[发明专利]一种热轧型钢飞剪电机启动最大加速时间的工艺控制方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金工艺技术领域，具体涉及一种热轧型钢飞剪电机启动最大加速时间的工艺控制方法。

背景技术

飞剪是轧钢生产线上重要的设备之一，布置在精轧机组前，用于型钢热轧时，对轧材头尾进行切断、碎断，并具备分段功能，为进一步轧制做好准备，其工作性能的好坏直接影响到轧制线的生产效率和产品切口质量。随着连续式轧机的发展，飞剪得到了越来越广泛的应用。

现有热轧飞剪传动系统的结构如图1所示，两台主传动电机1并联输入，它们各自通过联轴器2、飞轮3及减速机4完成一级减速，然后分别驱动两个小齿轮5，再通过两个小齿轮5和一个下部大齿轮6啮合完成二级减速。下部大齿轮6与下曲轴7相连，上部大齿轮8与上曲轴9相连。上部大齿轮8与下部大齿轮6为相同规格的齿轮，传动比为1。通过两台电机1的驱动，使上曲轴9和下曲轴7同步驱动，并各自带动相连的刀座连杆同步相向运动实现剪切。

当曲柄连杆式型钢飞剪系统配置及各部件设计完成后，飞剪剪刃的一些特性可以通过数学方法得到。但由于热轧型钢飞剪结构的复杂性，使得其自身的一些运动学特性很难准确得到，如系统的转动惯量是随曲柄转角发生变化的，很难通过公式进行求解。这些参数的较难确定也使得直接利用系统转动惯量对主传动电机进行校核的方法实现起来较为困难。在实际工程设计中，设计人员为赶工期或是省去大量计算的麻烦，而采用类比的方法，往往根据现有图纸对飞剪系统的主传动电机进行估算，这就容易导致热轧生产中飞剪开始剪切时剪刃水平速度与型钢轧件运行速度之间存大较大差异，且现场较难根据生产工艺实现精确控制，并有可能影响飞剪剪切效果和型钢断面质量，同时还有可能会影响产能。

因此，使用一套合理的热轧型钢飞剪电机启动最大加速时间的工艺控制方法将有助于更好地实现飞剪的剪切工艺要求，而且它可以很好地解决工程实际中工程人员的不经济设计失误造成的太多浪费。同时，也使工程师增加了对热轧飞剪剪切工艺设计的理解，提高了自身的设计水平。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明通过对剪刃空间轨迹进行精确求解，并结合热轧型钢剪切工艺要求和循环迭代的数值方法，提出一种热轧型钢飞剪电机启动最大加速时间的工艺控制方法，用以指导热轧型钢飞剪电机的设计选型，使热轧型钢飞剪工艺设计更加完善和便捷。

本发明提出一种热轧型钢飞剪电机启动最大加速时间的工艺控制方法，包括以下几个步骤：

步骤一：设置热轧飞剪机构各组成零部件的相关参数；

步骤二：计算曲柄转角为φ时上剪刃末端点在坐标系xoy中坐标值；

步骤三：获得初始剪切角ψ₁；

步骤四：获得初始停位角α₀；

步骤五：初始剪切角所对应的电机转速的求解；

步骤六：获得电机启动最大加速时间和启动时电机的实际加速度。

所述的步骤一中热轧飞剪机构各组成零部件的相关参数包括：固定机架的长度r₁、摇杆的长度r₄、第一连杆的长度r₃、第二连杆的长度r₅、曲柄的长度r₂、第一连杆与第二连杆之间的夹角φ₃、xoy坐标系与mon坐标系的夹角φ₁、曲柄转角φ、第二收敛允差ε₂、飞剪开口度H_o、电机额定转速n_max、系统总传动比i、剪刃重合度s、未断的断面相对高度值E、剪切轧件水平速度V_k、开始剪切时剪刃与型钢轧件的距离c、第一收敛允差ε₁、型钢轧件断面设计高度H以及第三收敛允差ε₃；其中O为坐标系原点，在曲柄连杆机构所在平面内，以固定机架为m正方向的坐标轴，以固定机架逆时针旋转90°为n正方向的坐标轴，建立坐标系mon，以水平向左为x正方向的坐标轴，以垂直向下为y正方向的坐标轴，建立坐标系xoy。