冷轧中飞剪的控制原理

飞剪安放在轧制线的后部,将轧件切成定尺或仅切头切尾。在冷、热带钢车间的横剪机组、重剪机组、镀锌机组和镀锡机组里都配置有各种不同类型的飞剪,将带钢剪成定尺或裁成规定重量的钢卷。广泛采用飞剪有利于使轧钢生产迅速向高速化、连续化方向发展。
1 飞剪机构工作原理简图
飞剪的任务是在运动中对从轧机出来的带钢进行剪切。飞剪的传动机构和传动电动机的选择,是根据剪切带钢的断面、材质和剪切的最大速度(带钢在剪切时的运行的最大速度)来确定的。
飞剪主要由上/下剪鼓、飞剪减速机和直流电机、制动器等设备组成(见图1)。
2 飞剪控制原理
飞剪的刀片旋转速度,在剪切时与带钢运行速度同步。
飞剪刀盘上的刀刃起动角αs 时,升速到圆周速度为V u ,则其水平分量应等于或大于带钢的运行速度V w ,如下式:
V u ≥V w /cosαs
cosαs =r(h/2)/r 式中:h……带钢厚度。    r .……刀刃的半径。    αs ……剪切角。
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由飞剪的剪切力是由飞剪电动机的功率,及其传动轴系在加速时的惯量合成的。
当剪刃达到剪切开始点时速度的水平分量要与带钢同步。所以,飞剪的传动控制目标是准确升速达到带钢的剪切速度;飞剪剪切后的回位的正确停车。
3 飞剪的运动过程
飞剪的运动过程可以分为三个阶段,即启动加速段、剪切段、减速定位段。3.1 启动加速段
在启动加速段,剪刃由零速启动到与轧件线速度相同步(切头时乘以超前系数,切尾乘以滞后系数)。启动加速段的加速度可以采用定加速度方式,也可以采用变加速度方式,变加速度方式的优点是在低于最大线速度的场合,可以减小电动机的启动电流。3.2 剪切段
剪切段分为剪切前段和剪切后段。
剪切前段指当剪刃与轧件接触到上下
剪刃合口位这一过程。在这一阶段中,轧件的线速度是水平方向,而剪刃的线速度是切线的方向,因此剪刃在水平方向的分速度为当轧件直径较大时,这一因素影响是不容忽视的,否则轧件的线速度和剪刃水平方向线速度不同,轧件和剪刃之间的作用力会损伤剪刃。
剪切后段的情况与剪切前段相似,只是过程相反。这时轧件已经被切断,但是还要保持剪刃的速度与轧件相同步,直至剪刃与轧件脱离进入减速定位段。3.3 减速定位段
在这个阶段中,
控制系统由速度-电流双环控制切换为位置-速度-电流三环控制,是典型的位置闭环随动系统。位置闭环应采用比例-积分调节方式,这将使得剪刃
冷轧中飞剪的控制原理
郝艳平
(北京建龙重工集团有限公司钢铁事业部自控处  北京  100070)
摘 要:飞剪是一种能快速切断铁板、钢管、纸卷的加工设备,是冶金轧钢行业、高速线材及螺纹钢定尺剪断机,是现代轧制棒材剪断中的产品,具有耗电少、投资成本低的特点。主要用途:飞剪常用于轧钢,造纸等生产线上。关键词:工作原理  控制原理  传动  机构动作中图分类号:TG333    文献标识码:A    文章编号:1674-098X(2014)06(c)-0065-02
①作者简介:郝艳平(1982—),女,山西人,助理工程师,主要从事冷轧自动化控制系统的研究、
设计和现场实施工作。
图1 飞剪机构工作原理简
图2
(下转67页)
影响,保证了导墙爆破拆除施工时周边建筑物的安全。
4.2 爆破试验材料
爆破试验所需材料主要为火工材料,详见表2。
5 爆破试验测试
5.1 现场测试
(1)控制标准。综合分析爆破拆除时周边建筑物、构筑物及机电设备等需保护对象的破坏机理、同爆区的相对位置等因素,结合类似工程类比,提出河口水电站1#、2#导墙拆除爆破质点振动速度控制标准见表3。
(2)现场测试程序。根据起爆单响最大药量和周围建筑物分布情况,将测振传感器分别布置在被保护建筑物位置。起爆时,利用系统的自触发或手动触发功能,同时由计算机发出指令,采集系统以预置的采样频率,开始对传感器的数据进行采集。传感
图2 测试程序框图
表3 拆除爆破安全振速控制标准
防护对象名称
允许振速(cm/s)
备注
设计
校核高在成
中控室设备0.5尾水闸门  3.0  4.0近邻混凝土1012.0爆区周围民房  2.0  3.0发电厂房  5.0
10.0帷幕
5.0
图1 试验段拆除爆破孔布置示意图
器将采集到的爆破振动波转换成正比于质点振动速度的电压信号输出,经过采集系统的A/D数据采集板将电压信号转换为振动波形及数据储存在硬盘内,以供分析处理。测试程序见图2。
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(3)测试成果分析。对爆破试验取得一系列的试验数据,利用DASP数据分析平台软件进行处理分析。通过采集系统采集并存储的振动时域波形图进行时域信号的极值分析,便可得到各测点爆破振动的最大振速Vmax。将各测点的最大振速Vmax、测点距爆源的距离R以及爆破单响最大药量Q进行回归分析,求得爆破振动质点振速公式系数k,a,便可得出各类岩体,地上、地下的爆破振动质点振速公式:
()
a
R Q k V /3=
V:质点振动速度(c m /s);Q:药量
(kg);
R:爆源至测点距离(m);K,a:系数为以后的爆破施工的参数的选择提供条
件。
5.2 爆破破坏范围试验
此试验与生产同时进行,钻孔及装药时需严格控制孔深、孔间排距及装药量。并作好方位记录,装药爆破。通过对爆后现场情况进行对比分析,并依据各测点的最大振速是否满足安全要求,判断爆破是否满足规范要求。
6 试验成果
爆破结果显示,K、α为与爆破点至保
护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。试验取得k 值为109.4,α值为1.49。
7 试验注意事项
爆破试验时,对所有参加人员进行技术交底,使每个人了解试验目的、步骤及操作规程,保证试验结果可靠有效;试验时作好爆破观测器材的保护工作,作好爆破材料的管理。及时记录、整理试验数据,前一次爆破为下次爆破提供参考数据。
8 结语
进行本次爆破试验,爆破试验确定的
爆破震动衰减系数k、α值。确定适合混凝土拆除的预裂梯段爆破,控制对非开挖混凝土的破坏、扰动范围;掌握对相临建筑物的影响程度,确定爆破区地震效应参数。为1#、2#导墙下游导墙的爆破拆除科学计算活得了可靠的依据。
在停止位置没有静差,有利于剪切的准确性。但是由于传递函数阶数增加,影响稳定性,在调节器参数配置上要精确计算。
4 飞剪传动
见图2。
5 机构动作描叙
(1)根据钢卷长度和钢卷进入轧机的长度机组自动降速,在焊缝未焊缝检测器前带钢速度应小于等于过焊缝速度。
(2)由轧机入口焊缝探测器发出焊缝达到,机组开始精确计算轧机中钢带长度。
(3)机组计算动态变规格斜锲长度计
算,确定动态变规格点,或过焊缝辊缝输出点。
(4)轧机速度控制系统进入前置控制模式,厚度控制系统关闭。
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(5)各机架输出最佳板形辊缝。(6)当焊缝通过N+1机架后,机组向N 机架输出稳态辊缝,输出新窜辊值、弯辊值。
(7)当带钢焊缝进入倒数第二个机架时,飞剪夹送辊启动后,飞剪夹送辊夹紧、1#卷取机夹送辊启动后,
1#卷取机夹送辊夹紧,(2#卷取机夹送辊启动,2#卷取机夹送辊夹紧;磁性皮带启动)。
(8)机组根据人工选择飞剪剪切点的要求计算剪切时间。
(9)飞剪剪刃在未接触钢带前,飞剪应按一定加速度达到等于带钢速度。
(10)飞剪转鼓轴上装有编码器,在飞剪剪切完毕后,准确确定飞剪剪刃停机位置。
参考文献
[1] 张亮,张期.冷轧中飞剪的控制原理[J].
我不是一个坏女孩
电气开关,2003(2).
[2] 宋蕾.冷轧过程控制模型优化设定研究
[D].辽宁科技大学,2008.
[3] 丁修.轧制过程自动化|M|.北京:冶金工
业出版社,2000.
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