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500mm拉伸彎曲矯直機技術的改造方案

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隨著產品結構的調整以及產品品種的擴大，需要改產高強度不銹鋼帶、雙金屬帶和合金鋼帶等，而該機組不具備生產高強度鋼帶的能力。若新建一臺拉伸彎曲矯直機組，勢必需要大量投資，而且建設周期長，此外，還會造成原有設備的閑置。 該機組設備陳舊、老化，尤其是電氣控制系統(模擬控制)已不能適應現代工業生產的需要，而且原始設計資料不全，技術改造難度較大。更重要的是，所生產的產品由普通不銹鋼帶改為高強度合金鋼帶及雙金屬帶，不僅帶材本身的矯直難度增大了(合金鋼強度高、硬化大、難以矯正；雙金屬帶上下兩面的變形特性不同)，而且對產品矯直精度的要求也大大提高了。在這種狀況下，通過綜合分析高強度鋼帶的特性、原機組的工藝配置、設備組成以及各設備的能力，提出了以下的改造方案。 改造方案 (1)拉伸彎曲矯直和多輥矯直相結合 拉伸彎曲矯直是同時對帶材進行拉伸和彎曲，在彎曲應力和拉伸應力的共同作用下，使帶材外層拉伸應力達到或超過屈服極限而產生延伸；經過反復多次的拉伸、彎曲后，使帶材產生一定的塑性延伸，彈復后帶材縱向纖維達到相同長度，從而使帶材得到矯直。與純拉伸矯直和輥式矯直相比，這種矯直方式能耗小、效率高、精度高、矯直范圍廣。 由于原拉伸彎曲矯直機的矯直能力有限，且原矯直機本體只有橫向彎曲調整功能，對于高強度合金鋼帶矯后產生的縱向卷曲無法消除?；谶@種情況，在原矯直機本體后增加了一臺七輥輥式矯直機，給帶材施加較小的反復多次的彎曲變形，進一步消除帶材內應力和縱向彎曲，提高矯直精度。 (2)七輥矯直機的開發 七輥矯直機屬于輥式矯直機。輥式矯直機的工作原理是板帶材在矯直輥壓力的作用下產生反復彈塑性彎曲變形，每經過一次反彎曲后，板帶材彈性回復，就會消除一部分彎曲應力，經過反復漸減的彎曲變形，殘余彎曲應力逐漸減小，帶材趨于平直。 本機組中七輥矯直機布置在張力輥之間，所以其矯直機理與普通輥式矯直機略有不同，帶材是在拉伸應力和彎曲應力的聯合作用之下產生塑性變形。由于高強度鋼帶的難變形特性，需要多次施加小的彎曲變形才能矯平。 七輥矯直機由上下機架、上下輥系、下輥系壓上裝置、上輥系傾斜機構和上輥系快速打開機構等組成。該矯直機輥系為四重式結構，上下輥系各由一排工作輥(上三、下四)和一排支撐輥組成。下輥系由一臺交流電機通過蝸輪蝸桿減速器進行上下升降，實現輥縫的調整；上輥系固定在上機架上。上、下機架通過鉸鏈聯接。通過液壓缸驅動實現上機架的擺動來完成輥縫的快速打開，以便于穿帶；通過蝸輪蝸桿減速器驅動上輥系傾斜機構，實現上輥系相對于下輥系的傾斜。 (3)接中間套鼓形齒聯軸器的應用 前、后張力輥為集體傳動，由一臺主電機驅動。由于增加了七輥矯直機，拉大了前后張力輥之間的距離，也就拉長了兩個傘齒輪箱的距離。齒輪箱之間的聯接原為軸套聯接，這種聯接為剛性聯接，而且轉速高，對軸套的加工精度及前后齒輪箱的安裝精度要求很高。因此，改造中采用了接中間套鼓形齒聯軸器。這種聯軸器具有兩軸線相對位移補償的特點，對安裝精度要求低，轉動平穩，噪音小。 (4)矯直機本體 矯直機本體的改造，主要是提升自動化水平及改進工作輥的固定方式等。原設備是靠人工調節輥縫，調節量完全靠經驗，調節精度低，對工人的操作水平要求高。改造中增加了位移傳感器，用于輥縫控制和顯示，提高了產品精度及機組的自動化程度。另外，對矯直機工作輥的裝配方式進行了改進，使其更加合理。 (5)電氣控制 拉伸彎曲矯直機的電氣控制系統主要由電氣傳動裝置和可編程序控制器組成。開卷機、卷取機、張力輥組及差速機構分別由4臺直流電機驅動，每臺直流電機由一套可控硅調速裝置控制。選用6RA70系列直流電機控制裝置。它的特點是采用全數字控制方式，每一套裝置至少由一臺計算機控制，速度檢測元件選用光電編碼器；可以控制直流電動機的轉速和力矩，速度控制精度可以達到0.05%，力矩控制精度可以達到1%；裝置設有Profibus串行通訊接口，與PLC連接組成網絡，所有控制命令由PLC下達，如轉速給定信號、力矩給定信號都由PLC通過通訊總線傳達到直流調速裝置，實現了數字量給定，與傳統的模擬量給定相比，提高了給定精度；直流調速裝置的工作狀態和參數也可以通過總線傳至PLC，由PLC完成對調速裝置的監控。6RA70系列直流調速裝置內可以增加一塊T400工藝板，實際上是增設了一臺可以完成各種控制功能的單板計算機。開卷和卷取機的帶材張力控制就是利用T400板以及配套使用的SM420軟件完成的。采用這種方式，用戶不必自己設計用于張力控制的計算機硬件和軟件，只需設置參數就可以完成復雜的帶材張力控制，大大縮短了設計和調試時間。拉矯機組的帶材延伸率控制是通過控制主機電動機和調節機電動機的轉速來完成的，由于調速裝置較高的調速精度，將以往使用的延伸率閉環控制改為開環控制，大大簡化了控制系統，取得了良好效果。(圖/文www.ncwanke.cn)

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