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运动控制系统课程设计学院：信息科学与工程学院专业班级： XXX学号 :姓名： SHEN指导老师：前言本次课程设计主要为大四第一学期所学的运控课程而安排的，主要目的在于加深对理论知识的理解，并针对具体的控制对象——四辊可逆冷轧机来设计一个具体的控制系统，将理论运用于实践，在实践中加深理论的理解。
同时此次课程设计可以为大四第二学期的毕业设计打下坚实的基础。
因此，认真做好此次课程设计意义重大。
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。
在可逆调速系统中，电动机最基本的要素就是能改变旋转方向。
而要改变电动机的旋转方向，必须改变电动机电磁转矩的方向，在该系统中，采用改变电动机电枢电压的极性。
对于大容量的系统，从生产角度出发往往采用既没有直流平均环流，又没有脉动环流可逆系统，无环流可逆系统省去了环流电控器，没有了附加的环流损耗，节省变压器和晶闸管装置的附加设备容量。
因此，逻辑无环流可逆调速系统在生产中被广泛运用。
本文通过对逻辑无环流可逆直流调速系统实验的分析，研究了逻辑无环流可逆直流调速系统各个重要环节的设计，并设计双闭环调速系统的双闭环调速系统的硬件，通过实际事物的安装与测试来验证本设计的正确性。
具体内容有：对电流调节器和转速调节器进行设计；对电流环和转速环进行单独测试；对双闭环流调速系统进行整体测试，对双闭环直流调速系统进行整体动态性能测试。
目录第一章课程设计概述 (3)1.1 设计背景及目的 (3)1.2 设计内容 (3)1.3 设计题目 (3)第二章设计方案比较和论证 (5)2.1 题目分析 (5)2.2 设计思想 (5)2.3 直流调速方式选择 (6)2.4 电源装置选择 (6)2.5 控制方案选择 (7)2.5.1 开环直流调速系统 (7)2.5.2 转速负反馈直流调速系统 (8)2.5.3 直流双闭环调速系统 (8)2.6 实现方式选择 (9)第三章系统各模块及其电路设计 (11)3.1 主回路设计 (11)3.2 控制回路设计 (12)3.2.1 给定单元 (13)3.2.2 转速调节器ASR (13)3.2.3 电流调节器ACR (15)3.2.4 逻辑控制单元DLC (16)3.2.5零转矩/零电流检测单元DPT/DPZ (17)3.2.6 零速封锁单元DZS (18)3.2.7 反号器 (18)3.2.8 触发电路 (18)3.2.9 电流反馈与过流保护 (19)第四章系统参数计算及元器件选择 (21)4.1 主回路参数计算及元器件选择 (21)4.1.1 整流变压器的选择 (21)4.1.2 整流晶闸管的选择 (21)4.1.3 平波电抗器的选择 (22)4.1.4保护电路参数计算 (22)4.2 控制回路参数计算 (23)4.2.1 系统静特性分析与计算 (23)4.2.2系统动态结构参数设计 (24)4.2.3 电流调节器的参数选择 (24)4.2.4 速度调节器的参数选择 (26)4.2.5 外限幅电路 (29)第五章系统调试及校正 (30)5.1 系统各功能模块性能的调试与测试 (30)5.1.1系统的相位整定 (30)5.1.2触发器的整定 (30)5.1.3 系统的开环运行及特性测试 (30)5.1.4 速度反馈特性的测试 (31)5.1.5 调节器的调试 (32)5.1.6 电流调节器ACR的调试 (32)5.1.7 反相器AR的调试 (32)5.2 系统整体功能测试 (34)5.3 系统小结 (34)第六章课程设计总结 (35)附录 (36)附录一：各种整流电路的失控时间 (36)附录二：逻辑无环流系统实验报告 (34)附录三：四辊可逆冷轧机卷取机直流调速系统原理图 (42)参考文献 (43)第一章课程设计概述1.1 设计背景及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和解决运动控制系统设计问题，是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。
四辊卷板机工艺程序英文回答：Rolling is a common metal forming process used in various industries, including the production of sheet metal.A four-roll plate bending machine, also known as a four-roll roll bending machine, is commonly used for rolling metal sheets into cylindrical or conical shapes.The process of operating a four-roll plate bending machine involves several steps. First, the operator needsto set up the machine by adjusting the position of therolls and ensuring that they are properly aligned. This is important to ensure the accuracy and quality of the rolled sheet.Next, the operator needs to load the metal sheet onto the machine. This can be done manually or with the help of lifting equipment, depending on the size and weight of the sheet. Once the sheet is in position, the operator canstart the rolling process.During the rolling process, the four rolls of the machine rotate and apply pressure to the metal sheet, gradually bending it into the desired shape. The operator needs to control the speed and pressure of the rolls to achieve the desired curvature and avoid any defects or deformations in the sheet.One important aspect of operating a four-roll plate bending machine is the control of the bending radius. This is determined by the distance between the top and bottom rolls, as well as the position of the side rolls. By adjusting these parameters, the operator can achieve different bending radii and create a variety of shapes.In addition to the bending radius, the operator also needs to consider the thickness of the metal sheet. Thicker sheets require higher pressure and slower rolling speeds to ensure proper deformation. On the other hand, thinner sheets may require lower pressure and faster rolling speeds to avoid any damage or wrinkles.Furthermore, the operator needs to pay attention to the material properties of the metal sheet. Different materials have different levels of ductility and elasticity, which can affect the rolling process. For example, a highly ductile material may require less pressure and allow for tighter bends, while a less ductile material may require more pressure and have limitations on the bending radius.To illustrate the process, let's consider an example. Imagine I am operating a four-roll plate bending machine in a metal fabrication workshop. I have a stainless steel sheet that needs to be rolled into a cylindrical shape for a pipe application.First, I set up the machine by adjusting the rolls and ensuring they are aligned. Then, I load the stainless steel sheet onto the machine using a crane. I position the sheet between the top and bottom rolls, making sure it is centered.Next, I start the rolling process by activating themachine. The rolls rotate and apply pressure to the sheet, gradually bending it into a cylindrical shape. I carefully control the speed and pressure of the rolls to ensure a smooth and accurate bend.I also adjust the bending radius by changing theposition of the side rolls. This allows me to achieve the desired curvature for the cylindrical shape. I payattention to the thickness of the stainless steel sheet and adjust the pressure and rolling speed accordingly.After several passes through the machine, the stainless steel sheet is successfully rolled into a cylindrical shape.I inspect the final product for any defects or deformations and make any necessary adjustments.Overall, operating a four-roll plate bending machine requires skill, precision, and an understanding of themetal properties. It is a versatile process that can beused to create a wide range of shapes and sizes. Withproper setup and control, it can produce high-qualityrolled sheets for various applications.中文回答：四辊卷板机是一种常见的金属成形工艺，广泛应用于各个行业，包括金属板材的生产。
四辊卷板机设计毕业论文目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1卷板的分类及特点 (2)1.2卷板机的分类及特点 (2)1.3 W12X2000型四辊卷板机的用途 (5)1.4 传动系统设计 (6)第2章卷板机轴辊受力分析 (7)2.1作用在卷板机辊子上的弯曲扭矩 (7)2.2卷板机的空载扭矩 (8)2.3四辊卷板机的卷板力 (8)第3章电动机的选择与计算 (12)3.1功率计算 (12)3.2电动机的选择 (12)第4章主减速器的设计 (14)4.1电动机的确定 (14)4.2 传动比的分配 (15)4.3传动系统的运动和动力参数设计 (15)4.4 高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算 (17)4.4.1选择精度等级，材料和齿数 (17)4.4.2 按齿面接触强度设计 (17)4.4.3按齿根弯曲疲劳强度设计 (21)4.4.4几何尺寸计算 (21)4.5中间级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算 (22)4.5.1选择精度等级，材料和齿数 (22)4.5.2. 按齿面接触强度设计 (22)4.5.3.按齿根弯曲疲劳强度设计 (24)4.5.4几何尺寸计算 (26)4.6 低速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算： (26)4.6.1选择精度等级，材料和齿数 (26)4.6.2. 按齿面接触强度设计 (27)4.6.3按齿根弯曲疲劳强度设计 (29)4.6.4几何尺寸计算 (30)4.7高速轴的设计以及轴的校核 (32)第5章侧辊传动系统的设计 (36)5.1侧辊电动机的确定 (36)5.2侧辊减速器的确定 (36)5.3蜗轮蜗杆传动设计 (36)第6章下辊筒液压缸的设计 (41)6.1下辊液压系统的工作原理 (41)6.2下辊筒液压缸设计 (42)第7章辊筒轴的强度校核 (47)第8章专题论文 (50)8.1前言 (50)8.2四辊卷板机工作原理 (50)8.3液压同步控制系统研究及设计原理 (52)8.4.结论 (53)致谢 (54)参考文献 (55)前言我所设计的这台四辊卷板机由四个辊筒所组成，其中一个上辊、两个侧辊和一个下辊。
第5期0引言卷板机作为金属成形机械中的重要一员,在石油、化工、船舶等领域有广泛应用[1]。
目前国产卷板机机型多、产量大,但在研发设计中主要依靠经验,对数字化设计手段的应用较少,使得卷板机结构较为笨重,竞争力不强[2]。
同时,四辊卷板机在卷制板材过程中,受力形式较为复杂,承受的载荷较大,对其关键零部件的强度、刚度校核是研发设计中必不可少的一个环节[3]。
因此,卷板机的结构优化设计将会是国内相关行业重点研究的课题之一。
本文应用有限元分析方法对280×3000型四辊卷板机的高机架进行结构分析,以应力及位移结果作为参考依据,对高机架进行合理的结构优化,实现减重的目的。
同时对该模型进行模态分析,作为之后结构动态特性研究的基础。
1四辊卷板机特性分析及仿真计算1.1四辊卷板机结构简介四辊卷板机主机结构如图1所示,主要由高低机架、上下辊及两侧辊、倒头装置等部件组成。
四辊卷板机实现板材的卷制,需要分板料对中、预弯、卷制和矫圆四个程序。
卷制过程利用三点定圆的原理来实现,该过程中上辊固定,做旋转运动,下辊直线向上运动实现板材的夹紧,之后通过侧辊的运动来实现不同曲率半径的调整[4]。
1.2机架结构分析计算四辊卷板机的工作精度与上下及侧辊的位置精度有很大关系,高低支架作为四个辊子的主要支撑结构,其刚度是研发设计中的关键因素。
板材卷制过程中,机架受上辊旋转运动产生的法向压力及下辊、侧辊对其支撑结构的反向作用力,对其四个辊的受力进行分析,得到机架上的受力情况[5]。
收稿日期:2023-04-26;修订日期:2023-05-20作者简介:方婧(1985—),女,工程师,主要从事产品结构及焊接仿真工作。
E-m ai l :anyf ang@基于有限元法的四辊卷板机机架优化设计方婧1,李桂超2,王暾1(1.兰州兰石集团有限公司能源装备研究院,甘肃兰州730050;2.兰州兰石重型装备股份有限公司,甘肃兰州730050)摘要:机架作为四辊卷板机的主要承力部件,其强度、刚度及动力学特性不仅影响主机的使用寿命,同时很大程度上制约了产品的卷制精度。
太原科技大学本科毕业设计说明书5000mm热轧宽厚板四辊可逆式轧机辊系设计Design of four roller reversible rolling mill of hot rollingheavy plate 5000mm学院（系）：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化（冶机）学生姓名：学号：指导教师：指导教师：完成日期：2014年6月1日太原科技大学Taiyuan University of Science and Technology摘要随着经济社会的发展，特别是战争年代，大型战舰，大型战机的制造需要，对钢材的尺寸要求也越来越大。
这样就催生了人们对大型轧材的研究与探索。
大型宽厚板应运而生。
在航空母舰，大型水面战舰的制造上对，宽厚板，特别是5米宽厚板的需求是巨大的，由此如雨后春笋般出现的的5m宽厚板轧机的研究与投产更是越来越多。
一个宽厚板生产流水线，包括开坯粗轧机，精轧机，保温坑，冷却装置，切割机等等。
本设计主要只对轧机组进行设计，本设计主要介绍了5000mm热轧宽厚板四辊可逆轧机的轧制力，支承辊与工作辊尺寸，轴承寿命和弯辊装置计算。
本说明书按照设定的最大轧制力和产品规格参数设计计算了5000mm宽厚板轧机的轧辊的尺寸参数，轴承寿命和的基本参数以及校核，选择了轴承结构与类型，轧辊平衡装置也进行了相关设计计算。
其中轧辊尺寸确定是根据来料的规格尺寸确定的。
轧辊轴承的确定根据轧机在轧制过程中的受力状况，工作条件所确定的。
轧制力的计算采用了艾克伦德公式。
关键词：宽厚板;轧机设计;辊系设计;弯辊装置5000 hot-rolled heavy plate four reversing mill roll systemdesignAbstractWith the development of economy and society, especially in wartime, large warships , large aircraft manufacturing needs , the size requirements for steel is also growing . This gave birth to the people to study and exploration of large rolled . Large heavy plate came into being. On aircraft carriers, surface warships manufacturing right, heavy plate , especially 5 -meter-wide slab demand is huge, thus mushroomed 5m heavy plate mill of the research and production is increasing. A heavy plate production lines, including the breakdown roughing mill , finishing mill , heat pits, cooling devices , cutting machine and so on. The design of the main groups only mill design , the design introduces a heavy plate rolling force 5000mm hot rolling four-high reversing mill , the size of the backup roll and work roll , and roll bending device bearing life calculation . In accordance with the instructions set maximum rolling force and product specifications designed to calculate the dimensions 5000mm heavy plate rolling mill rolls , bearing life and the basic parameters and checking, select the bearing structure and the type of roll balancing devices have also been relevant design calculations. Determine which roll size is determined according to the size of the incoming specifications . Roller bearing is determined during rolling mill according to the stress condition , determined by the working conditions . Rolling force calculation using the formula Ike LundKey Words：Heavy plate mill design; roll system design; roll bending device目录摘要 (I)Abstract (II)1 文献综述....................................................................................................... - 1 -1.1 国内................................................................................................... - 1 -1.1.1 国内宽厚板产业先驱——鞍钢股份有限公司................... - 1 -1.2 国外................................................................................................... - 2 -2 轧辊设计....................................................................................................... - 6 -2.1 轧辊结构与尺寸............................................................................... - 6 -2.1.1 轧辊的结构........................................................................... - 6 -2.1.2 轧辊辊身尺寸....................................................................... - 6 -2.1.3 轧辊辊颈尺寸d和l的确定 ............................................... - 7 -2.2 轧辊力能参数计算........................................................................... - 8 -2.2.1 基本参数............................................................................... - 8 -2.3 轧辊材料选择................................................................................... - 9 -2.4 艾克伦德方法计算轧制时的平均单位压力................................. - 10 -2.4.1 变形阻力............................................................................. - 10 -2.4.2 变形速度............................................................................. - 10 -2.4.3 轧制压力............................................................................. - 11 -2.5 轧辊传动力矩................................................................................. - 12 -2.6 小结................................................................................................. - 13 -3 轧辊强度校核............................................................................................. - 14 -3.1 影响轧辊强度的因素..................................................................... - 14 -3.2 小结................................................................................................. - 17 -4 轧辊轴承..................................................................................................... - 18 -4.1 轴承的选择..................................................................................... - 18 -4.2 轴承寿命计算................................................................................. - 18 -4.3 小结................................................................................................. - 19 -5 轧辊弯辊装置............................................................................................. - 20 -5.1 液压弯辊装置................................................................................. - 21 - 参考文献......................................................................................................... - 22 - 致谢......................................................................................................... - 24 -1 文献综述有句话是这么说的：战争年代，工业的发展速度和创新水平都能得到很大的提高。
W12-6×1500型四辊卷板机使用说明书中华人民共和国南通东晨重型机床有限公司二〇一一年十月目录一. 产品的主要用途与适用范围 (1)二. 产品的主要技术参数 (1)三. 产品的主要结构概述 (2)四. 液压系统 (6)五. 电气系统 (7)六. 机器的安装与调试 (8)七. 机器的润滑 (10)八. 安全操作与维护 (12)九. 易损件明细 (15)一. 产品的主要用途与适用范围W12-6×1500型四辊卷板机是金属板材弯曲、校正机械.专用于金属板材的成形弯曲工作。
各种规格的筒形、弧形工件的预弯、卷曲成形可在一次上料后完成，借助辅助装置，可以进行锥形筒体的卷制。
还可以对金属板材进行粗略的整形工作。
二. 产品的主要技术参数序号项目单位参数1 机器规格mm 6×15002 钢板的屈服极限MPa 2453 弯曲钢板最大宽度mm 15004 预弯钢板最大厚度mm 45 弯曲钢板最大厚度mm 66 上辊直径mm 1907 下辊直径mm 1708 侧辊直径mm 1609 卷板速度m/min 约4.510 弯卷最大规格钢板时最小卷筒直径mm 40011 倒头翻转角度≥75°12 液压系统工作压力MPa 1613 电机功率Kw 5.5-6p14 机器重量kg 约320015 外形尺寸长mm 3800 宽mm 1360 高mm 1400三. 产品的主要结构概述1. 结构概述本机为四辊卷板机，其结构见图1.上辊为主动辊，下辊和侧辊为从动辊，上辊位置固定，下、侧辊可升降移动，上辊为液压马达传动，下、侧辊的转动是靠钢板和各辊间的摩擦力带动的。
下辊和侧辊均由其两端油缸推动其实现升降运动。
上辊前侧轴承体的翻转、复位由翻倒油缸执行，各辊轴承体和油缸均装于左、右两端的机架内。
左右机架是四辊卷板机的主体，采用焊接结构，安装在整体底座上。
推料装置是卷制完工件，翻倒油缸翻转到位后，将工件推出机器；机器的全部操作均在操作台上进行。
四辊卷板机中方圆卷制工艺的制定与数学模型的建立王凯;陈富林;许朝阳;李森;李斌【摘要】The complete rolling process has been designed in the text by modifying the changing way of the side working roller, which can eliminate straight shortcoming and achieve good rolling effect. The mathematic model of working process for the four-roll bending machine has been established, which infers the theoretical calculation formula of the displacement for the side working roll. It is verified by the experiment with positive effect on the production control. The model provides basis for the design of the four-roll bending machine.%通过在四辊卷板机中对方圆的实际卷制,发现从小曲率到大曲率的过渡过程会产生直边段,对方圆的成形产生影响.本文通过修改侧工作辊的变化方式制定了完整的卷制工艺,该工艺能成功消除直边段,卷制方圆效果理想；同时在此基础上建立了四辊卷板机工作过程的数学模型,推导出侧工作辊位移量的理论计算公式.并通过实验验证了该公式的可行性,对生产控制有积极影响.模型可以作为四辊卷板机设计的基础.【期刊名称】《锻压装备与制造技术》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】5页(P56-60)【关键词】机械制造;四辊卷板机;方圆卷制工艺;数学模型【作者】王凯;陈富林;许朝阳;李森;李斌【作者单位】南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016;南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016;南京环力重工机械有限公司,江苏南京211222;南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016;南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016【正文语种】中文【中图分类】TG386.3+1随着航空航天、军工兵器、造船、机车车辆、压力容器、石油天然气运输管道、化工机械、风电设备等行业的日益发展，对金属板材成形设备的需求量日益增大，对其精度要求也越来越高。
机电一体化四辊可逆轧钢机实训装置本装置分为基本型和增强型两种。
一、基本型该系统由主轧机，两套卷曲机构以及相应支撑机械结构组成，主轧机压下方式为手动压下，平衡调节方式为手动调节。
该系统可实现铝带的可逆轧制，轧制力不小于三吨，主轧机采用变频方式调节轧制速度，主轧机变频器与卷曲结构变频器用通讯方式实现同步工作。
可实现的实验项目如下：1.PLC编程实验。
2.变频器应用实验。
3.轧机辊缝调节实验。
4.变频器通讯实验。
5.传感器信号采集实验。
6.可逆轧机工作流程操作实验。
7.轧机轧辊更换与维护实验。
8.触摸屏程序编制实验。
9.触摸屏与PLC通讯及系统组态实验。
10.可逆轧机系统故障设置与排除实训等。
二、增强型该系统由主轧机，两套卷曲机构、液压系统、测量仪器以及相应支撑机械结构等组成，主轧机压下方式为液压压下，平衡调节方式为自动调节，调节量由光栅尺采集并送给PLC。
整机调试完毕后可实现铝带的自动可逆轧制，轧制参数由触摸屏输入。
轧制力不小于三吨，主轧机采用变频方式调节轧制速度，主轧机变频器与卷曲机构变频器用通讯方式实现同步工作。
可实现的实验项目如下：1. PLC编程实验。
2. 变频器应用实验。
3. 轧机辊缝调节实验。
4. 变频器通讯实验。
5. 传感器信号采集实验。
6. 可逆轧机工作流程操作实验。
7. 轧机轧辊更换与维护实验。
8. 触摸屏程序编制实验。
9. 触摸屏与PLC通讯及系统组态实验。
10. 可逆轧机系统故障设置与排除实训等。
11. PLC数据采集与闭环调节编程实验。
12. 光栅尺应用试验。
13. 液压系统调试试验。
14. 液压系统自动控制实验。
三、两种系统配置清单如下：基础型：增强型：基础型报价：35万元增强型报价：53万元。
高精度四辊卷板机方案：1、卷板研究方向：卷制过程中，出现跑偏和卷不圆的现象。
表现为：成型后滚筒圆柱面呈现鼓形或锥形，滚筒接口处有错开。
实际生产中，以车削外圆和端面的方式，解决问题，费时费料。
本方案对跑偏现象进行分析，从预防和纠正两方面解决跑偏或尽可能的减小跑偏量。
对于卷不圆，通过卷制过程中板材的受力分析，对辊轴的运动精度进行控制以及对辊轴的变形进行控制和补偿，来解决卷不圆或尽可能减小跑偏量，提高卷板机的加工精度。
4、解决方案：（1）为减小卷板的预弯的跑偏，先保证板材受力均匀，需有对中装置，使板材夹紧后处于辊子中间位置。
（2）为减小卷板过程中的跑偏，提高辊子圆柱表面制造精度，但不能解决根本问题。
同时辊子磨损不可避免，唯有对跑偏进行修正和控制。
（3）跑偏控制的方法有：a用左右两侧的测压头测出两侧压力差，间接地检测出跑偏量，再调整辊缝控制跑偏；b在入口安装检测跑偏量的检测器装置，然后调整辊水平来达到跑偏的控制（4）跑偏的解决对已出现跑修正偿措施：根据跑偏的程度，测量板材跑偏角度，小角度调整辊轴水平面内的斜度，补偿跑偏量。
由于辊轴很难在水平面内调整位置。
唯有通过调整辊轴的轴向位置纠偏。
降低和规避跑偏措施：提高对中精度，送料机构要求板材中心线和卷板机中心线对齐。
需对送料机构进行设计。
5、送料机构方案设计方案：滚轮送料，推杆定位工作原理：电动机带动滚轮旋转，滚轮间带传动，带动板材送料。
侧辊对中使得板材与辊轴平行，防止跑偏，之后辊道上的推送装置推动板材，使板材中心线与卷板机对齐。
在上下辊夹紧后，根据推送装置末端的位移，下辊下移，重新调整板材位置，直到板材中心与卷板机中心对齐或在一定范围内。
为提高精度，推送杆端部安装位移传感器。
为防止重新夹紧过程中，板材与辊轴不平行，推动杆板材两侧各有两对，并且同侧推杆运动应同步。
为方便调节，采用液压缸传动的方式。
送料机构的主视和俯视示意图4、下辊同步控制（液压缸同步动作）5、跑偏修正方案设计板材跑偏，主要是辊缝两侧不一致造成的。
中南大学运动控制课程设计与综合实验报告设计题目：四辊压延机的前辊（开卷机）直流调速系统设计专业班级：自动化1106 班学生姓名：刘帅伟指导教师：周成训目录第一章：绪论 (1)1.1 四辊压延机的前辊（开卷机）直流调速系统生产流程以及控制设计要求1 1.2 四辊压延机及开卷机的技术特点和发展现状 (2)第二章：四辊开卷机直流调速系统方案选择 (3)2.1 直流调速原理 (3)2.2 开环直流调速系统 (3)2.3 转速负反馈直流调速系统 (4)2.4 带电流截止负反馈的直流调速系统 (6)2.5 双闭环直流调速系统 (7)第三章：双闭环直流调速系统结构及各功能模块概述 (10)3.1双闭环直流可逆电力拖动系统概述 (10)3.2 各功能模块概述 (12)3.2.1 速度调节单元 (12)3.2.2 电流调节器 (13)3.2.3 电流反馈与过流保护 (13)3.2.4 速度反馈与 系数整定 (15)3.2.5 逻辑控制单元 (16)3.2.6 零速封锁单元 (18)3.2.7 给定积分单元 (18)第四章：恒张力控制系统的设计 (19)4.1 卷曲开卷冲动张力控制系统 (19)4.1.1 张力控制系统的一般工作原理 (19)4.1.2 间接张力控制和直接张力控制 (22)4.1.3 轧机卷取机张力控制系统的应用实例 (22)第五章：双闭环调速系统的常规工程设计 (26)5.1设计准备 (26)5.2电流调节器的设计 (27)5.3转速调节器的设计 (29)第六章：逻辑无环流直流调速系统的调试 (33)6.1系统实验调试概述 (33)6.2触发器的整定 (34)6.3系统开环运行及特性测试 (35)6.4系统各单元的调试与参数整定 (37)6.5小结 (42)第七章：设计心得与总结 (43)参考文献 (44)第一章：绪论1.1 四辊压延机的前辊（开卷机）直流调速系统生产流程以及控制设计要求四辊压延机的前辊（开卷机）直流调速系统的设计压延生产线主要是生产飞机轮胎生产线，四辊压延机是飞机轮胎生产家最关键的生产设（一）生产工艺流程及控制要求1、生产工艺流程：帘布放布机-接头硫化机-前三辊电机-贮步架-前四辊电机-干燥机-辊辊压延主机-（主机1和主机2）-后四辊电机-2台卷取机-仓库2、控制要求：（1）在压延前，必须给干燥辊加热60°~80°（使帘布烘干水分），给主辊加热至70°左右（不至于橡胶冷却硬化）。
四辊可逆轧机主传动系统设计摘要现代中厚板生产过程中四辊可逆轧机成为主要机型，其工作原理是使轧件通过两相对旋转的轧辊以压力进行加工，使其产生塑性变形。
本次设计的主要内容是对四辊可逆轧机的主传动系统进行分析、研究、计算，阐述了中厚板轧机的发展概况，确定了主传动机构的组成、机架形式、轧辊的结构特点及轴承形式。
对主传动系统力能参数进行了计算，包括轧制力、轧制力矩和主电机功率的计算及校核，以及主要零件强度的计算，如轧辊、轴、轴承。
最后对系统的润滑和环保经济性进行分析和讨论。
关键字中厚板；主传动系统；轧辊；轧制力Four roll reversible mill main transmission systemdesignABSTRACTFour-high reversing mill plate production process to become a major model，Its working principle is rolling through two relatively rotating roll pressure processing to produce the plastic deformation.The main content of this design is the main drive system of the four-high reversing mill analysis, research, computing, describes the overview of the development of the plate rolling mill. Determine the composition of the main drive mechanism of the rack form of structural features and bearing the form of roll.The main drive system power parameters were calculated, including the calculation and checking of the rolling force, rolling moment and the main motor power. And the major parts strength calculation, such as roll, axle, bearing. Finally, the system of lubrication and environmental protection, economic analysis and discussionKeyword: Plate mill; Main transmission system; Roll; Rolling force目录1. 绪论 (V)1.1中厚板轧机发展历史 (V)1.2现在中厚板轧机特点 (V)1.3轧机主要类型............................................................................................................ V I1.4轧机设备.................................................................................................................... V I1.5轧机工作原理........................................................................................................... V II 2．总体方案设计.. (VIII)2.1主传动机构 (VIII)2.2压下机构 (VIII)2.3轧辊............................................................................................................................ I X2.4轴承............................................................................................................................ I X2.5机架 (X)3．基本参数确定............................................................................................................................... X I3.1轧辊材料选定 ........................................................................................................................... X I3.2轧辊参数确定 ........................................................................................................................... X I3.3工作辊和支承辊辊径尺寸d和l的确定 (XII)3.4轧辊辊头的结构尺寸确定 (XIII)4．轧机主传动系统力能参数的计算 (XV)4．1轧制力的计算 (XV)4.1.1计算单位轧制力p (XV)m4.1.2总轧制力计算............................................................................................................ X VI4.2轧制力矩计算 ........................................................................................................................ X VI4.3轧机主电动机力矩与电动机功率计算 (XVIII)4.3.1电机功率计算 (XVIII)4.3.2主电动机力矩计算......................................................................................................... X IX4.4电机校核 (XX)5．主要零件强度计算 ................................................................................................................. X XI5.1轧辊的强度校核.................................................................................................................... X XI5.1.1支承辊强度校核 ....................................................................................................... X XI5.1.2工作辊强度校核 (XXIII)5.1.3工作辊与支承辊间的接触应力校核 (XXIV)5.2机架结构尺寸确定及校核 (XXVI)5.2.1机架主要结构尺寸的确定 (XXVI)5.2.2机架强度校核........................................................................................................ X XVII5.3 十字轴万向接轴校核 (XXXIII)5.3.1基本尺寸确定 (XXXIII)5.3.2万向接轴校核 (XXXIV)5.4支承辊轴承校核 (XXXIV)6．润滑方式 (XXXV)7.经济可行性分析 (XXXVI)7.1投资回收期...................................................................................................................... X XXVII7.2设备合理的更新期 (XXXVIII)8．环保性分析 (XXXVIII)8.1机械设备的环保性 (XXXIX)8.2改善机械设备环保性的方法 (XXXIX)结论 (XXXIX)致谢 ............................................................................................................................... 错误!未定义书签。
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四辊卷板机中方圆卷制工艺的制定与数学模型的建立一、引言1.1 研究背景和目的1.2 国内外相关研究现状和存在问题1.3 论文主要内容和结构安排二、方圆卷制工艺的制定2.1 四辊卷板机的结构和工作原理2.2 方圆卷制工艺的定义和特点2.3 工艺参数的选择和制定2.4 实验验证和分析三、数学模型的建立3.1 卷制力学分析3.2 单元坐标系的建立3.3 方圆卷制过程的数学描述3.4 模型验证和参数优化四、数值模拟及分析4.1 单元划分和网格生成4.2 求解算法和程序实现4.3 模拟结果分析和讨论4.4 实验验证和比较分析五、结论和展望5.1 研究成果总结5.2 研究不足和改进方向5.3 工业应用前景和展望参考文献一、引言随着钢铁行业和其它相关行业的不断发展，四辊卷板机已经成为获取高质量卷材的常用设备之一。
在卷制过程中，选择合适的卷制工艺和关键参数对于卷材的成品率和质量有着至关重要的影响。
其中方圆卷制工艺作为一种适用于四辊卷板机的卷制方式，以其较高的成品率和较优的板形性能受到了广泛关注。
本文旨在研究方圆卷制工艺的制定和数学模型的建立，以期为钢铁行业和其它相关行业提供理论和实践参考。
1.1 研究背景和目的四辊卷板机作为一种重要的加工设备，不仅适用于钢铁行业，也适用于许多其它领域，如汽车制造、船舶制造和建筑等。
在卷制过程中，卷制工艺和关键参数决定了卷材的成品率和质量。
而方圆卷制工艺由于具有较高的成品率和较优的板形性能，已经逐渐成为四辊卷板机的重要卷制方式之一，受到了广泛关注。
本文旨在通过对方圆卷制工艺的制定和数学模型的建立，探究方圆卷制工艺的卷制参数和关键参数对于成品率和板形性能的影响，为钢铁行业和其它相关行业提供理论和实践参考。
1.2 国内外相关研究现状和存在问题目前，国内外已经有不少关于四辊卷板机和卷制工艺的研究。
其中，关于四辊卷板机的研究主要集中在结构和机理方面，而卷制工艺的研究主要集中在数学模型的建立和数值模拟方面。
数控液压四辊卷板机技术协议1. 引言数控液压四辊卷板机是一种常见的金属加工设备，广泛应用于船舶、造船、化工、石油、电力、冶金等行业。
该设备通过将金属板材卷曲成所需形状，实现对金属板材的加工和成型。
为了确保卷板机的正常运行和安全性，制定本技术协议，详细规定了数控液压四辊卷板机的技术要求、试验检验规则以及质量保证等关键内容。
2. 技术要求2.1 设备概述数控液压四辊卷板机由机架、上、下辊、辊制动机构、液压系统、控制系统等组成。
设备具备自动化程度高、操作简便、减少劳动强度等优点，能够实现高精度的金属板材卷曲。
2.2 技术参数2.2.1 卷板机的工作范围•最大卷板宽度：XXXXmm•最大卷板长度：XXXXmm•最大卷板厚度：XXXXmm•最小卷板厚度：XXXXmm2.2.2 主要技术指标•最大卷板力：XXXXkN•卷板速度：XXXXm/min•主机功率：XXXXkW•卷板直径范围：XXXXmm-XXXXmm2.3 结构和工作原理数控液压四辊卷板机采用四辊摩擦传动方式，通过上、下辊的旋转摩擦将金属板材卷曲。
液压系统提供卷板机的动力和控制信号，实现对上、下辊的协调运动。
2.4 控制系统数控液压四辊卷板机采用先进的数控系统，具备以下功能：•可编程控制，实现自动化卷板过程；•实时监测和调整卷板参数，确保加工精度；•警报和故障诊断系统，及时处理运行异常情况。
3. 设备试验与检验为了确保数控液压四辊卷板机的质量和性能，应进行以下试验和检验：3.1 设备检查在实际使用之前，对数控液压四辊卷板机进行全面的设备检查，包括外观检查、安全装置检查、液压系统检查等。
确保设备符合设计规定，并消除潜在的安全隐患。
3.2 试运行进行试运行前，应对数控液压四辊卷板机的液压系统进行调试，并测试设备的各项功能。
试运行过程中需要注意设备的运行状态、噪音、振动等参数，确保设备正常工作。
3.3 加工试验进行加工试验前，应根据所需加工工件的尺寸和材质，调整设备的参数。
摘要本说明书是按照所设计的卷板机内容撰写的，主要包括卷板机轴辊的受力分析、电动机的选择、主减速器的设计、侧辊传动系统的设计、下辊液压传动系统的设计以及对下辊液压同步控制系统进行了研究。
从而保证了下辊在上升的过程中始终能够保持两端同步。
四辊卷板机主要为锅炉厂辊制锅炉圆筒而设计，它可以用于各种型号锅炉圆筒的生产和加工，也在造船、石油化工、航空、水电、装潢、及电机制造等工业领域得到了广泛的应用，用以把金属板料卷制成圆筒、圆锥以及弧形板等各种零件。
该四辊卷板机利用其四个辊筒的空间布置，最大范围地减少了剩余直边的出现、降低了生产成本、提高了生产效率。
关键词：四辊卷板机辊制剩余直边弧形板AbstractThis statement is in accordance with the design cylinder content written mainly include the pressure analysis of cylinder axle roller, electric motors choice, the reducer design, lateral roller drive train system design, the design of the roller hydraulic drive train system on the roller and hydraulic control systems simultaneously conducted research. Thereby ensuring an increase in the course of the roller always able to maintain both simultaneously.The four cylinder roller machine mainly boiler plant roller system designed boilers cones, which can be used for various types of boilers cones production and processing are also shipbuilding, petrochemical, aviation, utilities, furniture, and electrical manufacturing industries widely applied to the metal plate material volumes produced cones, circular cone arc boards and various parts.The four cylinder roller machine use its four roller cylinders space layout, the greatest scope to reduce the margin in the remaining departments, reducing production costs, improving production efficiency.Key words: four-cylinder roller machine Roller machineLeft straight-side Arc board目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1卷板的分类及特点 (2)1.2卷板机的分类及特点 (2)1.3 W12X2000型四辊卷板机的用途 (5)1.4 传动系统设计 (6)第2章卷板机轴辊受力分析 (7)2.1作用在卷板机辊子上的弯曲扭矩 (7)2.2卷板机的空载扭矩 (8)2.3四辊卷板机的卷板力 (8)第3章电动机的选择与计算 (12)3.1功率计算 (12)3.2电动机的选择 (12)第4章主减速器的设计 (14)4.1电动机的确定 (14)4.2 传动比的分配 (15)4.3传动系统的运动和动力参数设计 (15)4.4 高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算 (17)4.4.1选择精度等级，材料和齿数 (17)4.4.2 按齿面接触强度设计 (17)4.4.3按齿根弯曲疲劳强度设计 (21)4.4.4几何尺寸计算 (21)4.5中间级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算 (22)4.5.1选择精度等级，材料和齿数 (22)4.5.2. 按齿面接触强度设计 (22)4.5.3.按齿根弯曲疲劳强度设计 (24)4.5.4几何尺寸计算 (26)4.6 低速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算： (26)4.6.1选择精度等级，材料和齿数 (26)4.6.2. 按齿面接触强度设计 (27)4.6.3按齿根弯曲疲劳强度设计 (29)4.6.4几何尺寸计算 (30)4.7高速轴的设计以及轴的校核 (32)第5章侧辊传动系统的设计 (36)5.1侧辊电动机的确定 (36)5.2侧辊减速器的确定 (36)5.3蜗轮蜗杆传动设计 (36)第6章下辊筒液压缸的设计 (41)6.1下辊液压系统的工作原理 (41)6.2下辊筒液压缸设计 (42)第7章辊筒轴的强度校核 (47)第8章专题论文 (50)8.1前言 (50)8.2四辊卷板机工作原理 (50)8.3液压同步控制系统研究及设计原理 (52)8.4.结论 (53)致谢 (54)参考文献 (55)前言我所设计的这台四辊卷板机由四个辊筒所组成，其中一个上辊、两个侧辊和一个下辊。
最大可以将40mm厚、2m长的钢板卷曲成圆柱、圆锥或其一部分。
上辊为主传动，由主电动机通过主减速器和联轴器与上辊筒相连接，为卷制钢板提供扭矩；下辊作垂直升降运动，通过液压缸内的液压油作用于活塞而获得，以便夹紧板材，为液压传动，在下辊的两侧设有两个侧辊，侧辊可以沿着机架导轨做倾斜运动，由侧辊电动机通过一个单级减速器把扭矩传到丝杆丝母蜗轮蜗杆传动副，这样既达到了传递扭矩的作用，同时也改变了运动方向。
在本次设计中，我设计了一套液压同步控制系统，通过控制电磁换向阀的通断，来控制下辊两端液压缸的同步上升，达到在下辊上升的过程中，下辊中心线能够始终同上辊中心线保持水平，这样就可以避免因钢板位置偏离中间位置，而使下辊受力不均匀，使下辊在上升的过程中一端受力大，一端受力小，使卷出来的圆筒一端大而一端小的情况发生。
本次毕业设计是一次大型综合的设计，通过这次做毕业设计使我对大学四年所学的知识有了更加深刻的回顾，也培养了我使用工具书的能力，同时它也是对我大学四年所学知识的一次检验。
通过做毕业设计使我学习到了许多在课本上面所学习不到的致知识，也提高了我的动手能力。
相信他们都是我在未来工作中能够用得上的。
第1章绪论近些年随着原子能、石油化工、海洋开发、宇航、军工等部门的迅速发展，卷板机作业的范围正在不断的扩大，要求也在不断提高，现在卷板机已经广泛应用于锅炉、造船、石油化工、航空、水电、装潢、金属结构等行业中，用于将金属板材卷制成圆柱、圆锥或者将任意形状卷曲成圆柱形或其一部分。
1.1卷板的分类及特点卷板按照工作状况分为：冷卷和热卷两种。
冷卷的精度高，操作方便，要求钢板不能有缺口及裂缝等缺陷，有时还需在滚弯前进行正火或退火处理。
热卷的最大缺陷是产生氧化皮及明显热膨胀。
因此，只有当弯制的板超过机器的冷卷能力或弯曲较大时，才能使用热卷法，但冷卷的板料厚度范围目前正在日益扩大。
生产也应根据不同卷制方法的特点结合具体情况适当选用。
例如有些不允许冷卷的刚度太差，而且弯曲困难。
如果采用温卷的方法就比较合适。
1.2卷板机的分类及特点卷板机按照辊筒数量布置形式分为：四辊式卷板机和三辊式卷板机，其中三辊又可以分为对称式和不对称式两种。
对称式三辊卷板机：结构紧凑，重量轻，易于制造、维修，投资小，两侧辊可以作得很近，成形准确。
但是剩余直边大，一般对称三辊卷板机减小剩余直边比较麻烦。
（如图1.1-2所示）不对称三辊卷板机是一根下辊轴和上辊轴中心水平距离到极小位置，另一根下辊轴放在侧边，所以滚出的零件仅起始端有直边。
这样在滚零件时，正反两次辊制就可以消除直边问题。
（如图1.1-1所示）其缺点为：在滚弯时大大增加了辊轴的弯曲力，使辊轴容易弯曲，影响零件的精度，坯料需要调头，弯边，操作不方便，辊筒受力较大，弯卷能力较小。
图1.1-1非对称式卷板机图1.1-2对称式卷板机卷板机按辊位调节方式可以分为：上调式和下调式两种，其中上调式可以分为横竖上调式（机械或液压调节）；垂直上调式；下调式又可以分为不对称下调式（机械或液压调节）；对称下调式（含垂直下调式）（液压调节）水平下调式（液压调节）。
垂直下调式：结构简单、紧凑；剩余直边小，有时设计成上辊可以沿轴向抽出的结构。
它的缺点是：弯板时，板料有倾斜动作，对热卷及重型工件不安全，长坯料必须先经初弯，否则会碰地面。
水平下调式：较四辊卷板机的结构紧凑，操作方便剩余直边小，坯料始终保持在同一水平面，进料安全方便。
其缺点是：上辊轴承间距较大，坯料对中不如四辊卷板机方便。
横竖上调式：如图1.1-3，调节辊筒的数目最少，具有各种三辊的优点，而且剩余直边小。
其缺点：设计时结构复杂不易处理。
图1.1-3横竖上调式图1.1-4立式卷板机按照辊筒方位，可以分为立式和卧式。
按上辊受力类型，可以分为闭式（上辊中部有托辊）和开式（上辊无中部托辊），其中开式又可以分为有反压力装置的和无反压力装置的。
立式：如图1.1-4，消除了氧化皮压伤，矩形板料可保证垂直进入辊间，防止扭斜，卷薄壁大直径，长条料等刚性较差的工件时，没有因自重而下榻的现象，板样测量较准，占地面积小。
其缺点是：短工件只能在辊筒下部卷制，辊筒受力不均匀，易呈锥形；工件下端面与支撑面摩擦影响上下曲率的均匀性，卸料及工件放平料不方便，非矩形坯料支持不稳定。
闭式：如图1.1-5 没有活动轴承机构结构较简单，上辊加中间支承辊后可作得很细可弯到较大的曲率，上辊刚度好，工件母线直线度好，下辊间距小，可卷薄板且曲率较准确，上辊行程大，有足够的位置装模具，可以作长拆边机用，但只能卷制圆心角小于180度的弧形板。
图1.1-5 闭式卷板机图1.1-6 四辊卷板机四辊卷板机有四个辊，（如图1.1-6所示）上辊是主动辊，下辊可以上下移动，用以夹紧钢板，两个侧辊可以沿斜向升降，在四辊卷板机上可进行钢板的预弯工作，它靠下辊的上升，将钢板端头压紧在上下辊之间，再利用侧辊的移动使钢板端部发生弯曲变形，从而达到所要求的曲率。
它的优点是：1、预弯及卷圆时，钢板可不调头。
2、上下辊能夹紧钢板，防止弯曲时滑脱。
3、侧辊能起定位作用，在进料时可使钢板找正。
4、便于弯曲锥形件，椭圆形件及仿形加工。
