鋼板開(kāi)卷系統(tǒng)卷徑算法的研究

摘要：介紹了鋼板開(kāi)卷系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理，提出開(kāi)卷機(jī)卷徑的原有計(jì)算方法的不足并進(jìn)行了改進(jìn)。本文設(shè)計(jì)的開(kāi)卷裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于引料和開(kāi)卷，開(kāi)卷精度高等特點(diǎn)，廣泛適用于中小型企業(yè)。

關(guān)鍵字：壓緊裝置；開(kāi)卷；壓輥

1 引言

鋼板冷軋、熱軋生產(chǎn)線上，開(kāi)卷剪切落料線是對(duì)金屬卷料進(jìn)行開(kāi)卷、校平（包括精校、粗校）、剪切（包括橫剪、縱剪）、垛料打包的組合加工設(shè)備。廣泛應(yīng)用于家電、汽車(chē)、集裝箱、食品包裝、建筑、造船、鍋爐等金屬板材加工行業(yè)。特別是近年來(lái)，家電、汽車(chē)等行業(yè)的飛速發(fā)展，需要大量的薄板材料，而這些材料大都是卷材，所以開(kāi)卷校平生產(chǎn)線的市場(chǎng)情況非常好。但是，生產(chǎn)高精度的開(kāi)卷校平組合加工設(shè)備，特別是生產(chǎn)高技術(shù)的CNC的控制開(kāi)卷校平生產(chǎn)線在國(guó)內(nèi)還很少，只是少數(shù)幾家重型企業(yè)或鍛壓行業(yè)的企業(yè)生產(chǎn)普通型的生產(chǎn)線設(shè)備，所以應(yīng)盡快開(kāi)展這方面研究工作，本文就開(kāi)卷線的設(shè)計(jì)提出一些改進(jìn)設(shè)計(jì)。

2 開(kāi)卷系統(tǒng)的概況

2.1 開(kāi)卷系統(tǒng)的構(gòu)成

開(kāi)卷機(jī)主要由機(jī)架部分、主軸部分、主傳動(dòng)部分與底座構(gòu)成。

機(jī)架部分主要支撐主軸，有液壓系統(tǒng)控制下，油缸推動(dòng)主軸在底座上橫向滑動(dòng)，主要調(diào)整鋼卷處于生產(chǎn)線的中部，同時(shí)便于鋼卷

下料。

主軸部分為該機(jī)的核心部分，其四扇塊通過(guò)T型斜塊與滑套相連，并同時(shí)套在空心主軸上。芯軸與滑套相連，油缸控制芯軸運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)四扇塊擋盤(pán)同時(shí)漲開(kāi)和收縮。這樣當(dāng)扇塊收縮時(shí)，有利于上卷；當(dāng)扇塊漲開(kāi)時(shí)，可將鋼卷漲緊，使主軸在帶動(dòng)鋼卷旋轉(zhuǎn)時(shí)不致產(chǎn)生打滑，并且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。另外，主軸尾部還安裝有制動(dòng)裝置，以防止生產(chǎn)線停車(chē)時(shí)鋼卷的慣性旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致散卷。

主傳動(dòng)部分主要由液壓馬達(dá)通過(guò)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)齒輪副傳動(dòng)，傳動(dòng)軸上安裝由氣缸控制的離合器。

2.2開(kāi)卷系統(tǒng)的工作原理

工作原理示意圖如圖1所示（以雙錐頭式開(kāi)卷機(jī)為例）：

圖1 開(kāi)卷機(jī)開(kāi)卷原理示意圖

主軸（一）在車(chē)輛油缸的控制下左右移動(dòng)，使錐體遠(yuǎn)離或壓緊鋼卷，實(shí)現(xiàn)鋼卷的上卷或壓緊。上卷時(shí)，車(chē)輛油缸的活塞向左移動(dòng)，帶動(dòng)主軸（一）進(jìn)而帶動(dòng)左邊的錐體左移，留出足夠的上卷空隙，上料車(chē)這時(shí)把鋼卷提升送進(jìn)，車(chē)輛油缸活塞右移壓緊鋼卷。圖1右下角的手柄為制動(dòng)手柄，當(dāng)開(kāi)卷機(jī)欲停止工作時(shí)，調(diào)整手柄可以實(shí)現(xiàn)停車(chē)。壓緊后，鋼卷與兩塊錐體連成一體，電機(jī)提供的動(dòng)力傳到主軸（一）上，軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)錐體及中間的鋼卷旋轉(zhuǎn)，鋼卷即可以打開(kāi)。

3 開(kāi)卷機(jī)卷徑計(jì)算

在原有的計(jì)算基礎(chǔ)上，提出一種實(shí)用的、基于軟件編程的、能提高卷徑計(jì)算準(zhǔn)確的方法，在很大程度上減少了打滑現(xiàn)象等現(xiàn)象引起的卷徑計(jì)算偏差。

因此，為了提高開(kāi)卷卷徑的計(jì)算精度，在計(jì)算程序中引入一個(gè)卷徑變化量，它反映了在采樣周期內(nèi)卷徑計(jì)算值最大可能的變化幅度。

式中：

h——開(kāi)卷鋼材的厚度

△T——程序采樣周期

P——卷材的占積率，一般取0.95

C——修正系數(shù)，以確保一般取1.2

計(jì)算中，在卷徑變化的方向上，以上一次卷徑計(jì)算結(jié)果為起點(diǎn)做一個(gè)寬度為△T的區(qū)間，這個(gè)區(qū)間在卷徑變化方向上移動(dòng)。如果用上式計(jì)算得本次卷徑計(jì)算值在這個(gè)區(qū)間范圍內(nèi)，則用它作為本次卷徑計(jì)算，這樣區(qū)間和卷徑的計(jì)算值是同步變化的；如果用上式計(jì)算出的本次卷徑值不在這個(gè)區(qū)間范圍內(nèi)，程序則會(huì)用接近他的值來(lái)作為本次卷徑計(jì)算結(jié)果。

這個(gè)計(jì)算結(jié)果被用于張力控制中，也被用于下一次計(jì)算的區(qū)間的起點(diǎn)，可以限制卷徑計(jì)算程序的第一次計(jì)算時(shí)，以初始卷徑作為起點(diǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，要保證一個(gè)軋鋼生產(chǎn)線順利進(jìn)行，精整的開(kāi)卷系統(tǒng)是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。經(jīng)過(guò)以上新的計(jì)算方法的處理，每次計(jì)算值的允許變化量最大為△T最小為0，可以限制卷徑計(jì)算值不會(huì)突變和反向變化，使得卷徑計(jì)算結(jié)果反映實(shí)際卷徑變化規(guī)律，從而也提高了整個(gè)開(kāi)卷機(jī)的精度，使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加完善。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

逄玲（1982—），女，本科，山東萊州人，煙臺(tái)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)校，研究方向：機(jī)械制造及自動(dòng)化。