产品是一个关键的特征）和保持板带的边降在允许的公差带范围内是至关重要的。边降对于晶粒取向的电工用钢尤为重要。 为了能够更好的比较四辊和六辊轧机的性能，采用了五台相同混合型轧机，其中一号和二号轧机采用六辊配置，三到五号轧机采用四辊配置，并且要求得到以下结果：厚度变化的范围，平直度的控制和边降控制的能力。 图 1
附件1 机组工艺流程、技术参数及装机水平 1.1工艺流程描述 1.1.1 经酸洗处理后的热轧带卷由天车吊放到开卷机操作侧的受卷台上(此受卷台可以同时存放两个带卷)。上卷小车鞍座在受卷台下上升使带卷内孔对准开卷机卷筒中心后，小车继续向前运动将带卷套在开卷机卷筒上并使带卷在宽度方向上与机组中心线对中。开卷机卷筒涨径撑起带卷。上卷小车鞍座下降至下极限后小车退回到受卷台第二个带卷下面等候上第二卷。压辊压住带卷，人工将捆带剪断、拉走。开头机刮板抬起对准带卷头部，同时开卷机活动支承闭合，开卷机以穿带速度转动，使带头沿着刮板进入开头机，上夹送辊、上矫直辊压下夹送、矫直，进入切头剪，切下不合格的带头。如此反复数次，直到将不合格的带材头部全部剪下为止。机组继续以穿带速度将带材向前推进，先后经过导板、机前转向辊、机前张力装置、激光测速仪、测厚仪台架(此时测厚仪处于机组轧线以外)、机前辊式吹扫除油装置、可开合的对中导卫装置，六辊冷轧机、机后辊式吹扫除油装置、测厚仪台架、圆盘剪(此时测厚仪、圆盘剪均处于机组轧线以外)、激光测速仪、机后张力装置、机后转向辊、最后进入机后卷取机(此时卷取机卷筒处于缩径状态)。 1.1.2当带材进入机后卷取机钳口后，机前导卫装置合上，对中带材。机后卷取机卷筒涨径同时钳口动作夹住带头，卷取机压辊压上卷筒，卷取机活动支承闭合，卷筒启动开始卷取带材。卷取带材2～3圈后，AGC液压缸压上，建张，同时卷取机压辊、开头机上夹送辊、上矫直辊抬起，机前、机后激光测速仪、测张装置、测厚仪投入，机前导卫装置打开，工艺润滑乳化液自动从带材入口喷向轧辊，机组升速轧制。轧制到带尾时，机组减速轧制，开卷机压辊压住带卷，当带尾过机前转向辊进入轧辊前机组停止轧制，乳化液自动停喷，打开辊缝，卸张，
1综述 1.1冷轧薄板简介 金属在再结晶温度以下进行轧制变形叫做冷轧，一般指薄板不经加热而在室温直接进行轧制加工。冷轧后的带钢可能烫手，但还是叫冷轧[1]。 钢的冷轧是在19世纪中叶始于德国，当时只能生产宽度20~25mm的冷轧薄板。美国1859年建立了25mm冷轧机，1887年生产出宽度为l50mm的低碳钢板。1880年以后冷轧钢板生产在美国、德国发展很快，产品宽度不断扩大，并逐步建立了附属设备，如剪切、矫直，平整和热处理设备等，产品质量也有了提高。 宽的冷轧薄板(韧带)是在热轧成卷带钢的基础上发展起来的。首先是美国早在1920年第一次成功地轧制出宽带钢，并很快由单机不可逆轧制而跨入单机可逆式轧制。1926年阿姆柯公司巴持勒工厂建成四机架冷连轧机。 我国冷轧宽带钢的生产开始于1960年，首先建立了1700mm单机可逆式冷轧机，以后陆续投产了1200mm单机可道式冷轧机，Mxw1400mm偏八辊轧机、1150mm二十辊冷轧机和1250mmHC单机可逆式冷轧机等，70年代投产了我国第一套1700mm连续式五机架冷轧机，1988年建成了2030mm五机架全连续冷轧机。近年来我国冷轧薄板生产能力增加了20多倍，生产装备技术水平已由只能生产低碳薄板而发展到能生产高碳钢、合金钢、高合金钢、不锈耐热冷轧薄板、镀锌板、涂层钢板、塑料复合薄板和硅钢片等。但随着四化建设的发展，无论在数量和品种质量上都远远满足不了四化建设发展的需要，为此我们必须增建新轮机，改造现有冷轧机，大力发展冷轧生产。 冷轧生产可提供大量高精确度和性能优良的钢板和带材，其最主要的特点是加工温度低，同热轧生产相比，它有以下优点： 1.冷轧带钢产品尺寸精确，厚度均匀，带钢厚度差一般不超过0.01~0.03mm或更小，完全可以符合高精度公差的要求。 2.可获得热轧无法生产的极薄带材(最薄可达0.001mm以下)。 3.冷轧产品表面质量优越，不存在热轧带钢常常出现的麻点、压入氧化铁皮等缺陷，并且可根据用户的要求，生产出不同表面粗糙度的带钢(光泽面或麻糙面等)，以利于下
前言 直流电机在现代工业中是一种很重要的电机．它可以作电动机使用，也可以作发电机使用，此外还有其它特殊的用途。 直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。近年来，在电力电子变换器中以晶闸管为主的可控器件已经基本被功率开关器件所取代，因而变换技术也由相位控制转变成脉宽调制（PWM）；交流可调拖动系统正逐步取代直流拖动系统。然而，直流拖动控制毕竟在理论上和实践上都比较成熟，而且我国早期的许多工业生产机械都是采用直流拖动控制系统，所以它在工业生产中还占有相当大的比重，短时间内不可能完全被交流拖动系统所取代。 从生产机械要求控制的物理量来看，电力拖动自动控制系统有调速系统、位置随动系统（伺服系统）、张力控制系统、多电机同步控制系统等多种类型，各种系统往往都是通过控制转速来实现的，因此调速系统是最基本的电力拖动控制系统。 调速系统按照不同的标准又可分为不同的控制系统。但是，从一定角度上来说，可以把调速系统笼统的分为开环调速系统和闭环调速系统。开环调速系统结构简单、容易实现、维护方便，但是它的静态和动态性能往往不能满足生产和控制要求。而闭环控制系统可以很好的解决这些问题，因此在实际生产中得到了广泛的应用。其中，转速、电流双闭环控制直流系统是性能最好、应用最广的直流调速系统。 本文为直流调速系统的设计，包括系统设计方案选择，各单元的组成，元件的参数与选择等内容！通过本系统的设计，了解运动控制在工业上的应用！
目录 前言 0 第一章设计的介绍 (3) 1.1 设计目的 (3) 1.2 设计内容 (3) 1.3 设计题目 (3) 1.3.1 生产工艺和机械性能 (3) 1.3.2 设计要求 (4) 1.3.3 直流电动机参数 (4) 第二章四辊可逆冷轧机的介绍 (5) 第三章系统各模块及其电路设计 (6) 3.1 主回路设计 (6) 3.2 控制回路设计 (6) 3.2.1 给定单元 (8) 3.2.2 转速调节器 (8) 3.2.4 反号器 (12) 3.2.5 触发电路 (12) 3.2.6 逻辑控制单元 (13) 3.2.7 零转矩检测单元和零电流检测单元 (14) 3.2.8 零封锁环节 (15) 3.2.9 电流反馈与过流保护 (16) 第四章系统参数设计与计算 (18) 4.1 整流变压器的选择 (18) 4.2 晶闸管的选择 (18) 4.3 晶闸管保护措施 (19) 4.4 电流互感器的选择 (19) 4.5 平波电抗器的计算 (20) 第五章双闭环的动态设计和校验 (22) 5.1 静特性分析和计算 (22) 5.2 系统动态结构参数设计 (22) 5.2.1 电流调节器的设计和校验 (23) 5.2.2 转速调节器的设计和校验 (25) 第六章系统调试和校正 (27) 6.1 系统各功能模块性能的调试与测试 (27) 6.1.1 系统的相位整定 (27) 6.1.2 触发器的整定 (27) 6.1.3 系统的开环运行及特性测试 (28) 6.1.4 速度反馈特性的测试 (29) 6.1.5 调节器的调试 (30) 6.1.6 电流调节器ACR的调试 (30) 6.1.7 反相器AR的调试 (30) 6.2 系统整体功能测试 (30)
森吉米尔二十辊冷轧机介绍 森吉米尔冷轧机与四辊轧机或其他类型轧机的本质区别是轧制力的传递方向不同。森吉米尔冷轧机轧制力从工作辊通过中间辊传到支撑辊装置，并最终传到坚固的整体机架上。这种设计保证了工作辊在整个长度方向的支撑。这样辊系变形极小，可以在轧制的整个宽度方向获得非常精确的厚度偏差。 森吉米尔轧机在结构性能上有如下主要特点： (1)具有整体铸造（或锻造)的机架，刚度大，并且轧制力呈放射状作用在机架的各个断面上。 (2)工作辊径小，道次压下率大，最大达60％。有些材料不需中间退火，就可以轧成很薄的带材。 (3)具有轴向、径向辊形调整，辊径尺寸补偿，轧制线调整等机构，并采用液压压下及液压AGC系统，因此产品板形好，尺寸精度高。 (4)设备质量轻，轧机质量仅为同规格的四辊轧机的三分之一。轧机外形尺寸小，所需基建投资少。 森吉米尔冷轧机基本上是单机架可逆式布置，灵活性大，产品范围广。但是亦有极个别呈连续布置的森吉米尔轧机，如日本森吉米尔公司1969年为日本日新制钢公司周南厂设计制造的一套1270mm四机架全连续式二十辊森吉米尔轧机。该轧机第一架为ZR22-50"型轧机，其余三架均为，ZR21-50"型轧机，轧制规格为O.3mm×1270mm不锈钢，卷重22t，轧制速度600m／min。 森吉米尔冷轧机的形式及命名法介绍如下： 最常用的森吉米尔冷轧机形式是1-2-3-4型二十辊轧机。例如ZR33-18″，“Z"是波兰语Zimna的第一个字母，意思是“冷”；“R”表示“可逆的”；“33”表示轧机的型号；“18″”是轧制带材宽度的英寸数。森吉米尔冷轧机还有1-2-3型十二辊轧机，但是1-2-3型森吉米尔冷轧机在1964年以后就不再生产制造了。 森吉米尔冷轧机1-2型六辊轧机，由2个传动的工作辊和4个背衬轴承辊装置组成， 如ZS06型，“S”表示“板材”，用来轧制宽的板材，但是它同样可以轧制带材，并且有一些还用在连续加工线上。 森吉米尔“ZR”型冷轧机有10个基本型号，其中1-2-3-4二十辊轧机7个；1-2-3．型十二辊轧机3个；“ZS”1-2型六辊轧机只有2个基本型号。 各型号轧机的背衬轴承外径、工作辊名义直径如下： 轧机型号背衬轴承直径／mm 工作辊名义直径／mm 1-2-3-4型： ZR32 47.6 6.35 ZR34 76.2 10.00
太原科技大学 毕业设计（论文）设计(论文)题目：四辊可逆式冷轧机的辊系设计 姓名 学院（系） 专业 _ 年级 _08级 指导教师 2011年 6月10日
太原科技大学毕业设计（论文）任务书 学院（直属系）：时间：2011 年 6 月10 日 说明：一式两份，一份装订入学生毕业设计（论文）内，一份交学院（直属系）。
目录 摘要................................................................... II A BSTRACT................................................................... III 第1章绪论. (1) 1.1冷轧机的发展概况 (1) 1.2四辊可逆式冷轧机的发展 (1) 1.3冷轧带钢生产发展与新技术 (2) 1.3.1冷轧带钢生产技术设备的发展 (2) 1.3.2冷轧窄带钢轧机的技术特点 (3) 第2章轧辊 (5) 2.1冷轧轧辊的组成 (5) 2.2轧辊材质的选择 (5) 2.3辊系尺寸的确定 (6) 2.4轧辊力能参数计算 (7) 2.4.1基本参数 (7) 2.4.2艾克隆德方法计算轧制时的平均单位压力 (8) 2.4.3轧辊传动力矩 (11) 2.5轧辊的强度校核 (12) 第3章轧辊轴承 (16) 3.1轴承的选择 (16) 3.2轴承寿命计算 (16) 3.3轧辊轴承润滑 (17) 参考文献 (18) 致谢 (19) 附录1英文原稿 (20) 附录2英文翻译 (24)
四辊可逆式冷轧机的辊系设计 摘要 这篇文章主要讲述了冷轧机生产与发展概述，通过运用已知参数，如钢板的厚度、宽度、轧制速度和压下速度等，对工作辊、支撑辊及相关尺寸进行了计算和校核，然后选择合适的轧辊材质和轴承，并对轴承寿命进行计算和校核。 四辊可逆式冷轧机，衔接连铸后的技术工艺，减少工艺，可实现往返可逆轧制。四辊轧机还能提供较大的轧制压力，提高软件的可轧硬度范围，实现产品规格多样化。 关键词：四辊可逆式；冷连轧；工作辊
四辊可逆轧机机架辊故障分析及改造参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
四辊可逆轧机机架辊故障分析及改造参 考文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 针对3000mm中板四辊可逆轧机机架辊生产过程中易 出现的各类设备故障：轴承寿命短、传动易失效等具体问 题，结合现场生产条件，经过多次摸索、试制对机架辊结 构进行了改造优化，收到了实际成效，实现了三钢中板轧 机机架辊的使用寿命由4~6个月延长至10~12个月。 轧机机架辊简介 三钢中板四辊轧机机架辊位于轧辊两侧，是将板坯顺 利送入轧机辊缝并接受轧出的轧件的设备,通过斜垫、导 板、楔块卡紧在牌坊予设的凸台及卡槽内。每个辊子的传 动端辊颈内嵌入鼓形齿内齿套，与带鼓形齿的传动轴、电 机相接而传动。
机架辊故障分析 机架辊在轧制过程中，由于处于轧制坯料热幅射、轧辊冷却水及除鳞高压水的冷热工况下，且频繁受到轧件下扣的巨大撞击，导致了轧机机架辊使用寿命普遍较短。现通过结合现场轧制条件及原机架辊设计结构，分析出三钢中板轧机机架辊寿命较短的主要原因，并通过改造优化各零部件结构，以提高机架辊使用寿命。机架辊故障主要因素总结如下： 2.1.机架辊轴承易损坏 原设计机架辊传动侧轴承座是通过轴承座与牌坊之间的O圈挤压变形，通过变形量以防止冷却水及氧化铁皮进入机架辊轴承座。机架辊在生产过程中，O圈易受板坯温度、氧化铁皮及机架辊与牌坊相互振动挤压而变形失效，致轧辊冷却水及氧化铁皮沿轴承座与牌坊配合面，并透过透盖内侧与定距环、内齿套之间的间隙渗入到轴承座内
四辊轧机设计计算书 3.1 冷轧轧辊的组成 冷轧辊是冷轧机的主要部件。轧辊由辊身、辊颈和轴头三部分组成。辊颈安装在轴承中，并通过轴承座和压下装置把轧制力传给机架。轴头和连接轴相连，传递轧制力矩。工作辊和支撑辊的结构如图所示。 工作辊结构 支撑辊结构
3.2、 冷轧辊系尺寸的选择 冷轧过程中，轧辊表面承受很大的挤压应力和强烈的磨损，因此，冷轧工作辊应具有极高而均匀的硬度，一定深度的硬化层，以及良好的耐磨性与抗烈性。降低轧辊硬度，虽然改善抗烈性，但耐磨性降低，因此，必须正确选择轧辊表面硬度。 冷轧辊用钢均多为高碳合金钢，如29r C 、o r M C 29等，我们这里选工作辊的材质为o r M C 29。 轧件对冷轧工作辊巨大的轧制压力，大部分传递给支撑辊上。支撑辊既要能承受很大的弯曲应力，还要具有很大的刚性来限制工作辊的弹性变形，以保证钢板厚度均匀。 轧机支撑辊的表面肖氏硬度一般为HS45左右。目前为提高板厚精度与延长轧辊的寿命，支撑辊硬度有提高的趋势。 支撑辊常用钢号为o r M C 29、V C r 9、及o n r M M C 60，我们这里选支撑辊材质为 o r M C 29。 3.3、 辊系尺寸的确定 1) 辊身长度L 及直径D 的确定。 辊身长度L 应大于所轧钢板的最大宽度m ax b ，即 []2max a b L += （3.1） 当m ax b =400—1200 mm 时，a=50—100 mm ，现m ax b =500mm ，取a=50mm 所以 mm a b L 55050500max =+=+= 四辊轧机的辊身L 确定以后，根据经验数据： 8.18.02 -=D L 来确定支撑辊直径2D ，取 7.12 =D L 所以 mm L D 3207 .12== 对于支撑辊传动的四辊轧机，一般选 4312-=D D ，现取2.31 2=D D
六辊可逆冷轧机组轧辊常见缺陷分析及改善2
六辊可逆冷轧机组轧辊表面剥落原因分析及改善 摘要:以六辊可逆冷轧机组为研究对象，介绍常见轧辊的缺陷,主要是轧辊的表面剥落缺陷。从轧辊的使用、磨削、检测等方面,提出了相应的预防措施和消除措施. 关键词：轧辊、剥落、措施 THE ANALYSIS AND IMPROVEMENT FOR THE CAUSATION OF ROLLER SURFACE PEELING OFF OF THE SIX-ROLL REVERSING COLD ROLLING MILL Abstract ：This thesis takes the Six-roll Reversing cold rolling Mill group as its object of study, it introduces the common defect of the roller, mainly for the defect of peeling off from the suface of the roller. On the other hand, it proposes the provention and elimination methods accordingly from several aspects such as the roller usage, grinding inspection and etc.
key words： roller, peel off, method 前言：轧辊是轧机的重要部件，轧辊的质量好坏直接影响轧机的运行，影响产品的产量质量和成本，冷轧过程中，轧辊表面承受着很大的挤压应力和强烈的磨损，高速轧制时，卡钢、过烧等会出现一些质量问题和质量缺陷，会造成辊面裂纹，因此，冷轧工作辊应具有极高而均匀的硬度，一定深度的硬化层，以及良好的耐磨性与抗裂性。以保证轧辊的使用要求和质量要求。所以分析轧辊缺陷产生的原因以及如何控制轧辊质量显得非常重要，本文将从轧辊的合理使用，合理磨削，改善轧制条件加强检测等方面研究控制轧辊质量，并对轧辊的常见缺陷提出相应的预防和纠正措施。 1、使用情况 广东华美集团有一台1450六辊可逆冷轧机组，2006年5月份安装并试运行，在试生产过程中，由于轧辊使用不当及轧制工艺条件不成熟，造成了轧辊事故率多，消耗高，另一方面因换辊的频繁，降低了轧机有效作业率，影响了小时产量和产品质量。
森吉米尔冷轧机简介 森吉米尔轧机在结构性能上有如下主要特点：(1)具有整体铸造（或锻造)的机架，刚度大，并且轧制力呈放射状作用在机架的各个断面上。(2)工作辊径小，道次压下率大，最大达86％。有些材料不需中间退火，就可以轧成很薄的带材。(3)具有轴向、径向辊形调整，辊径尺寸补偿，轧制线调整等机构，并采用液压压下及液压AGC系统，因此产品板形好，尺寸精度高。(4)设备质量轻，轧机质量仅为同规格的四辊轧机的三分之一。轧机外形尺寸小，所需基建投资少。森吉米尔冷轧机基本上是单机架可逆式布置，灵活性大，产品范围广。但是亦有极个别呈连续布置的森吉米尔轧机，如日本森吉米尔公司1969年为日本日新制钢公司周南厂设计制造的一套1270mm四机架全连续式二辊森吉米尔轧机。该轧机第一架为ZR22-50"型轧机，其余三架均为，ZR21-50"型轧机，轧制规格为O、3mm1270mm不锈钢，卷重22t，轧制速度600m ／min。森吉米尔冷轧机的形式及命名法介绍如下：最常用的森吉米尔冷轧机形式是1-2-3-4型二辊轧机。例如ZR33-18″，“Z"是波兰语Zimna的第一个字母，意思是“冷”；“R”表示“可逆的”；“33”表示轧机的型号；“18″”是轧制带材宽度的英寸数。森吉米尔冷轧机还有1-2-3型二辊轧机，但是1-2-3型森吉米尔冷轧机在1964年以后就不再生产制造了。森吉米尔冷轧机1-2型六辊轧机，由2个传动的工作辊和4个背衬轴承辊装置组成，
如ZS06型，“S”表示“板材”，用来轧制宽的板材，但是它同样可以轧制带材，并且有一些还用在连续加工线上。森吉米尔“ZR”型冷轧机有10个基本型号，其中1-2-3-4二辊轧机7个；1-2-3．型二辊轧机3个；“ZS”1-2型六辊轧机只有2个基本型号。各型号轧机的背衬轴承外径、工作辊名义直径如下：轧机型号背衬轴承直径／mm工作辊名义直径／mm1-2-3-4型：ZR32 47、 66、35ZR34 76、2 10、00ZR241 20、0 21、50ZR331 60、0 28、50ZR232 25、0 40、00ZR22300、0 54、00ZR21406、4 80、001-2-3型:ZR15 75、0 12、00ZRl61 20、0 20、30ZRl92