配有液压助卷辊的热带钢卷取机的学习与研究.docx

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配有液压助卷辊的热带钢卷取机的学习与研究

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论文导读：热轧带钢卷取机助卷辊的作用是促使带钢在卷筒上形成带卷。目前，先进的热轧带钢生产线均采用全液压卷取机，高性能的助卷辊自动跳步控制（AJC）也随之推广应用。热轧带钢卷取机采用响应速度快、控制精度高的液压缸驱动后，可以使助卷辊AJC跳步控制有效实施，，并由此大大提高了带钢表面质量。

关键词：助卷辊，跳步控制，表面质量

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热轧带钢卷取机助卷辊的作用是促使带钢在卷筒上形成带卷。通常由3个助卷辊组成，顺着卷取方向由密到疏进行配置，即1#、2#助卷辊相距较近，而2#、3#助卷辊相距较远。这种布置较沿卷筒圆周均匀配置更合理，由于带钢在一整卷卷取过程中，开始卷取较为困难，因此带钢弯曲成卷主要由1#和2#助卷辊完成，3#助卷辊只起导向和克服弹性变形的作用。

助卷辊与卷筒的辊缝位置通常根据带钢厚度等因素预先设定。带钢头部通过助卷辊时，助卷辊给带钢施加适当压力，帮助带钢环绕卷筒弯曲，随着带钢的环绕，钢卷直径逐步增大，导致了助卷辊在圈数变化时与带钢头部位置产生压痕。发表论文。

目前，先进的热轧带钢生产线均采用全液压卷取机，高性能的助卷辊自动跳步控制（AJC）也随之推广应用。

AJC控制带钢头部从夹送辊到卷筒卷取成形并避免压痕。基本控制思想为:当带钢头部接近某助卷辊时，在辊缝设定基础上增加一个附加值，助卷辊自动跳起，以保证带钢和助卷辊之间开度大于带钢厚度，待带钢头部通过后，辊缝减为设定值，再次返回压靠状态，重复以上步骤，直至张力建立，助卷辊打开，从而避免碰撞，减少压痕。

1.机械结构设计

助卷辊系统由液压缸、助卷辊、护板、辊架组成。

1.1液压缸最大夹紧力计算

夹紧力的计算还要考虑缸的回油腔油压因素，但由于相对影响较小可以忽略不计，根据公式F＝（πD2P）/4

已知活塞直径D=220mm=0.22m

工作压力Pmax=210Bar

通过公式换算1Bar=105N/m2

计算夹紧力为Fmax≈798KN

1.2助卷辊数量、规格尺寸

该卷取机是采用3式，其规格尺寸Φ380×1700mm，硬层半径方向为1.3mm，电机规格0—43KW，辊子线速度Vmax=16m/s

2.液压系统设计

2.1液压系统由伺服阀控制系统和独立的普通电磁换向系统组成

每个助卷辊都由一个长行程的液压缸来驱动，在液压回路中，安有伺服阀，可以控制助卷辊的位置和方向以及压紧力，压力由缸两侧的压力传感器来检测。在伺服阀之前，安有先导单向阀，开关通往伺服阀的油路。先导单向阀由一个电磁阀来控制，此单向阀只有在电磁阀得电状态时才打开，然后才能有动力油通过伺服阀。和每个伺服阀并联另外一个电磁阀，它是在伺服阀出故障时，紧急操作使用，但电气控制它只能使助卷辊打开，而不能使助卷辊合抱，因为这会对辊和卷筒和液压缸有破坏作用。蓄能器被直接安装在系统中，它能稳定系统压力，使辊缝设定系统在参考值变化时总有同样的反应时间。

2.2伺服阀型号及功能叙述

该系统使用的伺服阀型号为4WSE3EE25-2X/500B9-315K9EV，伺服阀为电控制，3级伺服方向阀，主要用于位置、力和速度闭环控制，它由2级先导阀、在阀套内带主控制阀芯的主级（第3级）、感应式位移，传感器和内置放大器组成。通径为25，阀内带内置放大器，电流给定值为±10mA/1kΩ，阀芯遮盖量为0-0.5%，负遮盖。先导阀(第二级)由电机械转换器(力矩马达)、液压放大器和在阀芯内的先导控制阀芯组成。阀芯通过机械反馈杆连接到力矩马达上。在力矩马达的线圈输入一电信号，通过电枢的永久磁铁产生一个力，这个力达到扭矩管上产生一个扭矩。通过一销子与扭矩管相连接的挡板就离开两个控制喷嘴之间的中间位置，这样就导致一个压力差，作用在控制阀芯的端面。压力差使得阀芯移动，压力腔连到一执行器上，同时其它执行器油与回油腔相通。先导阀阀芯通过一反馈弹簧（机械反馈）连到喷嘴挡板和力矩马达上。控制阀芯不断改变位置，直到通过反馈弹簧的反馈和力矩马达的电磁转矩相平衡，喷嘴板系统的压差变为零。先导控制阀芯的行程以及由此通过先导控制阀的流量实现了闭环控制，都与输入信号成正比。不管如何考虑，流量由压差决定。在主级中主控制阀芯通过先导控制阀推动，它的位置由感应式位移传感器得到。发表论文。位移传感器信号与给定值在内置放大器内进行比较。任意控制偏差被放大并作为控制信号传递到先导级，先导控制阀运动，主控制阀芯重新定位。主阀芯的行程，进而伺服阀的流量被闭环控制调节成与给定值成比例。阀的零点可以通过外部电位计进行调节。

2.3在卷取机助卷辊液压踏步控制系统

位置控制的主要目的就是当带钢头部到达助卷辊前，使助卷辊踏起一个适当的距离，而压力控制的主要目的是，当带钢头部离开助卷辊后，助卷辊快速压向钢卷，并且保证一定的稳定压力。助卷辊位置