板带轧机电动及液压压下联合控制系统(最新版)
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第五章 电液伺服系统
第五章 电液伺服系统
5.1 电液位置伺服系统 5.2 电液速度伺服系统 5.3 电液伺服系统在轧钢中的应用
5.1 电液位置伺服系统
系统组成原理图 系统工作原理与方框图 系统的传递函数 液压控制系统技术指标 系统精度分析 系统的校正
系统组成原理图
系统的工作原理(一)
电液伺服阀控缸位置控制系统，两个电 位器组成的电桥测量输入（指令电位器） 与输出（工作台位置）之间的位置偏差 信号（用电压表示）。若反馈信号电位 器的滑臂指示电位与指令电位器的滑臂 指示电位不等时，则生产偏差电压。
系统的传递函数(一)
根据双电位器阀控缸的位置控制的方框图，可 以写出系统的开环传递函数为：
Au ( s ) = Kv s s 2 2ξ sv s 2 2ξ h s ω + 1 ω 2 + ω + 1 ω 2 + ω + 1 sv h a sv h
液压控制系统的技术指标
一个具体的液压控制系统，除了要满足 一些常规的技术指标外，还有控制系统 特有的技术要求，主要表现在： 控制系统的稳定性 控制系统的响应特性 系统的控制精度(误差)
控制系统的稳定性
稳定是一个控制系统正常工作的必要条 件，是首要考虑的指标。稳定性是指系 统在偏离平衡状态后外作用消失，系统 恢复到新的或原来的平衡状态的能力。 判定系统的稳定性，可以用劳斯判据。 对三阶方程 a3 s 3 + a2 s 2 + a1s + a0 = 0 其稳定条 件是 a0 a3 < a1a2 。 另一种则是利用开环对数频率特性。
τ c = RC
速度控制系统的校正(二)
校正后系统的开环方框图为：
速度控制系统的校正(结束)
5.1 电液位置伺服系统 5.2 电液速度伺服系统 5.3 电液伺服系统在轧钢中的应用
5.1 电液位置伺服系统
系统组成原理图 系统工作原理与方框图 系统的传递函数 液压控制系统技术指标 系统精度分析 系统的校正
系统组成原理图
系统的工作原理(一)
电液伺服阀控缸位置控制系统，两个电 位器组成的电桥测量输入（指令电位器） 与输出（工作台位置）之间的位置偏差 信号（用电压表示）。若反馈信号电位 器的滑臂指示电位与指令电位器的滑臂 指示电位不等时，则生产偏差电压。
系统的传递函数(一)
根据双电位器阀控缸的位置控制的方框图，可 以写出系统的开环传递函数为：
Au ( s ) = Kv s s 2 2ξ sv s 2 2ξ h s ω + 1 ω 2 + ω + 1 ω 2 + ω + 1 sv h a sv h
液压控制系统的技术指标
一个具体的液压控制系统，除了要满足 一些常规的技术指标外，还有控制系统 特有的技术要求，主要表现在： 控制系统的稳定性 控制系统的响应特性 系统的控制精度(误差)
控制系统的稳定性
稳定是一个控制系统正常工作的必要条 件，是首要考虑的指标。稳定性是指系 统在偏离平衡状态后外作用消失，系统 恢复到新的或原来的平衡状态的能力。 判定系统的稳定性，可以用劳斯判据。 对三阶方程 a3 s 3 + a2 s 2 + a1s + a0 = 0 其稳定条 件是 a0 a3 < a1a2 。 另一种则是利用开环对数频率特性。
τ c = RC
速度控制系统的校正(二)
校正后系统的开环方框图为：
速度控制系统的校正(结束)
ACS800多传动在可逆轧机电动压下系统中的应用
护 了电机 的绝缘 。Ａ Ｓ ０ 多传动 系 器均 由３ Ｃ ８０ 个逆变 模块 （ Ｃ ８ ０ １４ ＡＳ ０—０
统结构 见图ｌ 。 ３ １供 电单元 ． 机 的控 制 ， 由于它 省掉 了矢量 变换 ０ １ — ）并联 组成，每个逆变模 块 方式 的坐标变 换与 计算 以及 为解耦 ５０ ３ （Ｃ ８ ０ １４ ０ １ — ）内部有三 块 而简化 异步 电动机 数学模 型 ，没有 ＡＳ０—０—５０３
在功能上分为３ 个部分：辅助控制柜
（ Ｃ ）、进 线柜 （ Ｃ ）、整流 装 ＡＵ ＩＵ 置。整流装置包括整流柜、回馈柜、
Ｌ＋
立
反 桥
友
Ｍ ｌ ｉ ｒ ｖ 多传 动 由供 电单 元 、 ｕ ｔ Ｄ ｉ ｅ
传 动单元 、控制单 元组成 。Ａ Ｓ ０ Ｃ ８０ Ｍ ｌ ｉ ｒ ｖ 逆变器 内置 了ｄ ／ ｔ ｕ ｔ Ｄ ｉ ｅ ｕ ｄ 滤 波 器 。 由于输 出频 率是 多少 ，逆 变器
变 频器 ，控 制方式 采用 当今最 先进 控制技术 。
２设备选型 ．
２ １ 晶闸管整 流单元 （Ｓ ）： ． ＴＵ
Ａ Ｎ ５／ ６ — ０ ５ Ｃ ６ ４ ６ ４ ２ ２ — １
Ｓ－ １０ Ｖ ， Ｕ ０ Ｎ２ ２ ｋ Ａ ￣４ ０ Ｖ， Ｉ￣ ｘ２ ４ Ａ ｃｍ ＝ ４ ９ ｃ
（ Ｃ ＤＴ ）原理、ＡＣ ８ ０ Ｓ０ ｔ频器参 数配置 ，以及利用Ｄｒ ｅ ｎ ｏ ｉ ｄ ｗ软件对 实际信 号进行监控和调试 的方法 。实践证 明，ＡＣ ８０ ｖ Ｗｉ Ｓ ０
多传动系统功能强大、控制精度 高、响应速度快 ，具备 良 的性 能，维护调试方便 ，是理想的传 动控制系统。 好
…
…
…
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统结构 见图ｌ 。 ３ １供 电单元 ． 机 的控 制 ， 由于它 省掉 了矢量 变换 ０ １ — ）并联 组成，每个逆变模 块 方式 的坐标变 换与 计算 以及 为解耦 ５０ ３ （Ｃ ８ ０ １４ ０ １ — ）内部有三 块 而简化 异步 电动机 数学模 型 ，没有 ＡＳ０—０—５０３
在功能上分为３ 个部分：辅助控制柜
（ Ｃ ）、进 线柜 （ Ｃ ）、整流 装 ＡＵ ＩＵ 置。整流装置包括整流柜、回馈柜、
Ｌ＋
立
反 桥
友
Ｍ ｌ ｉ ｒ ｖ 多传 动 由供 电单 元 、 ｕ ｔ Ｄ ｉ ｅ
传 动单元 、控制单 元组成 。Ａ Ｓ ０ Ｃ ８０ Ｍ ｌ ｉ ｒ ｖ 逆变器 内置 了ｄ ／ ｔ ｕ ｔ Ｄ ｉ ｅ ｕ ｄ 滤 波 器 。 由于输 出频 率是 多少 ，逆 变器
变 频器 ，控 制方式 采用 当今最 先进 控制技术 。
２设备选型 ．
２ １ 晶闸管整 流单元 （Ｓ ）： ． ＴＵ
Ａ Ｎ ５／ ６ — ０ ５ Ｃ ６ ４ ６ ４ ２ ２ — １
Ｓ－ １０ Ｖ ， Ｕ ０ Ｎ２ ２ ｋ Ａ ￣４ ０ Ｖ， Ｉ￣ ｘ２ ４ Ａ ｃｍ ＝ ４ ９ ｃ
（ Ｃ ＤＴ ）原理、ＡＣ ８ ０ Ｓ０ ｔ频器参 数配置 ，以及利用Ｄｒ ｅ ｎ ｏ ｉ ｄ ｗ软件对 实际信 号进行监控和调试 的方法 。实践证 明，ＡＣ ８０ ｖ Ｗｉ Ｓ ０
多传动系统功能强大、控制精度 高、响应速度快 ，具备 良 的性 能，维护调试方便 ，是理想的传 动控制系统。 好
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轧机液压TCS-AGC控制与实践
轧机液压TCS-AGC控制与实践
李旺太
【期刊名称】《有色金属加工》
【年(卷),期】2011(040)001
【摘要】介绍轧机TCS系统中液压AGC的控制理论,对液压AGc系统中的液压厚度-压力闭环、液压厚度-辊缝闭环、压力AGC控制行系统分析和描述,对PI控制进行理论推理.对我单位CLECIM1700mm粗轧机液压厚度-压力控制环进行描述和分析,本文具有较强的针对性.
【总页数】5页(P58-62)
【作者】李旺太
【作者单位】中国铝业西北铝加工分公司,甘肃陇西748111
【正文语种】中文
【中图分类】TP271
【相关文献】
1.Smith预估控制在冷带轧机液压AGC前馈-反馈控制系统中的应用 [J], 王益群;孙孟辉;张伟;刘建;孙福
2.武钢3000 mm轧机液压自动厚度控制伺服系统的污染控制 [J], 彭熙伟;刘鹏
3.宽厚板轧机液压AGC系统的控制原理及其控制模式分析 [J], 栗昕
4.IMC-PID控制器在轧机液压自动位置控制系统中的应用 [J], 李若茜;凌智;李东海;王京
5.八辊五机架冷连轧机液压压下控制系统控制效能的提高 [J], 王晓晨;杨荃;彭鹏;刘天武;孙文权
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轧钢机下压机构设计-正文
1 引言轧机的压下装置是轧机的重要结构之一，用于调整辊缝，也称辊缝调整装置，其结构设计的好坏，直接关系着轧件的产量与质量。
压下装置按传动方式可分为手动压下、电动压下和液压压下，手动压下装置一般多用于不经常进行调节、轧件精度要求不严格、以及轧制速度要求不高的中、小型型钢、线材和小型热轧板带轧机上。
电动压下装置适用于板坯轧机、中厚板轧机等要求辊缝调整范围大、压下速度快的情况，主要由压下螺丝、螺母及其传动机构组成。
在中厚板轧机中，工作时要求轧辊快速、大行程、频繁的调整，这就要求压下装置采用惯性小的传动系统，以便频繁的启动、制动，且有较高的传动效率和工作可靠性。
这种快速电动压下装置轧机不能带钢压下，压下电机的功率一般是按空载压下考虑选用，所以常常由于操作失误、压下量过大等原因产生卡钢、“坐辊”或压下螺丝超限提升而发生压下螺丝无法退回的事故，这时上辊不能动，轧机无法正常工作，压下电动机无法提起压下螺丝，为了克服这种卡钢事故，必须增设一套专用的回松机构。
电动压下装置的主要缺点之一是运动部分的惯性大，因而在辊缝调节过程中反应慢、精度低，对现代化的高速度、高精度轧机已不适应，提高压下装置响应速度的主要途径是减少其惯性，而用液压控制可以收到这样的效果。
液压压下装置，就是取消了传统的电动压下机构，其辊缝的调节均由液压缸来完成。
在这一装置中，除液压缸以及与之配套的伺服阀和液压系统外，还包括检测仪表及运算控制系统。
全液压压下装置有以下优点：1、惯性小、动作快，灵敏度高，因此可以得到高精度的板带材，其厚度偏差可以控制到小于成品厚度的1%，而且缩短了板带材的超差部分长度，提高了轧材的成品率，节约金属，提高了产品质量，并降低了成本；2、结构紧凑，降低了机座的总高度，减少了厂房的投资，同时由于采用液压系统，使传动效率大大提高；3、采用液压系统可以使卡钢迅速脱开，这样有利于处理卡钢事故，防止了轧件对轧辊的刮伤、烧伤，再启动时为空载启动，降低了主电机启动电流，并有利于油膜轴承工作；4、可以实现轧辊迅速提升，便于快速换辊，提高了轧机的有效作业率，增加了轧机的产量。
新钢1550mm冷连轧机厚度自动控制系统配置方案
图 2 厚 度 AGC控制原理
4. 3 压力 AGC 压力 AGC控制见图 3。 ¹利用轧制压力根据弹跳方程间接测量带钢厚
度偏差, 以调节辊缝。 º响应快, 但精度低 [ 3] 。
DS2辊缝调节量; Q2轧件塑性系数; C 2轧机刚性数; DH 2来料厚差; H 02设定厚度; H i2测量厚度 图 1 前馈 AGC 控制原理
4. 2 厚度 AGC 厚度 AGC控制见图 2。 ¹利用测厚仪直接测量带钢出口厚度偏差, 从
而调节辊缝。 º响应滞后。
C 2轧机刚性数; Q2轧件塑性系数; Dh2厚差; DS2辊逢差; S2辊逢值; P2轧制压力; h2计算厚度
图 3 压 力 AGC控制原理
4. 4 张力 AGC 张力 AGC控制见图 4。 ¹改变后张力调节厚差。 º调节相邻机架速度差或调节开卷机或卷取机
ºB 方 式。适用范围: 轧制产品厚度小于 014 mm, 且材质较硬; 采用 / 张力极限控制 0方式, 允许 张力 在 15% 范 围内 调 节 以 控 制 厚 度, 如 果 超 过 15% , 还需要通过调整辊缝回到极限范围内, 然后回 到 A方式。
»C方式。适用范围: 在轧制一般低碳产品时, 如果来料平直度不好, 5号机架可作为平整机使用; 用 4号机架前后测厚仪对 4号 机架进行预控 + 监 控, 控制 4号速度; 通过调节 5号机架速度, 保 4号、 5号机架张力恒定; 用 5号机架出口厚度, 修正 5号 机架的设定厚度。
¼2 号 机架预控。根据 1 号机 架后测厚 仪厚 度, 由秒流量相等原则, 计算 1号机架速度调节量。 7. 2 精调 AGC
根据成品带钢厚度、带钢材质由操作员通过选 择开关进行选择。
¹A方式。适用范围: 轧制 产品厚度 大于 014 mm, 且材质较软; 采用 5号机架的预控和监控, 控制 5号机架速度; 通过调节 5号机架辊缝, 保持 4号机 架、5号机架张力恒定。
4. 3 压力 AGC 压力 AGC控制见图 3。 ¹利用轧制压力根据弹跳方程间接测量带钢厚
度偏差, 以调节辊缝。 º响应快, 但精度低 [ 3] 。
DS2辊缝调节量; Q2轧件塑性系数; C 2轧机刚性数; DH 2来料厚差; H 02设定厚度; H i2测量厚度 图 1 前馈 AGC 控制原理
4. 2 厚度 AGC 厚度 AGC控制见图 2。 ¹利用测厚仪直接测量带钢出口厚度偏差, 从
而调节辊缝。 º响应滞后。
C 2轧机刚性数; Q2轧件塑性系数; Dh2厚差; DS2辊逢差; S2辊逢值; P2轧制压力; h2计算厚度
图 3 压 力 AGC控制原理
4. 4 张力 AGC 张力 AGC控制见图 4。 ¹改变后张力调节厚差。 º调节相邻机架速度差或调节开卷机或卷取机
ºB 方 式。适用范围: 轧制产品厚度小于 014 mm, 且材质较硬; 采用 / 张力极限控制 0方式, 允许 张力 在 15% 范 围内 调 节 以 控 制 厚 度, 如 果 超 过 15% , 还需要通过调整辊缝回到极限范围内, 然后回 到 A方式。
»C方式。适用范围: 在轧制一般低碳产品时, 如果来料平直度不好, 5号机架可作为平整机使用; 用 4号机架前后测厚仪对 4号 机架进行预控 + 监 控, 控制 4号速度; 通过调节 5号机架速度, 保 4号、 5号机架张力恒定; 用 5号机架出口厚度, 修正 5号 机架的设定厚度。
¼2 号 机架预控。根据 1 号机 架后测厚 仪厚 度, 由秒流量相等原则, 计算 1号机架速度调节量。 7. 2 精调 AGC
根据成品带钢厚度、带钢材质由操作员通过选 择开关进行选择。
¹A方式。适用范围: 轧制 产品厚度 大于 014 mm, 且材质较软; 采用 5号机架的预控和监控, 控制 5号机架速度; 通过调节 5号机架辊缝, 保持 4号机 架、5号机架张力恒定。
AGC控制
液压AGC控制技术的分析与应用摘要:综述板带轧钢厚度控制技术的发展和产生厚差的原因(主要有:温度、轧制力等)。
着重介绍了液压厚度自动控制的概念、原理、应用等。
关键词:液压AGC；原理；应用第一章液压AGC概念与原理1.1 液压AGC的概念厚度自动控制是通过测厚仪或传感器(如辊缝仪和压头等)对带钢实际轧出厚度进行连续地测量(或估算)，并根据实测值与给定值相比较后的偏差信号，借助于控制回路和装置或计算机的功能程序，改变压下位置、轧制压力、张力、轧制速度等，把厚度控制在允许偏差范围之内的方法。
特制品的厚度自动控制在一定尺寸范围内的系统称为厚度自动控制系统，简称为AGC。
液压AGC就是借助于轧机的液压系统，通过液压伺服阀调节液压缸的油量和压力来控制轧辊的位置，对带钢进行厚度自动控制的系统。
1.2板带轧钢产生厚差的原因带钢厚度精度可分为一批同规格带钢的厚度异板差和每一条带钢的厚度同板差。
为此可将厚度精度分解为带钢头部厚度命中率和带钢全长厚度偏差。
从厚差分布特征来看，产生厚差的原因有以下几种: (1)头尾温差，这主要是由于粗轧末出口速度一般比精轧机入口速度要高，因而造成了带钢头部和尾部在空气中停留时间的不同。
( 2)加热炉内导轨在钢胚表面造成的低温段称为水印，由于此段温度变化率大，厚度变动比较“陡”。
(3)活套起套过猛，对带钢产生冲击，使颈部厚度变薄。
( 4 )咬钢时，由于速度设定不协调加上动态速降造成钢套过大，起套并投入高速控制后由于纠偏过快造成带钢拉钢，这一松一紧使厚度减薄，宽度拉窄。
(5)温度波动造成轧制力以及厚度波动。
(6)油膜轴承的油膜厚度发生变化使实际辊缝变化，从而影响轧件厚度。
(7)轧辊偏心将直接使实际辊缝产生高频周期变化。
为了克服或减轻这些干扰因素对成品厚度的影响，除了改进AGC 系统的结构外，还可以将它与各种先进的智能算法相结合，以提高其精度。
1.3液压AGC基本原理1.3.1液压AGC 的设备及其与工作液压AGC技术是将机械、液压、自动控制以及轧制工艺等专业紧密联系在一起的综合先进技术。
液压AGC原理及其液压缸.docx
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:ki.nei液压AGC 原理及其液压缸冶金部自动化所何宜业本文主要介绍了液圧£下的主要优点，滋泾AGC 的原理和压下液压 虹在液压士词中於作用，圧下，衣压红的结构型式及工作状态，压下液压如 的逸用及其设汁』 ：：7 "一、液压压下的优点曲于电控技术的不断发展，液压元件 的精度和质屋的不断提高，以及梢密检测 仪表的出现，在现代板带钢生产中越来越 广泛地采用全渋压压下或电动压下加液压 微调的轧机，代替机械-液压同服系统的 轧机。
液压压下和电动压下相比共主要优点 为，1・以惯性小的液压缸作为执行元 件，比电动机■机械传动质量小。
2.快速性好（特别是调节量小的情 况下更明显），比一般电动压下快10倍以 上。
.3・压下加速度很大，最大可达200〜 400mm/s 2,也即是系统频带宽10〜 20H z ,而•电动压下一般为0.5〜2H“4・精度高，产品头尾差小（武钢热 轧产品厚度为3mm 的带钢，电动压下自由 轧钢时头尾差为0.4mm,上电动AGC 后 头尾差为0.2mm,电动AGC 再加液压AGC 轧钢，头尾差为0.05mm ）。
5・电动压下诚速机构有间隙，一般 为20〜50从，液压压下液压缸不存在这一 问题。
・352・6・消耗功率小，效率高。
而电动压 下的老轧机压下系统的效率只有10〜15% 左右，根本不能带钢压下。
7・轧机结构简单，重駅轻。
8・液压压下可起过载保护作用，避 免出现断耦事故。
二、液压缸在液压微调中的作用在全液压压下和液压微调的轧机中， 液电缸作为一个传递动力（轧制力）和调 节整缝（改变位置）的执行元件存在于系 统中，它既是执行盘又是被调节虽。
在电液随动系统中，通过电液随动控 制系统控制液压缸，使得轧机刚度很快而 容易地随着轧制工艺的要求而改变，即所 谓变刚度轧机。
毕业论文2150F2精轧机主传动系统设计说明
2150F2精轧机主传动系统设计摘要本次毕业设计的设计对象是2150F2精轧机主传动系统。
轧钢机主传动系统主要由电动机、减速器、齿轮座、连接轴以与联轴节等组成。
对于2150精轧机来说，其轧制要求有较高的精度，板型要有较高的平整度，就要对轧机的各个部件进行精准的设计。
该论文主要以轧机的主传动为主题展开，对轧机主传动的设计就要求对于涉与到传动件的各个部件如电动机、减速器、齿轮座、连接轴、联轴器等进行设计计算，需要对轧机的轧制力、传动力矩和传动功率进行计算，对主电机容量进行选择，对设计好的主减速机的齿轮、轴以与联接轴进行强度校核，直到满足要求。
本文通过几次反复的计算已满足要求。
设计好轧机的尺寸结构以后需要对润滑方式的进行选择，并对轧机的经济性、环保性进行评估。
当各个方面都满足时才是一个合格的设计。
关键词：主传动；设计；校核；减速机;润滑；环保The Design Of The Main Driver Of 2150F2Finishing millABSTRACTThe design of this graduation project is the main drive structure of 2150F2finishing mill. The main drive system of a rolling mill is mainly composed of an electric motor,a reduced, a gear seat,a connecting shaft and a coupling. For the 2150 finishing mill,its rollingrequirements have higher precision,the flatness of the plate must be higher, so it is necessary to carry out precisedesign of each part of the rolling mill.This paper mainly to themaindrive for the theme, design of the m ain drive requires eachcomponent to involvetransmission parts suchas motor, reducer, gear seat and a connecting shaft, coupling des ign and calculation, calculation of rolling force of rolling mill, the required driving torque andthetransmissionpower, the selection of the main thecapacity of motor, reducer design ofthe gear shaft and the connecting shaft and check the strength ,until the meet therequirem ents. After designing the size structure of rolling mill, it is necessary to select the lubrication mode, and evaluate the economi c and environmental protection of the rolling mill. When all aspe cts are satisfied, it is a qualified design.Key words: main drive; design; check; reducer;lubrication; environ mental protection目录摘要IABSTRACTII1 绪论 01.1 轧钢生产的国外发展概况01.2 热带钢连轧机的现状与发展趋势11.3 实习厂情况介绍21.3.1 生产主要设备21.3.2 产品品种21.3.3 本热轧带钢的生产工艺流程22 方案设计52.1 对2150F2精轧机主传动方案进行综合评价与比较 (5)2.1.1 概述52.1.2 方案评价与比较52.2 确定合理的主传动设计方案62.2.1 确定方案62.2.2 轧钢机主传动装置各部分的作用和类型63 主电机容量的选择103.1 轧制力计算103.1.1 设计参数103.1.2 轧辊基本尺寸103.1.3 变形阻力的计算113.1.4 平均单位压力的计算123.1.5 轧制力的计算133.2 传动力矩和传动功率的计算133.2.1 传动力矩133.2.2 电机功率的计算143.3 主电机容量的选择153.3.1 选择电动机容量153.3.2 电机容量校核154 主要零部件强度计算174.1 主减速机齿轮强度的计算 (17)4.1.1 齿轮材料、热处理方式、精度等级和齿数174.1.2 按齿面接触疲劳强度设计174.1.3 按齿根弯曲疲劳强度设计194.1.4 确定齿轮几何尺寸224.1.5 齿根弯曲疲劳强度校核224.2 主减速机轴的强度计算244.2.1 按扭转强度条件初估轴径244.2.2 按弯扭合成强度校核轴的强度245 联接轴计算295.1 相关尺寸295.2 开口式扁头受力分析和强度计算295.3 叉头受力分析和强度计算305.4 万向接轴的许用应力 (31)5.5 轴体切应力的计算 (31)5.6 轴体的许用切应力 (31)6 润滑方式的选择327 安装、试车规程的制定337.1 安装规程的制定337.1.1 轧机安装的工艺流程图337.1.2 施工准备347.1.3 基础验收347.1.4 基准线和基准点设置347.1.5 垫板设置347.2 试车规程的制定357.2.1试车准备357.2.3 安全措施358 环保性与经济性分析378.1 环保性分析378.2 经济性分析37结束语40致41参考文献421 绪论1.1 轧钢生产的国外发展概况中国轧钢生产水平与世界主要生产钢的发达国家比较，技术还相对落后很多。
万能轧机简介(下)
GM-AGC控制模型
特点二：全液压式的辊缝调节系统
PLC中输入产品数据
AGC中进行辊缝值计算 ，将产品数据转换成机 架数据
HPC根据AGC中的辊缝 值，控制伺服阀驱动液 压缸对辊子进行精确位 置控制和力控制
下 辊 轴 向 调 整 装 置 示 意 图
万能轧机区设备
4、万能轧机 闭口开轭式，两个铸造的闭式牌坊由拉杆连接，牌坊内衬有滑块。 可生产H型钢、工字钢和T型钢 ，更换成二辊辊系时可生产普通 型钢。轧边机为闭口式二辊轧机。 轧辊及导卫的更换是自动进行的。 水平辊和立辊的控制是通过液压系统和垫片来实现的。 液压系统提供：－轧制时设定理想的辊缝 －当发生事故时进行释放压力保护 －对轧机进行过载保护 －校正轧辊的轧制压力 －把轧辊的调整系统进行复位 －探测轧辊的弹跳值
特点二全液压式的辊缝调节系统hgcgmagc控制模型万能轧机agc技术可以看成为板带轧机agc的移植但由于h型钢的翼缘和腹板尺寸测量比较困难所以只采用gmagc它是以厚度计模型为基础在控制中实ห้องสมุดไป่ตู้出轧制力和辊缝值间接计算出轧件出口厚度再求出与目标厚度之差以此为根据改变辊缝值使轧出厚度恒定
液压AGC系统的核心 任务就是通过补偿轧机 的弹跳和调整压下系统 的位置来保持带载辊缝 和轧件出口厚度的恒定 。
万能轧机组技术参数
项目 参数 功率 主电机 转速 额定转矩 喷嘴压力 冷却水 水平辊流量 立辊流量 万能总流量 水平辊压下系统 立辊侧向压下系 统 工作行程 单位 kW rpm kNm MPa m3/h m3/h m3/h mm 万能粗轧机 4000 0～65/190 1616 5 85 85 2×85 2×155/2×155 轧边机 1500 0～100/275 394 5 85 85 2×85 120 万能精轧机 4000 0～65/1902 1616 5 85 85 2×85 2×155/2×155
第三章轧辊调整平衡及换辊装置
轧辊调整、平衡及换辊装置
采用电动压下和液压压下相结合的压下方式。 在现代的冷连轧机组中，几乎全部采用液压压下装置
轧辊调整、平衡及换辊装置
2、慢速电动压下装置主要结构形式 由于慢速电动压下的传动速比高达1500～2000，同时又要求 频繁的带钢压下，因此，这种压下装置设计比较复杂，常用的 慢速电动压下机构有以下三种形式。 一种是由电动机通过两级蜗轮蜗杆传动的减速器来带动压下 螺丝的压下装置，如图3—7所示。它是由两台电动机传动的， 两台电动机1之间是用电磁离合器3连接在一起的。当打开离合 器3之后可以进行压下螺丝的单独调整，以保证上轧辊调整水平。 这种压下装置的特点是：传速比大、结构紧凑。但传动效率低、 造价球面蜗杆设计及制造工艺技术不 断的发展与完善，这种普通的蜗轮蜗杆机构已逐步被球面蜗轮 蜗杆机构所代替。这样一来不但传动效率大大提高，而且传动 平稳、寿命长，承载能力高。
轧辊调整、平衡及换辊装置
第二种是用圆柱齿轮与蜗轮蜗杆联合减速的压下传动装置，如 图3—8所示。它也是由双电动机1带动的，圆柱齿轮可用两级 也有用一级的。在两个电动机之间用电磁离合器3连接着，其目 的是用来单独调节其中一个压下螺丝的。为了使传动装置的结构 紧凑，可将圆柱齿轮与蜗轮杆机构均放在同一个箱体内。这种装 置的特点是：由于采用了圆柱齿轮，因此传动效率提高了，成本 下降了，所以这种装置在生产中较前一方案应用更为广泛，通常 多用热轧板带轧机上。
轧辊调整、平衡及换辊装置
3.3轧辊辊缝的对称调整装置
轧辊调整、平衡及换辊装置
轧辊辊缝对称调整是指轧制线固定下来， 上、下工作辊中心线同时分开或同时靠 近。图3—3为德国德马克公司高速线材 轧机精轧机组的斜楔式摇臂调整机构。
轧辊调整、平衡及换辊装置
cvc总说明书
板带轧机电动压下系统设计摘要CVC技术是目前较先进的板形控制技术之一，而且在轧制过程中，CVC和液压工作辊弯辊相配合对带钢断面形状和带钢平直度控制效果显著，而且工作辊的磨损情况得到了改善。
很多生产厂为了提高产品的质量和企业效益也正在对工作辊弯辊装置和工作辊轴向横移装置进行技术改造和结构改进。
本设计以宝钢2050mm连轧机组中的F1机架的数据作为参考，对板带轧机电动压下系统进行设计。
首先对压下形式进行选择，然后对压下系统中的主要部分如压下螺丝、压下螺母做设计计算，最后根据压下功率选择电机。
设计中对四辊CVC轧机的主传动部分和试车要求进行简单的叙述，并对一些主要零件如工作辊、机架、联接轴和轧辊轴承做了强度校核，其结果满足要求。
最后，本设计对此题目的技术经济及社会效益做了简单的分析。
关键词：板带轧机，电动压下，CVC轧机，主传动Electric Screw Down System Design Of Strip Rolling MillAbstract In recent years, CVC technology has been one of the most advanced strip shape control technology in the world and getting more and more popular. The employment of hydraulic work roll bending in conjunction with CVC has achieved good results in significantly increasing the strip profile and flatness control range, reducing wear of work rolls and extending maintenance intervals and service life of the work rolls. Under the pressure of competition comes from both internal and external, many steel plants have to take some measures to improve the strip surface quality to increase their income, many of them are delving into upgrading their technology and reconstructing the devices of work roll bending and work roll shifting. I selected the subject of electric screw-down system design of strip rolling mill. In the course of designing, I took the CVC mill roll for example and refer to some data of F1 stand of the finishing rolling train of 2050 CVC hot continuous rolling mill in Baoshan Iron & Steel Corp.. First, design of electric screw down system is accomplished by means of choosing screw down form, calculating and determining main parameters of screw and nut, choosing motor. The composing of main drive installed on 4-h CVC rolling mill and something required in trail run are also introduced in the paper. Meanwhile, strength checking of some major components is done and the results illuminate that these parts such as work roll, housing, joint slack and roller bearing meet the demand. Finally, the economic technology and social benefit are simply analysed.Keywords:strip mill roll, electric screw down, CVC mill, main drive目录第一章绪论 (I)§1.1 热连轧机的发展概况 (1)§1.2 CVC技术原理及优点 (2)§1.3 设计题目的意义 (2)§1.4 课题的研究方法和研究内容 (3)第二章轧机力能参数计算 (4)§2.1 总体方案设计与选择 (4)§2.2 设计的已知数据 (4)2.2.1 压下规程 (4)2.2.2 主要参数 (4)§2.3 轧制力的计算 (5)2.3.1 轧辊的选取及验证 (5)2.3.2 平均变形程度的计算 (5)2.3.3 平均单位压力的计算 (6)2.3.4 总轧制力的计算 (8)§2.4 轧制力矩的计算 (8)§2.5 主电机容量计算 (9)2.5.1 摩擦力矩的计算 (9)2.5.2 工作辊带动支承辊的力矩计算 (9)2.5.3 驱动工件辊的力矩计算 (10)2.5.4 初选电机 (11)2.5.5 电动机的校核 (11)第三章压下系统的设计 (15)§3.1 压下形式的选择 (15)§3.2 压下零件的设计计算 (15)3.2.1 压下螺丝的设计计算 (15)3.2.2 压下螺母的结构尺寸设计 (17)3.2.3 压下螺丝的功率计算 (20)第四章主要零件校核 (22)§4.1 下工件辊的校核 (22)4.1.1 下工作辊强度计算： (22)4.1.2 工作辊的疲劳强度校核 (23)4.1.3 工作辊与支承辊之间的接触应力校核 (26)4.1.4 轧辊的变形计算 (27)§4.2 机架的强度计算 (29)4.2.1 机架的强度计算 (29)4.2.2 机架的变形计算 (31)§4.3 弧形齿万向接轴强度的计算 (32)4.3.1 弧形齿的优点 (32)4.3.2 齿根弯曲疲劳强度校核 (32)§4.4 轧辊轴承的选择及寿命计算 (35)4.4.1 轧辊轴承的选择 (35)4.4.2 轧辊轴承的寿命计算 (35)第五章试车要求 (37)第六章技术经济及社会效益分析 (38)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录A外文翻译原文 (42)附录B外文翻译译文 (52)第一章绪论§1.1 热连轧机的发展概况近几十年期间，热连轧机的发展取得了飞快的进展，起初美国轧机公司在 Butler 成功地建成第一套热带钢连轧机，随后，于1927年，在Weirton建造了1372mm连轧机。
中板轧机压下装置结构特点
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Ｃ ｉ ａＮｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｈｎ ｗ Ｔ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｒｄ ｃｓ
高 新 技 术
中板 轧 机压下 装置 结构特 点
李 春 生
（ 一重集 团大连设 计研 究院有限公司 ， 辽宁 大连 １６ ０ ） １６ ０
摘 要 ： 的 压 下装置 是轧 机 的 重要 结构之 一 ， 于调 整辊 缝 ， 称 辊缝 调 整装 置 ， 结构 设 计 的好 坏 ， 轧机 用 也 其 直接 关 系着轧件 的产 量与 质 量 。简要介 绍 轧机压 下装 置的 几种 形式及 优 缺点
关键 词 ： 辊缝 ； 下螺 丝 ； 下螺母 、 压 压 中图分 类 号 ： ２ ４９ ＋ Ｕ ６装 置按传 动方式 可分为手 动压下 、 电 科 学技 术的发展 ，液压压下板厚 自 控制系统 动 Ｇ１． 上支承辊平衡缸平衡件重量 １ 即 Ｇ１ ＝ ３ ＿ Ｇ ＋ Ｔ Ｇ＆＿ Ｇ １ Ｇ ＿ ２ ４Ｇ ＋ １ ＋ （ ＋ Ｏ 将会愈来愈完善。 手动 压 下装 置一 般 多用 于不 经 常进行 调 某钢厂 ２０ 中板轧机压下装置 ， ８０ 由于轧制 Ｇ ２ 工作 辊平衡 缸平衡 件重 量 １止 即 Ｇ１ ＝ ＋ ＋ ６ ２： Ｇ２ Ｇ Ｇ１ 节、 轧件精度要求 不严格 、 以及轧制速度要 求不 范 围大 ，压下启动频繁 ，且要求辊缝 调整精度 高 的中 、小型 型钢 、线材和小型热轧板 带轧机 高 ， 用了电动压下 自 采 动控制 （ Ｐ ） 压压下 Ａ Ｃ 和液 Ｇ ３ 全部 被平 衡件重 量 即 Ｇ ３Ｇ １： １＝ １＋ １ ２ 上。 自动厚度控 制 （ Ｇ ） Ａ Ｃ 相结合 的联 合压下 形式 。 Ｇｌ 电动压下装置适 用于板坯轧机 、中厚板轧 电动 Ａ Ｃ用 于空载辊缝调 整 ， Ｐ 在压下螺丝顶 部 ２各平衡缸 出力情况 （ 缸处于伸 出状态 ） 机 等要 求辊缝调整范 围大 、 速度快 的情况 ， 的辊缝仪 控制下 ， 压下 可进行 高速度 、 高精度 的压下 ２ ． １上支承辊 平衡缸 出力 Ｆ ｌ Ｆｌ ．５ ＝０８ ￣ Ｋｘ Ｇ１１ 主要由压下螺丝 、 螺母及其传动机构组成 。 在中 辊缝设 定 ； 压压 下 Ａ Ｃ用于带钢 自 液 Ｇ 动厚 度调 厚 板轧机 中 ， 工作 时要求 轧辊 快速 、 大行程 、 频 节 ， 可在轧制 过程 中 ， 随着坯 料厚度 、 压力 轧制 注 ：－ｚ ｐ４ 衡压力 繁的调整 ，这就要求压下装 置采用惯性小 的传 以及成品厚度的变化 ，通过设在窗 口 底部 的测 Ｓ上支承辊平衡 缸内腔面积 － 动系统 ， 以便频 繁的启 动 、 动 ， 制 且有 较高 的传 压仪及相应的计算机程序控 制 ，随时对 轧辊辊 安全 系数 动效率 和工作 可靠性 。这种快速 电动压 下装置 缝进行微量校正 ，从而可 以保证板 厚偏 差控制 ｚ ２上工作辊平衡缸 出力 Ｆ ２ 轧机不能带钢 压下 ，压下电机的功率一般 是按 在公差规定的范围内 ，同时 由于采用液压 Ａ Ｃ Ｇ Ｆ － ｘ ８ ｘ ｘ ＝ Ｇ１ ２ ． ０．５ Ｐ Ｓ Ｋｘ ２ ４ 空载压 下考 虑选用 ， 以常常 由于操 作失误 、 所 压 可使卡钢迅速脱开 ， 既节省 了时间 ， 也避免 了轧 注 ：＿ Ｐ平衡压力 下量过 大等原 因产生卡钢 、 “ ”或压下螺丝 件对轧辊的刮伤 、 伤。 坐辊 烧 此种压下装 置在 目 国 前 ｓ上工作辊平衡缸 内腔面积 ＿ 超 限提升 而发生压 下螺丝 无法退 回 的事故 ， 这 内中板轧机中属先进水平行 列。 Ｋ 安全 系数 ． 时上 辊不能动 ， 轧机无法正 常工作 ， 压下 电动机 此 钢 厂 ２０ ８ｏ中 板轧 机 压 下 装 置 由 两 台 ２ ． ３各个平衡缸总出力 无法提 起压下螺丝 ， 了克服 这种卡钢事故 ， 为 必 Ｚ Ｊ １Ｔ ２ Ｋ ，５／ ０ｄ ｉ直流电机通过联 Ｆ ＿ ｌＦ ＝ ３ Ｆ ＋ ２Ｋ总ｘ ３ Ｇ１ Ｚ８８（ ０ ｗ５ ０ ００ ｍ ｎ ３ １ ） 须增设 一套专用 的回松机 构。电动压下装置 的 轴节 、Ｌ ２２０ Ｄ Ｍ －５０电磁 离合器驱动 两台组合式 注： Ｋ总一 总安全系数 主要 缺点之一是运 动部分的惯性大 ，因而在辊 斜齿轮 蜗轮蜗杆减速机带动压下螺 丝上 、下移 ３电机功率计算 缝调 节过程 中反应 慢 、 度低 ， 现代化 的高速 动实现压下及辊缝调节 。压下螺母用压板 固定 精 对 条件 ： 度 、 度轧机 已不适应 ， 高压 下装置 响应 速 在机架 窗 口上部阶梯孔 内，在压下螺丝下 部下 高精 提 Ａ只考虑被 平衡 件垂直力 ， ． 不计摩擦 ； 计算 度的主要途径 是减 少其惯性 ，而用液压控制 可 端有 带 凸球面的重 型止推轴 承 ， 连同接油盘等 ， 运动状态时 ，只考虑液压缸 和压 下螺纹副 之摩 以收到这样的效果 。 通过轴承盒下部直接与液压 Ａ Ｃ缸接触， Ｇ 为防 擦力。 液压压下装置 ，就是取消 了传 统的电动压 止意外 串动 ， 轴承盒与每个 Ａ Ｃ 间设 有两个 Ｇ 缸 Ｂ ． 缸平衡 总出力按 Ｆ ， 液压 ３ 即总过平衡 系 下机构 ， 其辊缝 的调节 均 由液压缸来完成。 在这 定位销 。 电磁离合器设在两台电机之间 ， 用来完 数为 Ｋ总。 装置 中 ，除液压 缸以及与之配套 的伺 服阀和 成压下螺丝的同步调节或单 独调节 。 ｃ ． 液压缸 运 动时 ， 尼系数 取 ０ ５ 平衡 阻 ．（ ８ 上 液压 系统外 ， 括检测仪表及运算 控制系统 。 还包 压下装置用以按照压下规程调节辊缝开 口 升１ ＺＴ￣） 、 ｘ 。 全液 压压下 装置有 以下优 点 ： 小 、 作快 ， 度 ，可在程序控制下 对不 同规格 的板材进行辊 惯性 动 Ｄ 基速 ， 按 轧机压下时 计算 电机功率 。 灵敏度 高 ， 因此可以得到高精度 的板带材 ， 其厚 缝设定 。装在 蜗轮端 的主令控制器控制压下螺 ３ ． １液压缸过平衡 阻力 度偏差 可以控制到小 于成 品厚 度的 １ 而且缩 丝 的极 限行程 。 ％， 在压下减速机轴端装有光码盘 ， Ｆ 庐Ｆ３０８ ｘ ．－ ３ ＋ ．５ １２ Ｇ１ 短 了板 带材的超差部分长 度 ，提高了轧材 的成 在压下螺丝顶部装 有辊缝仪 ，作为实现压下 速 注： ｏ Ｆ作用在一对压下螺丝螺母之 间 品率 ， 约金属 ， 高 了产品质 量 ， 降低 了成 度控制及液压 Ａ Ｃ控制 的执行件。 节 提 并 Ｇ 此两件的供 ３ 作用在每个压下螺丝上静力矩（ ２ 压下时） 本 ； 紧凑 ， 了机 座的 总高度 ， 少 了厂 货 ， 结构 降低 减 数据采集等由外商负责并纳入其控制系统 哗Ｆ ｄ × Ｆ 房 的投资 ， 由于采用液压 系统 ， 同时 使传动效 率 中。 制动器安装 在电机 端部 ， 其功能是锁住电机 其 中：ｐ￣纹中径 ｄ－ － 大大提高 ； 采用液压 系统可以使卡钢迅 速脱开 ， 高速轴 ， 进一步 防止压下螺丝 回松现象 。 ． 摩 擦角 ‘ ａ ｔ ２ Ｐ ｒｇ ＝ｃ 这样 有利于处理 卡钢事故 ，避免 了轧件 对轧辊 压下 电机功 率计算如下 ： ｒ 螺纹 间摩擦系数 通常取 Ｉ－． ￣－１ ｚ ０ 的刮伤 、 ， 动时 为空载 启动 ， 了主 烧伤 再启 降低 １基本数据 （ 非换辊状态 ） ａ螺纹升角 ａａ ｔＳ ｒ ） － ＝ｒ ｇ／ｄ ｃ （￣ ｐ 电机启动 电流 ， 利于油膜轴承 工作 ； 以实 并有 可 Ｇ： Ｉ 支承辊光辊重量 ｓ压下螺丝螺距 － 现轧辊迅速 提升 ， 于 陕速换辊 ， 了轧机 的 便 提高 Ｇ： ２ 每个支承辊上随之转 动的油膜轴承 ｄ一 压下螺丝端部球 面垫直径 有效作业率 ， 加了轧机的产量。 增 零部件重量 ｒ ＿ 止推轴承滚动摩擦系数 全液压压下也存在 一些缺点 ：压下系统 复 Ｇ ： 轴承重量 （ ３ 油膜 —个辊上 ） ３ ． ３单个 压下电机 功率初 定 杂， 工作条件要求 高 ， 些元件 （ 有 如压力传感器 、 Ｇ： ４ 上支承辊轴承座 重量（ 操作侧 和传 动 本轧机为双 电机压下 ， 中间设 电磁离 合器 、 位移传感器及 测厚仪等测量元 件 ）和伺服 阀等 侧 ） 制动器 ，通过两 台联合压下减速机驱 动压下螺 制造精度要 求很 高 ， 并要求在高温 、 高压及有 振 Ｇ． ５ 上支承辊辊 系重量 丝。 动 条件下 ，工作 不应失灵或下 降测量精度 和控 即 Ｇ－ ＋ ＋４ ５ ＧＩＧ３ Ｇ 以基速压下时 ， 初定电机功率 ： 制灵 敏度 ， 因此制造 困难 、 本高 ， 成 维护 保养要 Ｎ＝ ｎ９ ５ｑ Ｍ￣／７ ＇ Ｇ： ６—套上工作辊重量 求很严格 ， 以保证控制精度。 虽然液压压下相对 Ｇ： Ｔ轧机除鳞及导卫装置中移动件重量 其中： 于 电动压下还存在着一些 缺点 ，但是 由于 电动 Ｇ： ８一对压下螺丝及头部组件 ｒ压下螺丝转数；— 卜 传动系统效率 压下 无法满足 目前正在发 展的高生产率 、高产 包括接油盘 、 止推轴承 、 球面垫 、 压下 ４电机启 动计算 品 质
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中板 轧 机压下 装置 结构特 点
李 春 生
（ 一重集 团大连设 计研 究院有限公司 ， 辽宁 大连 １６ ０ ） １６ ０
摘 要 ： 的 压 下装置 是轧 机 的 重要 结构之 一 ， 于调 整辊 缝 ， 称 辊缝 调 整装 置 ， 结构 设 计 的好 坏 ， 轧机 用 也 其 直接 关 系着轧件 的产 量与 质 量 。简要介 绍 轧机压 下装 置的 几种 形式及 优 缺点
关键 词 ： 辊缝 ； 下螺 丝 ； 下螺母 、 压 压 中图分 类 号 ： ２ ４９ ＋ Ｕ ６装 置按传 动方式 可分为手 动压下 、 电 科 学技 术的发展 ，液压压下板厚 自 控制系统 动 Ｇ１． 上支承辊平衡缸平衡件重量 １ 即 Ｇ１ ＝ ３ ＿ Ｇ ＋ Ｔ Ｇ＆＿ Ｇ １ Ｇ ＿ ２ ４Ｇ ＋ １ ＋ （ ＋ Ｏ 将会愈来愈完善。 手动 压 下装 置一 般 多用 于不 经 常进行 调 某钢厂 ２０ 中板轧机压下装置 ， ８０ 由于轧制 Ｇ ２ 工作 辊平衡 缸平衡 件重 量 １止 即 Ｇ１ ＝ ＋ ＋ ６ ２： Ｇ２ Ｇ Ｇ１ 节、 轧件精度要求 不严格 、 以及轧制速度要 求不 范 围大 ，压下启动频繁 ，且要求辊缝 调整精度 高 的中 、小型 型钢 、线材和小型热轧板 带轧机 高 ， 用了电动压下 自 采 动控制 （ Ｐ ） 压压下 Ａ Ｃ 和液 Ｇ ３ 全部 被平 衡件重 量 即 Ｇ ３Ｇ １： １＝ １＋ １ ２ 上。 自动厚度控 制 （ Ｇ ） Ａ Ｃ 相结合 的联 合压下 形式 。 Ｇｌ 电动压下装置适 用于板坯轧机 、中厚板轧 电动 Ａ Ｃ用 于空载辊缝调 整 ， Ｐ 在压下螺丝顶 部 ２各平衡缸 出力情况 （ 缸处于伸 出状态 ） 机 等要 求辊缝调整范 围大 、 速度快 的情况 ， 的辊缝仪 控制下 ， 压下 可进行 高速度 、 高精度 的压下 ２ ． １上支承辊 平衡缸 出力 Ｆ ｌ Ｆｌ ．５ ＝０８ ￣ Ｋｘ Ｇ１１ 主要由压下螺丝 、 螺母及其传动机构组成 。 在中 辊缝设 定 ； 压压 下 Ａ Ｃ用于带钢 自 液 Ｇ 动厚 度调 厚 板轧机 中 ， 工作 时要求 轧辊 快速 、 大行程 、 频 节 ， 可在轧制 过程 中 ， 随着坯 料厚度 、 压力 轧制 注 ：－ｚ ｐ４ 衡压力 繁的调整 ，这就要求压下装 置采用惯性小 的传 以及成品厚度的变化 ，通过设在窗 口 底部 的测 Ｓ上支承辊平衡 缸内腔面积 － 动系统 ， 以便频 繁的启 动 、 动 ， 制 且有 较高 的传 压仪及相应的计算机程序控 制 ，随时对 轧辊辊 安全 系数 动效率 和工作 可靠性 。这种快速 电动压 下装置 缝进行微量校正 ，从而可 以保证板 厚偏 差控制 ｚ ２上工作辊平衡缸 出力 Ｆ ２ 轧机不能带钢 压下 ，压下电机的功率一般 是按 在公差规定的范围内 ，同时 由于采用液压 Ａ Ｃ Ｇ Ｆ － ｘ ８ ｘ ｘ ＝ Ｇ１ ２ ． ０．５ Ｐ Ｓ Ｋｘ ２ ４ 空载压 下考 虑选用 ， 以常常 由于操 作失误 、 所 压 可使卡钢迅速脱开 ， 既节省 了时间 ， 也避免 了轧 注 ：＿ Ｐ平衡压力 下量过 大等原 因产生卡钢 、 “ ”或压下螺丝 件对轧辊的刮伤 、 伤。 坐辊 烧 此种压下装 置在 目 国 前 ｓ上工作辊平衡缸 内腔面积 ＿ 超 限提升 而发生压 下螺丝 无法退 回 的事故 ， 这 内中板轧机中属先进水平行 列。 Ｋ 安全 系数 ． 时上 辊不能动 ， 轧机无法正 常工作 ， 压下 电动机 此 钢 厂 ２０ ８ｏ中 板轧 机 压 下 装 置 由 两 台 ２ ． ３各个平衡缸总出力 无法提 起压下螺丝 ， 了克服 这种卡钢事故 ， 为 必 Ｚ Ｊ １Ｔ ２ Ｋ ，５／ ０ｄ ｉ直流电机通过联 Ｆ ＿ ｌＦ ＝ ３ Ｆ ＋ ２Ｋ总ｘ ３ Ｇ１ Ｚ８８（ ０ ｗ５ ０ ００ ｍ ｎ ３ １ ） 须增设 一套专用 的回松机 构。电动压下装置 的 轴节 、Ｌ ２２０ Ｄ Ｍ －５０电磁 离合器驱动 两台组合式 注： Ｋ总一 总安全系数 主要 缺点之一是运 动部分的惯性大 ，因而在辊 斜齿轮 蜗轮蜗杆减速机带动压下螺 丝上 、下移 ３电机功率计算 缝调 节过程 中反应 慢 、 度低 ， 现代化 的高速 动实现压下及辊缝调节 。压下螺母用压板 固定 精 对 条件 ： 度 、 度轧机 已不适应 ， 高压 下装置 响应 速 在机架 窗 口上部阶梯孔 内，在压下螺丝下 部下 高精 提 Ａ只考虑被 平衡 件垂直力 ， ． 不计摩擦 ； 计算 度的主要途径 是减 少其惯性 ，而用液压控制 可 端有 带 凸球面的重 型止推轴 承 ， 连同接油盘等 ， 运动状态时 ，只考虑液压缸 和压 下螺纹副 之摩 以收到这样的效果 。 通过轴承盒下部直接与液压 Ａ Ｃ缸接触， Ｇ 为防 擦力。 液压压下装置 ，就是取消 了传 统的电动压 止意外 串动 ， 轴承盒与每个 Ａ Ｃ 间设 有两个 Ｇ 缸 Ｂ ． 缸平衡 总出力按 Ｆ ， 液压 ３ 即总过平衡 系 下机构 ， 其辊缝 的调节 均 由液压缸来完成。 在这 定位销 。 电磁离合器设在两台电机之间 ， 用来完 数为 Ｋ总。 装置 中 ，除液压 缸以及与之配套 的伺 服阀和 成压下螺丝的同步调节或单 独调节 。 ｃ ． 液压缸 运 动时 ， 尼系数 取 ０ ５ 平衡 阻 ．（ ８ 上 液压 系统外 ， 括检测仪表及运算 控制系统 。 还包 压下装置用以按照压下规程调节辊缝开 口 升１ ＺＴ￣） 、 ｘ 。 全液 压压下 装置有 以下优 点 ： 小 、 作快 ， 度 ，可在程序控制下 对不 同规格 的板材进行辊 惯性 动 Ｄ 基速 ， 按 轧机压下时 计算 电机功率 。 灵敏度 高 ， 因此可以得到高精度 的板带材 ， 其厚 缝设定 。装在 蜗轮端 的主令控制器控制压下螺 ３ ． １液压缸过平衡 阻力 度偏差 可以控制到小 于成 品厚 度的 １ 而且缩 丝 的极 限行程 。 ％， 在压下减速机轴端装有光码盘 ， Ｆ 庐Ｆ３０８ ｘ ．－ ３ ＋ ．５ １２ Ｇ１ 短 了板 带材的超差部分长 度 ，提高了轧材 的成 在压下螺丝顶部装 有辊缝仪 ，作为实现压下 速 注： ｏ Ｆ作用在一对压下螺丝螺母之 间 品率 ， 约金属 ， 高 了产品质 量 ， 降低 了成 度控制及液压 Ａ Ｃ控制 的执行件。 节 提 并 Ｇ 此两件的供 ３ 作用在每个压下螺丝上静力矩（ ２ 压下时） 本 ； 紧凑 ， 了机 座的 总高度 ， 少 了厂 货 ， 结构 降低 减 数据采集等由外商负责并纳入其控制系统 哗Ｆ ｄ × Ｆ 房 的投资 ， 由于采用液压 系统 ， 同时 使传动效 率 中。 制动器安装 在电机 端部 ， 其功能是锁住电机 其 中：ｐ￣纹中径 ｄ－ － 大大提高 ； 采用液压 系统可以使卡钢迅 速脱开 ， 高速轴 ， 进一步 防止压下螺丝 回松现象 。 ． 摩 擦角 ‘ ａ ｔ ２ Ｐ ｒｇ ＝ｃ 这样 有利于处理 卡钢事故 ，避免 了轧件 对轧辊 压下 电机功 率计算如下 ： ｒ 螺纹 间摩擦系数 通常取 Ｉ－． ￣－１ ｚ ０ 的刮伤 、 ， 动时 为空载 启动 ， 了主 烧伤 再启 降低 １基本数据 （ 非换辊状态 ） ａ螺纹升角 ａａ ｔＳ ｒ ） － ＝ｒ ｇ／ｄ ｃ （￣ ｐ 电机启动 电流 ， 利于油膜轴承 工作 ； 以实 并有 可 Ｇ： Ｉ 支承辊光辊重量 ｓ压下螺丝螺距 － 现轧辊迅速 提升 ， 于 陕速换辊 ， 了轧机 的 便 提高 Ｇ： ２ 每个支承辊上随之转 动的油膜轴承 ｄ一 压下螺丝端部球 面垫直径 有效作业率 ， 加了轧机的产量。 增 零部件重量 ｒ ＿ 止推轴承滚动摩擦系数 全液压压下也存在 一些缺点 ：压下系统 复 Ｇ ： 轴承重量 （ ３ 油膜 —个辊上 ） ３ ． ３单个 压下电机 功率初 定 杂， 工作条件要求 高 ， 些元件 （ 有 如压力传感器 、 Ｇ： ４ 上支承辊轴承座 重量（ 操作侧 和传 动 本轧机为双 电机压下 ， 中间设 电磁离 合器 、 位移传感器及 测厚仪等测量元 件 ）和伺服 阀等 侧 ） 制动器 ，通过两 台联合压下减速机驱 动压下螺 制造精度要 求很 高 ， 并要求在高温 、 高压及有 振 Ｇ． ５ 上支承辊辊 系重量 丝。 动 条件下 ，工作 不应失灵或下 降测量精度 和控 即 Ｇ－ ＋ ＋４ ５ ＧＩＧ３ Ｇ 以基速压下时 ， 初定电机功率 ： 制灵 敏度 ， 因此制造 困难 、 本高 ， 成 维护 保养要 Ｎ＝ ｎ９ ５ｑ Ｍ￣／７ ＇ Ｇ： ６—套上工作辊重量 求很严格 ， 以保证控制精度。 虽然液压压下相对 Ｇ： Ｔ轧机除鳞及导卫装置中移动件重量 其中： 于 电动压下还存在着一些 缺点 ，但是 由于 电动 Ｇ： ８一对压下螺丝及头部组件 ｒ压下螺丝转数；— 卜 传动系统效率 压下 无法满足 目前正在发 展的高生产率 、高产 包括接油盘 、 止推轴承 、 球面垫 、 压下 ４电机启 动计算 品 质
弯窜辊液压管路系统在板带轧机上改造及应用[论文]
![弯窜辊液压管路系统在板带轧机上改造及应用[论文]](https://img.taocdn.com/s1/m/e74fa63ab90d6c85ec3ac66f.png)
试论弯窜辊液压管路系统在板带轧机上的改造及应用摘要：本文结合笔者多年的从业经验，首先阐述了轧机咬钢和抛钢时弯辊力变化，并通过对重钢1780mm热轧薄板生产线精轧机传动侧弯窜辊移动座以及4100mm厚板生产线精轧机工作辊弯辊液压管路体系改进的具体工作和应用及其经济价值进行简述。
关键词：板带轧机弯窜辊液压管路改进1、引言带材轧制阶段中最重要的技术就是板型控制技术，液压伺服控制回路是板型控制体系中最根本的一种回路，也是板型控制体系中的重要一部分。
在整个板型控制体系中，其每个特征都会直接影响到体系的性能。
具体轧钢的时候，咬钢和抛钢之间的弯辊力会发生冲撞尖峰，因此，这就不得不使得弯辊力液压控制体系达到更高标准的稳定性能以及抗干扰性能。
液压伺服体系具备非线性、时变性、不确定性等特征，经过多次实验表明，针对这样的体系采取一般的控制策略根本达不到预期的目标。
2、针对咬钢和抛钢时弯辊力变化的研究咬钢和抛钢的某一时刻，弯辊力发生一个撞击尖峰，这个尖峰使得轧辊变成了畸形。
而且，在轧钢的过程中，弯辊力传感器也会受到尖峰峰值的影响而被破坏。
钢坯进入轧辊的过程中，咬钢的那一瞬，工作辊猛地受到一个冲撞力，使得液压缸无杆腔内油压猛然压缩，压力变大，从而滚压力也瞬间上升，压力传感器测定到此变化，回馈给体系，再经过伺服阀的监控，让油压以及弯辊力返回到初设值。
抛钢的某一瞬间，猛地不受轧制力的控制，使得工作辊返回原形，油压降低，同样压力传感器收到信息变化，回馈给体系，再经过伺服阀监控，然后使得油压与弯辊力处于一个新的稳定态势。
由此可知，因为轧制力的影响，使得弯辊力突然改变，出现尖峰现象。
弯辊液压缸所受的轧制力是直接性的，所以，针对很难避免轧制力对弯辊液压缸油压的影响。
3、改造项目概况重钢1780mm热轧薄板生产流程以及4100mm厚板生产流程的设施具有大容量、全自动、高科技等特点，尤其是液压设施在整个流程设施中所占的比例特别大，另外，从产品的成本控制方面考虑，液压仪器的成本控制问题也占了相当大的比例，不过由于投产初期，两条生产流程中的液压体系设施都出现了较严重的漏油现象，仪器事故频繁出现，因此两条生产流程不得不停机修理，从而造成时间的大量浪费使得轧机作业率降低，事故停机相当频繁。
第六章板带轧机
60
轧制线高度调节装置
轧制线高度调整
61
其它 ＊ 轧辊轴向固定 ＊轧辊轴承自位 ＊导卫装置 ＊轧辊冷却系统
＊换辊过程及换辊装置
62
机架辊
63
§6-3 热轧带钢生产工艺及设备
64
单机座布置
35
1－步进式加热炉 2－除鳞箱 3－粗轧机座 4－精轧机座 5－热矫直机 6－热板切头剪 7－冷床 8－超声波检查 9－肉眼检查 10－厚板测量仪 11－检查台 12－翻板机 13－检修台 14－冷板 切头剪 15－双边剪 16－滚切式纵剪 17－横切剪 18－打印机 19－钢板秤 20－侧向堆垛装置
26
• 轧辊弹性弯曲
27
• 轧辊弹性压扁
变形区内工作辊弹性压扁的变形
工作辊和支撑辊间互相弹性压扁分布曲线
2800四辊轧机，支撑辊直径D2=1400mm、工作辊直径D1=700mm
28
• 轧辊的原始辊凸度
29
厚板轧制板形控制的方法 a. 使用具有板形控制功能的轧机 b. 采用板形快速调整方法 液压弯辊
板坯加热设备：连续式加热炉
步进式连续加热炉
预热段 加热段 均热段
连续推钢式加热炉
步进式连续加热炉
15
1 2 3
100
200
油缸直接顶起式
杠杆式
斜块滑轮式
偏心轮式
平移用上步进框架
驱动液压缸
升降用下步进框架 驱动液压缸
步进机构示意图
16
2、轧制
•
除鳞前板坯
•
除鳞后板坯
① 除鳞：高压水、轧制 延伸、高压蒸汽
加热工艺：根据板坯尺寸和材质性能不同，采用不同的加热规范加热板坯。
参数 加热温度 ——加热完成后，出炉时的表面温度 加热时间 加热速度 板坯加热要求： 不得产生过热和过烧 加热温度均匀 尽量减少加热时的氧化烧损 板坯加热质量 ——加热到工艺要求所必须的总时间
轧制线高度调节装置
轧制线高度调整
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其它 ＊ 轧辊轴向固定 ＊轧辊轴承自位 ＊导卫装置 ＊轧辊冷却系统
＊换辊过程及换辊装置
62
机架辊
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§6-3 热轧带钢生产工艺及设备
64
单机座布置
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1－步进式加热炉 2－除鳞箱 3－粗轧机座 4－精轧机座 5－热矫直机 6－热板切头剪 7－冷床 8－超声波检查 9－肉眼检查 10－厚板测量仪 11－检查台 12－翻板机 13－检修台 14－冷板 切头剪 15－双边剪 16－滚切式纵剪 17－横切剪 18－打印机 19－钢板秤 20－侧向堆垛装置
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• 轧辊弹性弯曲
27
• 轧辊弹性压扁
变形区内工作辊弹性压扁的变形
工作辊和支撑辊间互相弹性压扁分布曲线
2800四辊轧机，支撑辊直径D2=1400mm、工作辊直径D1=700mm
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• 轧辊的原始辊凸度
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厚板轧制板形控制的方法 a. 使用具有板形控制功能的轧机 b. 采用板形快速调整方法 液压弯辊
板坯加热设备：连续式加热炉
步进式连续加热炉
预热段 加热段 均热段
连续推钢式加热炉
步进式连续加热炉
15
1 2 3
100
200
油缸直接顶起式
杠杆式
斜块滑轮式
偏心轮式
平移用上步进框架
驱动液压缸
升降用下步进框架 驱动液压缸
步进机构示意图
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2、轧制
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除鳞前板坯
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除鳞后板坯
① 除鳞：高压水、轧制 延伸、高压蒸汽
加热工艺：根据板坯尺寸和材质性能不同，采用不同的加热规范加热板坯。
参数 加热温度 ——加热完成后，出炉时的表面温度 加热时间 加热速度 板坯加热要求： 不得产生过热和过烧 加热温度均匀 尽量减少加热时的氧化烧损 板坯加热质量 ——加热到工艺要求所必须的总时间
ESP设备(HRM)
图片
图纸
•
压力传感器用来检测无杆侧压力
阶梯垫轧线标高调整
• 阶梯垫调整装置将呈台阶式的弥补工作辊的标高（辊径减小），调整下辊面 标高并且在最低位包含一个换辊位置。 • • 阶梯垫移动的通过一个安装在传动侧的液压缸（含有位移传感器）进行动作。 级数： 8 每级调整范围： 20mm 支承辊轴承座提粗 轧机
架
3
HRM（High Reduction Mill）—大压下量轧机/粗轧机
主要设备及功能：
由3台四辊轧机组成，每台轧机配有上置式 液压AGC缸和工作辊弯辊装置，用于在精轧机 最终轧制之前将连铸板坯轧制成中间坯厚度。 粗轧机均配有： 正、负工作辊弯辊装置（WRB），用于中间坯 板型控制。 液压辊缝控制系统装置（HAGC），用于厚度控 制。 主传动速度控制与R1和R2之间以及R2和R3之间 的液压驱动张力辊协同工作。
张力辊控制与连锁
R1、R2之间 换辊位高度mm 等待位高度mm 轧钢位高度mm 0 R2、R3之间 0 与换完辊之后前机架轧辊标高平齐 145 144
• • • • • •
张力辊在off位（换辊位）时高度为0，此位置是为了换辊时导卫打出； 粗轧张力辊在就绪位时，根据前机架下工作辊标高自动调整； 粗轧张力辊在轧钢状态时为140mm； 在快停时，张力辊在之前正在轧钢的位置保持不动； 张力辊的电气零位为每次换辊后的上游机架下工作辊辊面标高。 实际控制中，开轧后张力辊升到电气零位+？？mm后保持不动。
7.96 5500 3150
2.83
液压辊缝控制（HGC）
• 机架的传动侧和操作侧分别配备一个液 压缸。 • 每个液压缸由两个伺服阀控制。通过画 面选择伺服阀的模式 。 • 对于正常厚度控制，一个伺服阀覆盖所 需的动作。第二个伺服阀主要用于咬钢或卸 荷（例如：换辊），增加流量并缩短移动时 间。 • 每一个液压缸装有两个位置传感器和两 个压力传感器。 • 位置传感器一用一备。用来检测液压缸 的位置 • 压力传感器用来检测液压缸压力，通过 计算得出实际轧制力（F=PS=P*π*R的平 方） 位置控制 轧制力控制 位置控制是轧制的正常模式。 压力控制是主要用于轧机零调和HRM抛钢 过程
冷轧板带机运行中的板形控制
鞍山师范学院学报J ou rna l of A nshan N or m a l U n iversity2005204,7(2):41-43冷轧板带机运行中的板形控制史 华(鞍钢职工大学机械系,辽宁鞍山114002)摘 要:分析了热轧过程、冷轧、轧机压下量均匀程度、轧辊变形、压扁量与金属恒流动等影响板材板型的主要因素;介绍了采用液压AGC系统控制板厚及板形、通过轧辊有载辊缝的控制进行板形控制、采用板形控制新技术和采用新型轧机等板形控制的途径和方法.关键词:板形控制;冷轧板带机;轧制中图分类号:TG333.7+2 文献标识码:A 文章篇号:100822441(2005)022*******The Shape Con trol of Runn i n g Cold2rolli n g Str i p M illSH I Hua(D epart m ent of M echanical,A ngang College forW orkers and S taff,A nshan L iaoning114002,China)Abstract:Analyze the main fact ors that affect shape of stri p by hardness homogeneity of r ollbody,r oller out of shape,flattering a mount,metal’s fl owing side ways during the hot r olling p r ocessand cold r olling p r ocess;I ntr oduce t o app ly hydraulic p ressure syste m AGC t o contr ol shape ofstri p and thickness of stri p,contr olling shape thr ough contr olling r oller sea m;app ly ne w technol ogyof shape contr ol and app ly ways and methods of ne w2type r olling m ill’s shape contr ol.Key words:Shape contr ol;Cold2r olling stri p m ill;Rolling 板材轧制过程就是轧机的弹性变形和轧件的塑性变形以取得预期的合格型材的过程.板形是板带的重要指标,包括板带的平直度、横截面凸度(板凸度)、边部减薄三项内容.随着仪表、电器、装备制造业、汽车及轻工业的发展,对板带的板形要求日趋严格.自上世纪60年代开始研究板形以来,为提高产品的精度和成材率,在技术上,研制了各种新型轧机,开发了新工艺、新的检测手段和控制系统;在基础理论上,对板形控制的数学模型进行了深入细致的研究,用计算机模拟轧钢过程,对轧后板形和横向厚差进行精确的设定、预测和控制.本文讨论冷轧带钢机轧制过程中的板形控制问题.1 轧机运行中对板形的影响因素1.1 热轧过程在热轧过程中,金属的晶粒被破碎,同时发生再结晶,再结晶晶粒大小取决于轧制温度、时间和变形程度.通常带钢边沿比中部冷却快,这一区域易生成一种高硬度的不完全再结晶铁素体组织而形成硬度沟,冷轧时延伸困难.两个区域延伸反差很大,导致了带钢内应力的上升,一旦内应力超过带钢的屈服极限,硬沟处便呈现封闭形状的小边浪.1.2 冷轧由于轧制力的作用,轧钢机轧制时工作机座产生一定的弹性变形.机座变形与轧制力有关,在轧制过程中的轧制力有波动,则在一定原始辊缝下,机座的弹性变形也有一定波动.使得轧件沿长度方向的收稿日期:2004-05-21作者简介:史华(1971-),女,辽宁鞍山人,鞍钢职工大学讲师.24鞍山师范学院学报第7卷厚度发生变化,产生了纵向厚度偏差;如果波动沿宽度方向不均匀变化,将使轧件产生横向偏差,并导致板形的变化.1.3 轧机压下量均匀程度如果热轧板带坯料板形良好,在冷轧过程中产生的板带波浪形或瓢曲形,主要决定于板带轧制时纵向延伸的不均匀程度.当板带两边压下量大于中部时,板带两边的延伸量较大,就产生了边浪,如果中部压下量大于边部,使中部的延伸量较大时,则产生中部浪形.1.4 轧辊变形在轧件塑性变形的同时,轧辊也发生弹性变形.轧件的变形热和磨擦热,导致轧辊也发生热变形.此外,由于轧制过程中产生轧辊磨损、轧辊辊缝形状不匀,造成带钢沿宽度方向上延伸分布不匀.轧辊本身有可能质量不高,形成辊面软点、辊面压痕,都会对板形产生影响,尤其是在板面凸度上的影响[1].1.5 压扁量与金属横流动对板形的影响有些板带横断面在接近板边部厚度突然减小,这一现象称为边部减薄,边部减薄量直接影响板边部切损的大小,与成才率有密切关系.发生边部减薄现象主要原因有:(1)轧件与轧辊的压扁量在轧件边部明量减小;(2)轧件边部金属的横向流动要比内部金属容易得多,这也进一步降低了轧件边部的轧制力及其与轧辊的压扁量,使轧件边部减薄量增加.2 控制板形的基本途径以往对冷轧板形的研究,只注重冷轧的过程,主要集中在轧制过程中轧辊系统的弹性变形、轧辊的磨损、热凸度以及变形区中金属塑性变形等.事实上,冷轧带钢的生产要经过冶炼—连铸—热轧—酸洗—冷轧—退火—平整—涂层—剪切包装等诸多工序.其中热轧、酸洗、冷轧、退火及平整等工序对带钢的板形有直接影响.热轧过程中带钢的板形及带钢性能在宽度方向上和轧制方向上的控制、酸洗的拉矫过程、冷轧过程的板形控制、连续退火时温度和张力的控制、平整机的板形控制及涂层前的拉矫等构成了一个全过程的复杂的冷轧板形控制系统.在这个系统中,前一个工序的出口板形影响后一个工序的板形.所以,带钢的最终板形不可能单独由系统中的某一个工序或某一设备所决定,而由整个系统决定.(1)热轧过程中,根据钢种不同,设定热轧目标终轧温度.必要时还要提高钢坯的出炉温度,确保热轧带钢的边部终轧温度控制晶粒均匀成长,尽量消除硬度沟的影响,为冷轧提供较为合适的板形.尤其是热轧后部设立平整机,通过在热状态下,平整机的拉伸矫平,消化板形缺陷.(2)在选择机型方面从根本上改善冷轧板形.如目前国际上HC系列冷轧机,CVC轧机、PC轧机和VC轧机等,均为采用了板形控制新技术的装备.(3)当轧机的机型及设置已经确定,控制策略和控制系统的结构将对板形好坏起着决定性的作用.现代化的冷连轧机,大多由4～6个机架组成.在末机架设置板形测量辊,实现在线闭环控制,关键是有效控制前道机架的出口板形,确保进入末机架带钢板形缺陷不超出末机架的控制能力.(4)冷轧机下游工序设备的板形控制.通过卷取机张力辊的拉力作用改善带钢的不平直度,平整机在平整过程中改善原先冷轧过程中发生延伸不均匀的纤维条.3 冷轧过程对板形控制的主要方法3.1 采用液压AGC系统控制板厚及板形为了实现轧件的自动测厚控制(简称AGC),使得纵向板形得以实现平直度,在现代板带轧机上,一般装有液压压下装置.采用液压压下的自动厚度控制系统,通常称为液压AGC.AGC系统包括:(1)测厚部分,检测轧件的实际厚度;(2)厚度比较和调节部分,将检测得到的轧件实际厚度与轧件的给定厚度比较,得出厚度差;(3)是辊缝调节部分,根据辊缝调节量讯号,通过压下装置对辊缝进行相应的调整,以减少或消除轧件的厚差,保持板形的恒定.3.2 通过轧辊有载辊缝的控制,进行板形控制如果轧制时各影响因素稳定,则通过合理的轧辊原始辊型设计,可获得良好的板形.但在轧制过程中,各因素在不断变化,需要随时补偿这些变化因素对轧辊有载辊缝形状的影响.因此,按照轧制过程中实际情况,必须随时改变辊缝凸度,这就产生了辊温控制法和液压弯辊控制法.温控制法是人为地沿轧辊辊身长度方向进行冷却或加热,使辊温发生变化改变轧辊凸度,来适应板形控制需要.液压弯滚辊法是将液压缸压力作用在轧辊辊颈处,使轧辊产生附加弯曲,以补偿由于轧制力和轧辊温度等同步变化而产生的轧辊有载辊缝的变化,以获得良好的板形.液压弯辊法能迅速改变辊缝形状,具有较强的板形控制能力,是板形控制的最有效方法.3.3 采用板形控制新技术板形控制新技术的基本原理有:(1)增加有载辊缝的刚度.轧制过程中,轧制力发生波动而仍然能保持有载辊缝形状的稳定性,有利于减小轧后板带板形波动.有载辊缝在轧制时的稳定性可用辊缝刚度系数来表示:Ks =Δq /ΔCR 式中Δq 为单位板宽轧制力的波动量,ΔCR 为辊缝凸度CR 对应于q 的波动量采用提高辊缝系数Ks 来增加板形控制能力的辊缝,视为刚性辊缝型,如:采用工作辊或中间辊(六辊轧机)游动来调节轧制力分布,从而提高了辊缝刚度.(2)加大轧辊辊缝(或有载辊缝)的调节范围.一般四辊轧机,工作辊原始辊型确定后是一定的,显然不能适应各种轧制情况.为了使其(或有载辊型)能适应轧制情况的变化而作相应的变化,应采用加大轧辊原始辊缝调节范围来控制板型,这就是柔性辊缝型.当前,从工艺技术方面改善板形控制已臻于成熟.现有的轧制设备和轧制工艺上的不断改进,使冷轧板带板形控制得到了一定程度上的解决.但板型控制新技术和从控制板型的新型轧机上取得预期的板形控制结果,已成为一种发展趋势.3.4 采用新型轧机,从根本上改善轧机运行中的板形控制(1)目前国际上流行CVC 轧机、PC 轧机和VC 轧机,它们的共同特点是:通过轧辊轴向抽动或摆角位置来改变原始辊缝状态,以实现无极辊缝调整,从而实现板形控制,为柔性辊缝型[2].我国自行研制开发的XGK 型轧机,对传统轧机提出了挑战.它采用了辊系准刚性、消差性、可宽性、不需弯辊和抽辊等新技术,在控制上不需AGC 、APC 等大小闭环等复杂的控制系统,能够生产出横厚差小于±1μm ,纵向厚差小于±2μm 的高精度产品[3].4 结 语轧钢设备运行中的板形控制是一个极其复杂的系统工程.冷轧带钢板形受各工序的影响,必须从整个系统进行全面控制,单一采用何种新型轧机不能代替.在已有的传统轧机运行中,以液压AGC 、弯辊装置等工艺方法改善板形控制是必要的,在一定时期内仍将做为板形控制的主要方法.但在冷轧机组新建或更新技术改造中,采用新机型,从设备改进上入手,使轧制过程中的板形控制登上一个新的台阶,亦是冶金行业发展的趋势.参考文献:[1]陈贻宏.350冷轧机钢度测量研究[J ].武汉钢铁学院学报,1996,(增刊):40-47.[2]傅作宝.冷轧薄钢板生产[M ].鞍山:冶金工业出版社,1996.[3]张凤泉.HC W 轧机辊系变形的有限元计算[J ].钢铁,1992,27(11):28-32.(责任编辑:陈 欣)34第2期史 华:冷轧板带机运行中的板形控制。
4300mm厚板轧机液压AGC系统设计和计算
【 摘 要】 本文系统详细的介绍 了 厚板轧机液压 Ａ Ｇ Ｃ的组成和主要参数 的计算及液压 系统的设计方法。 【 关键词】 液压 Ａ Ｇ Ｃ ； 设计 ； 计算 ０ 前 言
随着用户对厚板质量要求不断提高． 轧机液压压下控制系统的精 度也需要继续提高 作为消除来料厚差的重要手段 ． 液压板厚 自动控 制（ Ａ Ｇ Ｃ ） 系统对 于提高板带材的成品精度起着至关重要 的作用 轧钢 机液压压下位置控制 系统 ． 能够承受最大轧制负载 ． 满钢机轧辊辊缝 调节最 大行程 ． 提高压下系统的控制精度和 响应速 度 ． 保证产品的 且 标厚度 、 同板差和异板差 本文将 结合某公司厚板生产线 的液压 Ａ Ｇ Ｃ 系统， 介绍其组成和主要参数的计算及液压 系统 的设计。
２ ＡＧ Ｃ 液 压 伺 服 系统 确 定
２ ． １ 系统参数要求 位置精度： ０ ． ０ ０ ５ ｍ ｍ： 系统响应频率 ： ２ Ｏ Ｈ ｚ； ４ ０ ０ ０ ０ ｋ Ｎ时 ， 打开速 度： ２ ０ ｍ ｍ ／ ｓ ． 车 Ｌ 制速度 ： １ ５ ｍｍ ／ ｓ 。 ２ ． ２ 液压油缸参数 的确定及液压谐振频率核试验 由于受机架结 构影 响 ． 并 考虑到可靠性和维护水平选定 油缸参 数。 油缸 的主要参数 ： 直径 １ ５ ０ ０ ａｍ， ｒ 最大行程 １ ５ ０ ｍｍ， 实际工作行程 １ ２ ５ ａｍ： ｒ 承受最大 轧制 力 ： ４ ５ ０ ０ Ｔ ｘ ２ 。偏摆 ≤０ ． ５ ｍ ｍ； 位置滞环 ≤Ｏ ． ０ ０ １ １ １ １ ／ ／ １ ； 启 动压力 ≤０ ． ２ ５ ｂ ａ ｒ ； 空 载下 ， 当运行速度为 ０ ． ０ ２ ５ ｍ ｎ ｓ 时， 无爬 行现象 ； 耐压值 ４ ０ ０ ｂ ｒ： ａ 无泄漏现象。 位移 传感器 ： 每 只油缸安装 ２只 ， 中央一 只 ， 靠机 架外部 边缘一 只。 主要 目的 ： １ ） 检测油缸 的倾斜程度 ， 调整油缸标零使用 ； ２ ） ２只油缸 轧钢 时均使用中间位移传感器 ． 传感器的平均值用作位置 闭环 的反馈 值 。测量范 围： ０ ～ １ ５ ０ ｍ ｍ： 位置分辨率 ： ０ ． ０ ０ ２ ５ ｍ ｍ 。 压力传感器 ： 油缸 腔装有 １ 只。测量范围 ： ０ ～ ３ ５ ０ ｂ ｒ； ａ 检测精度 ： 最 大误差 ≤实测值的士 ０ ． ５ ％
随着用户对厚板质量要求不断提高． 轧机液压压下控制系统的精 度也需要继续提高 作为消除来料厚差的重要手段 ． 液压板厚 自动控 制（ Ａ Ｇ Ｃ ） 系统对 于提高板带材的成品精度起着至关重要 的作用 轧钢 机液压压下位置控制 系统 ． 能够承受最大轧制负载 ． 满钢机轧辊辊缝 调节最 大行程 ． 提高压下系统的控制精度和 响应速 度 ． 保证产品的 且 标厚度 、 同板差和异板差 本文将 结合某公司厚板生产线 的液压 Ａ Ｇ Ｃ 系统， 介绍其组成和主要参数的计算及液压 系统 的设计。
２ ＡＧ Ｃ 液 压 伺 服 系统 确 定
２ ． １ 系统参数要求 位置精度： ０ ． ０ ０ ５ ｍ ｍ： 系统响应频率 ： ２ Ｏ Ｈ ｚ； ４ ０ ０ ０ ０ ｋ Ｎ时 ， 打开速 度： ２ ０ ｍ ｍ ／ ｓ ． 车 Ｌ 制速度 ： １ ５ ｍｍ ／ ｓ 。 ２ ． ２ 液压油缸参数 的确定及液压谐振频率核试验 由于受机架结 构影 响 ． 并 考虑到可靠性和维护水平选定 油缸参 数。 油缸 的主要参数 ： 直径 １ ５ ０ ０ ａｍ， ｒ 最大行程 １ ５ ０ ｍｍ， 实际工作行程 １ ２ ５ ａｍ： ｒ 承受最大 轧制 力 ： ４ ５ ０ ０ Ｔ ｘ ２ 。偏摆 ≤０ ． ５ ｍ ｍ； 位置滞环 ≤Ｏ ． ０ ０ １ １ １ １ ／ ／ １ ； 启 动压力 ≤０ ． ２ ５ ｂ ａ ｒ ； 空 载下 ， 当运行速度为 ０ ． ０ ２ ５ ｍ ｎ ｓ 时， 无爬 行现象 ； 耐压值 ４ ０ ０ ｂ ｒ： ａ 无泄漏现象。 位移 传感器 ： 每 只油缸安装 ２只 ， 中央一 只 ， 靠机 架外部 边缘一 只。 主要 目的 ： １ ） 检测油缸 的倾斜程度 ， 调整油缸标零使用 ； ２ ） ２只油缸 轧钢 时均使用中间位移传感器 ． 传感器的平均值用作位置 闭环 的反馈 值 。测量范 围： ０ ～ １ ５ ０ ｍ ｍ： 位置分辨率 ： ０ ． ０ ０ ２ ５ ｍ ｍ 。 压力传感器 ： 油缸 腔装有 １ 只。测量范围 ： ０ ～ ３ ５ ０ ｂ ｒ； ａ 检测精度 ： 最 大误差 ≤实测值的士 ０ ． ５ ％
750mm四辊液压轧机AGC使用说明书 (1)
750mm四辊轧机AGC控制系统使用说明书 (III Plus++型系统)西安艾蒙希（AMC）科技有限公司目录第一章硬件系统 (2)第二章系统功能 (2)第三章系统操作说明 (3)第四章系统保护 (7)第五章伺服阀使用说明 (8)第六章特别说明 (8)750mm四辊可逆冷轧机AGC系统使用说明书第一章硬件系统AGCS采用上、下位两级计算机控制方案，是集轧机过程管理、AGC控制和故障报警为一体的计算机系统。
下位机集辊缝、压力控制一体计算机组成；上位机与下位机通过Ethernet网进行数据实时交换完成轧制过程管理及操作。
同时与自动化PLC系统实现西门子工业以太网络通讯，传递辊缝、压力等设定参数和实际反馈值。
1）计算机配置：①辊缝、压力控制计算机配置为台湾研华P4 2.8G / PCA-6006 / PCA-6114P4 / 1G DDR / 2G Innodisk / 。
②操作计算机配置为台湾研华P4 2.8G / PCA-6006 / PCA-6114P4 / 1G DDR / 8G Innodisk / 19"显示器。
2）控制柜：19＂上架结构、包括接线端子、开关，隔离变压器、净化电源、直流稳压电源、开关电源、内配一个显示器和一个键盘。
3）操作台（内装工控计算机、19＂显示器）。
4）位移传感器接口模块（AMC206）。
5）压力传感器接口模块（AMC201）。
6）伺服阀电流接口模块（AMC204）。
7）测厚仪接口模块（AMC201）。
8）带材速度检测接口模块（AMC205）。
9）压力信号、速度、厚度信号采集模块（ADV ANTECH 6040）。
10）板材速度计数模块（ADV ANTECH 6602）。
11）伺服阀电流输出模块（ADV ANTECH 728）。
12）开关量输入模块（ADV ANTECH 6120）。
13）开关量输出模块（ADV ANTECH 6120）。
14）AMC若干转接模块（AMC-3920、AMC-3937）。
轧机液压厚度控制系统的定量反馈优化设计
Ｅ —ｍ ａｌ ａ ｆａｕ ｚ ＠ ｇ ａｌ ｏ 。 ｉ： ｆ ｔｓｍ ｌ ｍ ｉ．ｔ ｍ
・
６ Ｏ・
机床与液压
第４ ０卷
ห้องสมุดไป่ตู้
制精度。 根据轧机设备 和控制要求 ，该 中厚板轧机厚度计 算机控制系统的结构 如图 １ 所示 。一级硬件 系统采用
Ｓ ｍ ｎ 公 司 的 Ｃ Ｕ １ ＋Ｆ ４ ８＋ Ｅ Ｍ ３ 的 ｓ 一 ｉ ｅｓ ｅ Ｐ ４６ Ｍ５ Ｘ ４８ ７
ｎ ｇ ｆ ｒｈ ｄ ａ ｌ ｅｖ ｙ ｔｍ ｓｐ ｏ ｏ ｅ ． Ｗ ｉ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉｅ ａ ａｙ ｉ ｏ ｅ ｕ ｃ ｒ ｉ ｔ ｓａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｆ ｙ ｔｍ ｅｆ ｒ — ｉ ｏ ｙ ｒ ｕ ｉ ｓ ｒ ｏ ｓ ｓｅ ｗａ ｒ ｐ ｓ ｄ ｃ ｔ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓｖ ｎ ｌｓｓ ｆｔ ｎ ｅ ｔ ｎ ｉ ｎ ｈ ｅ ｕ ｒ ｈ ｈ ａ ｅ ｅ ｎ ｓｏ ｓ ｓ ｅ ｐ ｒｏ ｍ
文 中针对液压控制器控制性能与鲁棒稳定性的折 衷 ，结合某 ２５０ｍ 中厚 板精 轧机厚 度控制 系统设 ０ ｍ 计项 目，根据 中厚板生产工艺特点 ，应用定量反馈理 论 （ ｕ ｎ ｔｉ ｅｄ ａｋＴ ｅｒ，Ｑ Ｔ Ｑ ａｔａ ｖ Ｆｅｂｃ ｈｏ ｉ ｔｅ ｙ Ｖ ）设计 基于频 域 的鲁棒液压控制器 ，将轧机执行系统的不确定性范 围和性能指标用定量 的方式在 Ｎｃ ｏ 图上形成边 界 ， ｉ ｌ ｈｓ 通过 回路整形 ¨ ，使 得标 称对 象 的开环 频率 曲线 在
为板 带厚度指标 的基本保证 。现 阶段实 际中厚板生产 线大多 已采用 电动和液压结合 的压 下系统 。相 比传统 的电动压下 ，液压 系统 的 阶跃 响应 时间一 般低 于 ４ ０ ｍ ，响应频率可达 １ ｚ ｓ ０ Ｈ 以上 ，大大改善 了轧制过
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机床与液压
第４ ０卷
ห้องสมุดไป่ตู้
制精度。 根据轧机设备 和控制要求 ，该 中厚板轧机厚度计 算机控制系统的结构 如图 １ 所示 。一级硬件 系统采用
Ｓ ｍ ｎ 公 司 的 Ｃ Ｕ １ ＋Ｆ ４ ８＋ Ｅ Ｍ ３ 的 ｓ 一 ｉ ｅｓ ｅ Ｐ ４６ Ｍ５ Ｘ ４８ ７
ｎ ｇ ｆ ｒｈ ｄ ａ ｌ ｅｖ ｙ ｔｍ ｓｐ ｏ ｏ ｅ ． Ｗ ｉ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉｅ ａ ａｙ ｉ ｏ ｅ ｕ ｃ ｒ ｉ ｔ ｓａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｆ ｙ ｔｍ ｅｆ ｒ — ｉ ｏ ｙ ｒ ｕ ｉ ｓ ｒ ｏ ｓ ｓｅ ｗａ ｒ ｐ ｓ ｄ ｃ ｔ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓｖ ｎ ｌｓｓ ｆｔ ｎ ｅ ｔ ｎ ｉ ｎ ｈ ｅ ｕ ｒ ｈ ｈ ａ ｅ ｅ ｎ ｓｏ ｓ ｓ ｅ ｐ ｒｏ ｍ
文 中针对液压控制器控制性能与鲁棒稳定性的折 衷 ，结合某 ２５０ｍ 中厚 板精 轧机厚 度控制 系统设 ０ ｍ 计项 目，根据 中厚板生产工艺特点 ，应用定量反馈理 论 （ ｕ ｎ ｔｉ ｅｄ ａｋＴ ｅｒ，Ｑ Ｔ Ｑ ａｔａ ｖ Ｆｅｂｃ ｈｏ ｉ ｔｅ ｙ Ｖ ）设计 基于频 域 的鲁棒液压控制器 ，将轧机执行系统的不确定性范 围和性能指标用定量 的方式在 Ｎｃ ｏ 图上形成边 界 ， ｉ ｌ ｈｓ 通过 回路整形 ¨ ，使 得标 称对 象 的开环 频率 曲线 在
为板 带厚度指标 的基本保证 。现 阶段实 际中厚板生产 线大多 已采用 电动和液压结合 的压 下系统 。相 比传统 的电动压下 ，液压 系统 的 阶跃 响应 时间一 般低 于 ４ ０ ｍ ，响应频率可达 １ ｚ ｓ ０ Ｈ 以上 ，大大改善 了轧制过
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When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors.
（安全管理）
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板带轧机电动及液压压下联合控
制系统(最新版)
板带轧机电动及液压压下联合控制系统(最
新版)
导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。
生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。
当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。
"安全第一"
的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。
随着科学技术的进步，我国经济得到了快速的发展，汽车、电子等行业对板带钢材的质量要求越来越高。
厚度是板带材最重要的质量指标之一，厚度自动控制AGC控制性能的优劣将直接影响轧制产品的质量。
本文对该轧机采取的改造方案为电动压下和液压压下联合控制板厚，由电动压下进行辊缝粗调，液压压下系统负责辊缝精调。
板带轧机厚度控制理论
1.1.影响轧制产品厚度的因素
轧制过程中，影响轧制产品厚度的因素很多，根据弹跳方程，生产实际中影响轧制产品厚度的因素主要如下：
1.1.1.轧机的机械装置和液压装置
在轧机加工装配过程中，零部件之间的误差对轧机的刚度和空载辊缝造成直接影响，从而使得轧制产品的厚度偏离目标值。
轧机开始运作之后，其零部件会发生变形或扭曲，这都会改变轧机辊缝的大小
和形状。
一般情况，轧机的刚度越大，轧机的弹跳量越小，辊缝的变化程度和轧制产品厚度偏差都越小，产品尺寸精度就越高。
1.1.
2.轧件的来料特性
厚度不均、硬度变化、截面变化、平直度变化等来料特性会对轧制生产过程中的轧制力大小和辊缝值变化产生一定影响。
当影响因素已知，而来料特性未知，这就难以满足轧制产品的厚度要求，此时，只有轧机的厚度自动控制系统才能保证产品的质量。
1.1.3.轧机的控制系统
轧机的控制系统分为轧机硬件设备和控制模型。
限制轧机厚度控制精度的硬件因素主要有计算机的速度与精度、传感器的精度与稳定性等。
板带轧机压下控制系统
2.1.电动压下自动控制系统
2.1.1.电动压下控制过程
本轧机的传动侧和操作侧分别安装一台西门子直流电机，用于空载时粗调轧机辊缝，当接收到粗调辊缝设定值后，将电动辊缝调到目标设定值，此外，通过进行倾斜度的监控，使得传动侧和操作侧的压下位置偏差控制在允许的范围内，即上辊的倾角保持在允许的偏差范
围内。
电动压下控制方式为电机带动齿轮、蜗杆、涡轮传动，压下两台50HP电机带动齿轮啮合。
由于通过大齿轮连接轴上的蜗杆带动轧机两侧蜗轮，蜗轮与压下螺丝转动，蜗轮旋转是，压下螺丝上下运动。
电机之间的电磁离合器可以同步控制两边的压下，离合器离开时，两边压下电机可以进行单独调节。
2.1.2.电动压下定位过程的控制算法
2.1.
3.电动压下电机的控制方式
在此调速系统中，转速调节器是主导调节器，它使控制电机的转速时刻随着给定电压发生变化而变化，转速调节器的输出限幅值决定控制电机的最大允许电流，稳态运行时可以对负载的变化起抗扰作用，从而实现无静差转速。
2.2.液压压下控制
传统电动AGC存在很多问题，比如响应速度慢、调节精度差、压下效率低等。
此案待会的轧机一般都采用液压压下控制方式或者电液相结合的控制方式。
液压压下控制系统可以根据轧制实际情况改变，实现动态调节，从而保证轧制产品的厚度保持不变。
其优点主要有以下几点：
2.2.1.液压AGC的响应速度快，调整精度高。
液压AGC系统的伺服系统灵敏度高、摩擦力小，使得系统的惯性大幅度降低，得以快速响应控制信号。
相对于电动AGC来说，其具有较高的阶跃响应频率，这个数值一般在25Hz左右。
同时，液压采用先进的反馈方式，控制精度可以达到2.5um，这远抄电动装置的精度。
2.2.2.液压AGC的过载保护简单可靠。
液压压下系统有防止轧机过载的安全阀等，这可以方式损坏轧辊与轴承。
在出现异常状况时，如卡钢、堆钢等，可以快速排出液压缸中的压力油，实现过载保护。
采用液压压下方式可以根据工艺需要灵活地进行控制。
液压压下方式可以方便的对轧机的当量刚度进行控制，实现轧机的“恒辊缝控制”与“恒压力控制”之间的转换，以满足不同轧制阶段对机架当量刚度的要求，适应各种金属、各种规程及不同厚度的轧制要求。
2.2.
3.液压AGC的体积小、重量轻，具有惯性低、工作平稳的优点，在功率相同的情况下，特别是在大功率工况下，液压AGC与电动AGC相比，上述优点的体现尤为明显。
2.2.4.液压AGC装置均采用标准液压元件，结构简单，使繁杂的机械结构得以简化，更能节约成本。
3.基于AMESIM和MATLAB的HAPC仿真研究
3.1.电液伺服位置仿真模型建立
根据液压压下伺服系统的物理模型特点，在AMESIM环境下构造其机械液压模型，具体步骤如下所述：
3.1.1.建立系统模型：首先选择AMESIM的“绘图模式”，根据轧机液压压下系统的实际物理模型，搭建好液压压下系统框架如图3所示。
利用AMESIM能够实现与MATLAB/Simulink进行联合仿真的接口，在已经搭建好的液压压下模型中搭建进行联合仿真控制模块。
3.1.2.选择系统子模型：根据实际需要，对系统中各个模块选择合适的子模型并进行储存。
3.1.3.设置系统参数：根据实际设置系统的参数，进行联合仿真时使用这一步骤生成的S函数。
3.1.
4.运行系统：点击菜单“Tools”中的“startMATLAB”选项，这时系统的AMESIM物理模型被MATLAB软件当作一个普通的S函数，完成数据交换，实现液压压下系统的联合仿真。
Simulink模型及参数准备好之后，点击运行按钮，则系统开始运行，进行仿真。
3.2.仿真结果与分析
当空载时，液压缸位移的变化就是辊缝的变化，取输入阶跃信号
rin=0.15mm。
由仿真结果图7可以得到：模糊PID控制效果明显优于常规PID，常规PID超调量为37%，而模糊PID无超调，无振荡，上升时间比较快。
与常规PID控制相比，模糊PID系统响应快，稳态误差小，能够有效改善系统的动态性能，得到比较满意的控制效果。
由于电液伺服控制系统是典型的非线性系统，存在时变性、不确定性、外界干扰以及多种外界因素等的影响，采用传统PID算法时，难以选择控制参数，系统存在抗扰能力低、超调量大等缺点；试验结果表明该模糊PID自动厚度控制系统，能使厚度控制偏差快速接近目标值，大大提高了厚度控制精度，既保留了PID控制器无静差的特点，又能获得模糊控制鲁棒性强的优点。
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