金属带材压力加工中复杂张力控制系统的应用浅析

李巧丽

摘  要：在轧机作业中，张力控制系统是最重要的结构设备之一。张力控制系统的工作质量金属在很大程度上与带材轧制的平整度、卷紧度、表面光洁度和成品率有直接关系，这对产品的生产具有非常重要的意义。从3个方面着重对金属带材压力加工中复杂张力控制系统的应用途径进行了深入分析，以期为广大同行业者提供参考。

关键词：金属带材压力加工;张力控制系统;轧机;张力调节器

中图分类号：TG334.9             文献标识码：A               DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.150

轧机是金属带材压力加工中最主要的设备，其中，张力控制系统是最重要的组成部分之一。复杂的张力控制系统是确保带材轧制均匀、不破、卷紧、平整、表面光洁、厚度均匀和成品率高的重要工具。由此可见，张力控制系统的优劣与产品的数量、质量有直接关系。因此，不断探索金属带材压力加工中复杂张力控制系统的应用途径具有非常重要的意义。

1  复杂张力控制系统的工艺要求

要想在金属带材压力加工中有效应用复杂张力控制系统，必须严格按照复杂张力控制系统的工艺要求。在金属带材压力加工中，根据生产工艺中的相关要求，必须做好以下2项准备工作：①充分了解并掌握生产工艺中各个关键点的要求。只有这样，才能有效确保金属带材压力加工的准确性。②在加工时，最先投入工作的是开卷机，开卷机可将带材送入轧机。需要注意的是，在进行这一环节的作业时，相关作业人员必须严密观察前夹送辊流程是否保持良好的运行状态。只有这样，才能确保金属带材压力加工的顺利、稳定进行。

具体的参数要求为：采用恒张力卷取，卷筒的外径为500 mm，宽度为450 mm，卷筒部分的飞轮转矩为50 kg·m2;卷取机的轧制速度为5.0 m/s，卷取速度为1.5 m/s，开卷机的最大开卷直径为1.3 m，卷筒直径为0.5 m，卷取张力范围为8 000～80 000 N;电动机为并励式直流电动机，输出功率为145 kW，转速为0～1 500 r/min。

2  直接张力控制法

采用直接张力控制法可在金属带材压力加工中有效应用复杂张力控制系统。要想有效利用直接张力控制法，就必须注意以下2点：①在稳态轧制环节时，应主要采取直接张力控制法。实施直接张力控制法需要采用的部件主要有控制对象、张力调节器、速度调节器、电流调节器和反馈环节等。当卷取机处于正常运行状态时，建立张力后，速度调节器会被限幅，速度环会被切除，转速环起着开环的作用。此时，只有电流单环处于运作状态，张力给定电路投入，从而构成张力闭环系统。当张力环投入运行后，系统工作会处于间接张力控制状态。此时，应采用最大力矩控制方法。②当卷取机处于启动、点动或停车状态时，速度调节器会自动投入运行。此时，系统为转速电流的双闭环调速系统。另外，在金属带材压力加工中，如果发现张力不足，则必须合理调节张力，以满足加工过程中的实际需要。张力系统的控制需要双向调节的实时跟踪自适应系统完成，张力调节器的结构如图1所示。

3  间接张力控制法

采用间接张力控制法也可在金属带材压力加工中有效应用复杂张力控制系统。要想有效利用间接张力控制法，应在构建张力和消除张力的环节中充分应用间接张力控制法。目前，最典型且应用最为普遍的间接张力控制法为最大力矩法。该方法采用先升压后弱磁的控制方式，能使电动机长时间处于满磁启动状态，从而有效减少无功功率的冲击。当电动机长时间处于全电压工作状态时，能够有效提高其功率因数。当卷径和卷速在没有达到最大值的情况下，电枢电流也不会达到最大值，从而有效减少机械应力，避免机械损耗，大大延长机械的使用寿命。电动机的磁场变化范围可任意选择，不会受到卷径变化的制约，这有利于实现标准化的电动机制造。在进行轧制作业时，为了确保控制的精度，必须充分考虑加减速过程中卷取机的力矩变化，比如卷取机之间的摩擦力变化、带材与夹送辊之间的摩擦力变化和卷径的变化等，这是复杂张力控制系统设计过程中的关键问题之一。

4  结束语

综上所述，在金属带材压力加工中，张力控制系统发挥着至关重要的作用，且具有一定的复杂性。因此，在实际应用过程中，必须全面考虑各个环节，不断探索金属带材压力加工中有效应用张力控制系统的方法，以提高生产效率和产品质量。然而，要想实现这一目标，就必须严格按照张力控制系统的工艺要求，并充分利用直接张力控制法或间接张力控制法。

参考文献

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[2]曹拒荣.浅谈西门子6RA70在重卷机组中的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011，66（07）：561-563.

〔编辑：张思楠〕

Application of Pressure Processing of Complex Metal Strip Tension Control System

Li Qiaoli

Abstract： In the mill， the tension control system is one of the most important structure equipment. The working quality of the metal of the tension control system to a great extent and strip rolling flatness， roll tight degree， surface roughness and the rate of finished products has a direct relationship， it has very important meaning for the production of products. From 3 aspects of ways of application in pressure processing complex metal strip tension control system were analyzed， in order to provide reference for the Datong industry wide.

Key words： metal strip pressure processing; tension control system; rolling mill; tension regulator