[发明专利]冷轧带材板形仪传动方案设计方法

说明书

本发明涉及一种冷轧带材板形仪传动方案设计方法，该方法通过对板形仪现场应用分析，提出了打滑因子概念，定量的表征了板形仪在带材上的打滑程度，并根据板形仪的具体结构参数，利用打滑因子确定其需要的主动或被动传动方式；由于生产现场环境限制，板形仪若无法采用主动传动方式消除打滑时，可利用打滑因子反算最小包角，重新调整板形仪与带材之间的包角，确保带材与板形仪之间的摩擦力矩能够克服轴承摩擦力矩与加减速力矩。本发明设计的板形仪在现场应用中需采用的传动方案，有助于减少带材与板形仪之间的磨损，能够提高板形仪的使用寿命。

技术领域

本发明属于冶金轧制技术领域，特别涉及一种冷轧带材板形仪传动方案设计方法。

背景技术

板形是冷轧带钢的重要质量指标之一。板形测控是带钢冷轧机的核心和高端技术，是生产高级冷轧带钢的必然选择。板形检测是实现板形测控的前提，冷轧带钢的板形检测装置通常称之为板形仪。板形仪实际应用时分为被动即无电机与主动两种方案。如果板形仪的传动方案设计不合理，就可能引起带材与辊身之间打滑，从而划伤带钢表面。相比于轧机、卷取机等设备而言，板形仪的相关扭矩要小的多，采用主动方案的话，其电机功率与造价也不会很高。因此，对于新建轧机而言，可以根据用户需要直接将其设计为主动或被动方案，但对于新增板形仪的现有轧机，其设备空间已经确定，如果选用主动方案的话可能涉及空间不够的问题，需要移除或切割其它辅助设备，因此如果没有必要的话，最好选用被动方案。

目前关于轧机传动系统已经发表了大量相关文献。例如：“2160mm热连轧机组F2精轧机振动机理及测试”(《钢铁》2015，51卷第12期：103-111)对轧机传动系统的振动进行了测试与分析；“UR轧机主传动装置的有限元分析”(《铸造技术》2017，38卷第6期：1460-1464)对轧机传动系统的应力应变进行了分析；“镁板轧机主传动系统的模糊免疫PID控制”(《机械制造与自动化》2017，第3期：208-211)对轧机传动系统的速度调整与控制进行了研究。但截至目前为止，仍未见到板形仪传动方案设计的相关文献。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷轧带材板形仪传动方案设计方法，本发明综合考虑带材与板形仪之间的摩擦力矩、板形仪轴承摩擦力矩与加减速力矩，以打滑因子判断冷轧带材板形仪的具体传动方案。如果现场环境受限板形仪必须采用被动方式，则通过打滑因子反算最小包角，确保带材与板形仪之间的摩擦力矩能够克服轴承摩擦力矩与加减速力矩。

本发明设计的一种冷轧带材板形仪传动方案设计方法，板形仪传动方案的设计步骤为：

a、收集设备参数与工艺参数，具体包括：a1、收集设备参数：板形仪与带材之间包角θ，板形仪重量N，板形仪材料密度ρ，板形仪轴承内径d，板形仪名义半径R，板形仪辊身与辊颈阶梯轴总段数n，每段板形仪是否空心标志S_i，i的取值范围是1～n，当S_i＝1时为空心，当S_i＝0时为实心，收集所有阶梯段长度l_i，当S_i＝0时收集该阶梯段半径r_i，当S_i＝1时收集该阶梯段外半径R_i与内半径r_i′；a2、收集工艺参数：最小张力T，带材与板形仪之间摩擦系数μ，板形仪轴承的摩擦系数μ₁，最大加速度α，最大轧制速度v；b、计算带材与板形仪之间的摩擦力矩M_d＝T(e^2μθ-1)R，其中，e为自然对数的底；c、计算轴承摩擦力矩d、计算加减速力矩M_p2；e、计算打滑因子f、根据打滑因子判别法判断是否采用主动方案，若采用主动方案，则转入g设计主动电机或重新调整板形仪与带材之间的包角，否则计算结束；g、如果现场环境允许，根据电机选择方法选择电机；如果现场环境受限，则根据冷轧带材板形仪最小包角设计方法，反算最小包角，重新调整板形仪与带材之间的包角，使调整后的打滑因子φ＞1.2。

优选地，所述打滑因子判别法具体为：