防止 办法一方面就是靠操作时平缓的升速,平缓的减速、停车,另一方面必须在进行驱 动设计时,设置专门机构来消除张力的波动。 有一家公司在生产薄板入口停机时经 常发生1号S辊处断带事故,到了无法正常生产的程度,给公司带来的损失很大。起 初都认为是原材料问题,确实生产某些公司的原材料时断带事故少些,而生产另一 些公司的原材料时断带多一些。但本人经现场观察分析,断口是被瞬时较大的张力 拉断的,于是判断是入口停车速度过快,开卷机巨大的拉 13 力瞬时消失,1号S辊 立即由拉动钢带向前运转改为停车并向后拉动带钢,而轧硬钢板脆性很大,瞬时张 力波动便造成轧硬板被绷断。经了解操作人员,原来为了防止焊接时间不够,采取 了急停的办法,导致了事故的发生。于是要求他们按正常程序操作,正常停车,改 为增加活套储存量来保证焊接时间,使问题得到了根本性的解决,也给操作者提供 了充足的时间。 张紧辊的张力放大作用从前面的图上可以看出,正是由于有了 张紧辊的作用,才使带钢的张力在基原础上相对增加或减小,从而满足不同区域的 工艺要求。 张紧辊对带钢的作用是通过辊面与带钢之间的摩擦力形成后,由于摩擦 力与正压力成正比,即只有在辊子上的带钢被拉紧,给辊子表面施加正压力时,才 能产生摩擦力,才能增加或减小带钢的张力。如果带钢没有原始张力,处于松弛状 态,则张紧辊使不上劲就改变不了钢带的张力。而且正压力越大静摩擦力越大,能 使带钢增加或减小的最大张力越大。从这个意义上讲,张紧辊并不是在带钢上加上 或减去张力,而是放大或缩小张力。 张紧辊对带钢的作用如图8所示,根据欧 拉公式,张力辊入口与出口的张力的关系为: ?eTT21? 张紧辊入口端带钢的张力,N;14 2T 辊子与带钢的摩擦系数,对于钢辊退火炉前?=0.1,退火炉后?=0.13~0.15,对于表面包胶的辊子,在退火炉前?=0.15,退火炉后?=0.18~2.0; 自然对数,e=2.718。式中?e又叫放大倍数, 即通过张紧辊后张力放大或缩小的倍数。 下面分几种情况来讨论: 当1Tgt2T时,辊子转动方向与力矩方向一致,张紧辊主动的拉动带钢,使张力增?樱当1Tlt2T时,力矩方向与辊子转动方向相反,张紧辊被动的被带钢拉动,使张力减小,处于发电状态,将带钢的张力转为电 能向电网上供电。 对于1号张紧辊和8号张紧辊,当入口停车焊接或出口停车剪切时,辊子的入口端或出口端的张力为零,这时为了张力辊能发挥作用,必须在 无张力的一端压下缓冲辊,将带钢压住绷紧。在生产线卸去张力爬行时,带钢基本 上处于松弛状态,也必须合上缓冲辊使带钢拉紧才能前行。 一般一组张紧辊有两只辊子,?和?相同,则: ?eTT21? ?eTT23? 即:总?eTT31? 说明使用2个辊子的效果是使总包角增加了2倍,而张力放大倍数则提高了2次方倍。如果工艺要求张紧辊对张力增加或减小的数值高于放大倍 数后的数值,则说明2辊的包角已经不够了,必须采用3辊、或4辊来增加包角,提 高放大倍数。 生产线各区域张力的产生和关系4.1开卷张力 间的张力是由于生产线运行时开卷处于发电状态,给带钢施加15 一个反方向的力 矩形成的,大小即为开卷机产生的张力值,可以用调整开卷机的电流大小来调整。 4.2活套张力 生产线建张运行时,活套电机处于电动状态,产生一个将活套小车拉 向前的力矩。但大部分情况下活套处于保持一定储存量的状态,即活套电机的速度 为零。活套电机通过减速机提供的力矩平分到各层带钢上,便使带钢拉紧形成了活 套的张力,其大小通过调整活套电机的电流来实现。 4.3脱脂张力 为了使脱脂段的 张力高于活套的张力,设置了2号张紧辊,在活套卷扬机提供了一个向前拉力的基础 上,再由2号张紧辊给带钢施加一个向前的拉力,所以脱脂段张力为活套张力和2号 张紧辊张力之和。由于活套张力必须根据活套内带钢运行的需要来给定,所以脱脂 段的张力大小采用调整2号张紧辊的张力,即2号张紧辊电机的电流来实现。 4.4 1号张紧辊是入口的速度基准辊,它是速度控制模式,即不管张力多大,都保持按给定的速度运转。所以可以调整其速度而不可以调整其电流,它 的电流是为了保证一定速度自动调节得到的所必须的电流。事实上,由于板形的原 因和张力的波动,其电流也相对会有一定的波动。 如果考虑带钢在张力作用下的伸 长,则在1号张紧辊前的卷取机上带钢的线速度低于1号张紧辊上的带钢的线速度, 而在1号张紧辊后面的2号张紧辊上带钢的线速度大于1号张紧辊的线速度。而且,除 了速度基准辊外的张力辊和开卷机上带钢的线速度也是有一定的波动的,它们的作 用是把带钢绷紧,达到一定的张力,这一点与速度基准辊是有本质上的区别的。 口段的张力是平衡的,入口活套和2号张紧辊向前的拉力,与开卷机向后的拉力两者之间差的部分即是由1号张紧辊来平衡的。入口速度辊就是在保持速度不变的情况 下,补偿张力的偏差,产生向前或向后的张力。 4.5炉区张力 活套张力较大,而炉 区带钢不能施加过大的张力,因而设计了一个3号张紧辊向前拉动带钢,抵消了一部 分活套卷扬机向后的拉力,即炉区张力是活套张力和3号张紧辊张力之差。与脱脂段 一样,炉区张力大小靠调整3号张紧辊张力,即3号张紧辊的电流来实现。 需要特别 注意的是活套内张力波动较大,这是因为一方面活套内带钢和卷扬机的钢 16 丝绳 有一定的下垂震荡的倾向,另一方面活套必须经常充套放套,即需要加速减速。而 炉内带钢的强度很低,不能承受张力的波动,极易造成很麻烦的断带事故。因而在 靠张力辊调节炉内张力的基础上,还必须进行特别的闭环微调处理,即不断的调节3 号张紧辊的张力来保证炉内张力的波动尽可能的小。 4.6工艺段张力 炉区带钢张力 较小,而工艺段需要稍大的张力,在炉内的热张辊发挥了作用,它向后拉动带钢, 使工艺段的带钢张力大于炉内的张力,即工艺段的张力是炉区张力和热张辊张力之 和。工艺段张力大小靠调整热张辊的电流来实现。 4.7光整机张力 光整机前面是整 个生产线张力最高的拉矫机,后面是张力处于中等范围的工艺段,而光整机张力介 于两者之间,因而设计了一个4号张紧辊,将带钢往后拉,使光整机张力在工艺段的 基础上有所提高,即光整机张力是工艺段张力和4号张紧辊张力之和,其大小通过调 整4号张紧辊的电流来实现。光整机大部分情况下使用压力模式,这时4号张紧辊是 张力模式。也有时使用延伸率模式,这时4号张紧辊就转为延伸率模式。其原理参见 这样,4号张紧辊也能帮助5号张紧辊辊将带钢往后拉,减小了其负荷,为带钢进入高张力的拉矫区做好了准备。 4.8拉矫机张力 5号张紧辊是工艺段的速度 基准辊,也是整个生产线的速度基准辊,我们所说的生产线速度就是5号张紧辊的速 度,而所谓的入口、出口速度与工艺段同步也就是指入口或出口的速度基准辊与5 号张紧辊同步。 5号张紧辊与6号张紧辊之间的控制也是速度控制模式,即不管张力 多大都要保证其速度,6号张紧辊快于5号张紧辊,这个速度差与5号张紧辊速度的 比值即拉矫机的延伸率,即: %100556?vvv? 拉矫机延伸率,%;5v—— 5号张紧辊的线速度,min/m; 6v—— 6号张紧辊的线速度,min/m。 延伸 率的产生在本生产线是靠同一驱动的主电机带动差动齿轮减速箱来实现的。即17 有一只副电机使6号张紧辊的减速箱输出速度比5号张紧辊的减速箱快一些。