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500mm拉伸彎曲矯直機技術(shù)的改造方案

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隨著(zhù)產(chǎn)品結構的調整以及產(chǎn)品品種的擴大，需要改產(chǎn)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(chǎn)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(cháng)，此外，還會(huì )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(yè)生產(chǎn)的需要，而且原始設計資料不全，技術(shù)改造難度較大。更重要的是，所生產(chǎn)的產(chǎn)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(chǎn)品矯直精度的要求也大大提高了。在這種狀況下，通過(guò)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(shí)對帶材進(jìn)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(guò)屈服極限而產(chǎn)生延伸；經(jīng)過(guò)反復多次的拉伸、彎曲后，使帶材產(chǎn)生一定的塑性延伸，彈復后帶材縱向纖維達到相同長(cháng)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(chǎn)生的縱向卷曲無(wú)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(jìn)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(kāi)發(fā) 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(chǎn)生反復彈塑性彎曲變形，每經(jīng)過(guò)一次反彎曲后，板帶材彈性回復，就會(huì )消除一部分彎曲應力，經(jīng)過(guò)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(lián)合作用之下產(chǎn)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(kāi)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(guò)蝸輪蝸桿減速器進(jìn)行上下升降，實(shí)現輥縫的調整；上輥系固定在上機架上。上、下機架通過(guò)鉸鏈聯(lián)接。通過(guò)液壓缸驅動(dòng)實(shí)現上機架的擺動(dòng)來(lái)完成輥縫的快速打開(kāi)，以便于穿帶；通過(guò)蝸輪蝸桿減速器驅動(dòng)上輥系傾斜機構，實(shí)現上輥系相對于下輥系的傾斜。 (3)接中間套鼓形齒聯(lián)軸器的應用 前、后張力輥為集體傳動(dòng)，由一臺主電機驅動(dòng)。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(cháng)了兩個(gè)傘齒輪箱的距離。齒輪箱之間的聯(lián)接原為軸套聯(lián)接，這種聯(lián)接為剛性聯(lián)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(lián)軸器。這種聯(lián)軸器具有兩軸線(xiàn)相對位移補償的特點(diǎn)，對安裝精度要求低，轉動(dòng)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(dòng)化水平及改進(jìn)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(jīng)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(chǎn)品精度及機組的自動(dòng)化程度。另外，對矯直機工作輥的裝配方式進(jìn)行了改進(jìn)，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(dòng)裝置和可編程序控制器組成。開(kāi)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(dòng)，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(diǎn)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(dòng)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(wǎng)絡(luò )，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(guò)通訊總線(xiàn)傳達到直流調速裝置，實(shí)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(tài)和參數也可以通過(guò)總線(xiàn)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(shí)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(kāi)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(hù)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(shí)間。拉矯機組的帶材延伸率控制是通過(guò)控制主機電動(dòng)機和調節機電動(dòng)機的轉速來(lái)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(huán)控制改為開(kāi)環(huán)控制，大大簡(jiǎn)化了控制系統，取得了良好效果。(圖/文www.fmrose.com)

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