铝板带拉弯矫直机熨平辊的液压控制回路设计

刁小康

[摘 要]本文先对熨平辊的工作原理、结构形式以及在铝板带拉弯矫直机中的作用进行了简要概述，然后对液压控制回路设计进行了详细介绍，并提出了优化设计方案，以供参考。

[关键词]铝板带；熨平辊；液压控制回路设计

中图分类号：S353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）06-0040-01

引言

现代拉弯矫直机正在向高速、宽幅、大卷重方向发展，厚度一般在0.1-2mm。在生产较薄带材时就需要利用熨平辊压住带材使其表面平整、张力均匀，以达到卷曲紧密、不窜层的目的。因此，熨平辊直接关系到铝板带表面质量，加强对熨平辊液压控制回路设计的研究对铝板带质量具有十分重要的意义。

1 熨平辊的原理分析

1.1 熨平辊在铝板带拉弯矫直机中的作用

熨平辊压在铝板带拉弯矫直机上，可以保证带材能够整齐紧密的卷取。通常情况下，有一定刚性的带材具有一定的厚度，卷材不用熨平辊通过卷取张力就能实现自动排气和紧密卷取，熨平辊这时只是起到辅助穿带作用。若铝板带的厚度在0.3mm以下，特别是在卷取的速度较高时，容易进入空气，出现鼓包、松卷等不良现象，从而导致带材板型的损坏。因此，为了防止空气的进入，铝带卷取时必须设置熨平辊，如图1为熨平辊工作示意图。

1.2 熨平辊的结构形式和工作原理

铝带拉弯矫机组熨平辊装置一般可以分为两种不同的结构模式：一种是摆臂式熨平辊，结构如图2（a）所示；一种是直线行进式熨平辊，结构如图2（b）所示。目前，由于直线行进式熨平辊设计新颖、结构简单、成本低等特点，成为国内外拉弯矫直机应用最广的一种熨平辊，以下将对直线进行详细分析。

通过汽缸的作用，熨平辊压靠在卷材表面，在卷取直径的增大过程中，熨平辊压在卷材表面上，而且接触点始终要靠近铝带与卷材的切点，这样有助于卷材的排气。

2 液压控制回路设计

要求熨平辊通常为摆臂式设计，不工作时抬起，工作时压下，为熨平状态。熨平辊油缸为塞腔进油压下，杆腔进油抬起。一般情况下对熨平辊的液压控制回路会要求：（1）熨平辊在卷材上的作用力可以调节，并且调整过后要保持恒定不变；（2）熨平辊油缸动作平稳，其运动速度可以调节；（3）要满足熨平辊三个工作过程（压下、熨平、抬起）。在设计过程中，其重难点是要保持熨平辊作用在卷材上的熨平力恒定不变。因此，要进一步分析其工作特点，以满足上述要求。

3 液压控制回路设计方案

熨平輥的操作主要由压下过程、熨平工作过程、抬起过程和停止4个动作组成。通过对熨平辊工作特点的分析，我们设计熨平辊的液压控制回路如图3所示。这个设计方案控制原理清晰，回路简洁，采用一个回路实现多个回路的组合动作，既降低了成本，又优化了所控制回路。

3.1 压下过程

卷取开始时，熨平辊压下，压住料卷端头。此时①的电磁铁a带电，④的电磁铁a，b带电，③固定电压控制，压力油经①，进入控制回路右边回路，经③减压后，由右边回路进入⑦塞腔，使熨平辊压下，⑦杆腔回油经回路左边回到油箱。

3.2 熨平过程

卷取时，熨平辊紧紧压住料卷，并保持熨平力基本恒定。④的电磁铁a，b带电，③可调电压控制，压力油通过①的中路，一路进入控制回路右边回路，经③减压后，由右边回路进入⑦塞腔；另一路进入控制回路左边回路，经②减压后，由左边回路进入⑦杆腔，使杆腔有一个稳定的低压。通过③的压力调节，控制⑦的输出压力满足使用要求。

3.3 抬起过程

卷取完成后，熨平辊抬起，以便卸卷等操作。此时①的电磁铁b带电，电磁换向阀电磁铁③的a，b带电；压力油由①的右路进入，经②减压后，经回路的左边回路进入⑦杆腔，使熨平辊抬起，⑦塞腔回油经控制回路的右边回路无压流回油箱。

在熨平辊的液压控制回路中，以下3个阀发挥着重要作用，要进行特别说明。（1）减压阀②由于熨平辊的自身重力较大，大于所要求的熨平力，在卷取开始时，油缸需提供反向的拉力，才能使熨平力符合要求。这就需要在油缸的杆腔提供一个较小的压力，来减小熨平辊自重产生的熨平力，在回路中加入该减压阀可以使设计满足要求；（2）比例减压阀③比例减压阀在熨平过程中用于精确控制熨平力，是该液压控制回路的关键液压元件，对比例减压阀的控制直接影响到带材的熨平质量。首先根据带材厚度及宽度，计算出不同规格带材所需的熨平力，然后再根据卷材不同卷径所对应的油缸推力作用、熨平力方向及熨平辊自重分析，将油缸推力计算出来，并将其优化成一条卷径-推力曲线，并将该曲线转换成③的输入信号曲线，输入程序器，使③可以在卷取过程中根据卷径大小自动输出熨平辊所需油压，从而保持恒定的熨平力。此外，为避免活套运行过程中钢丝绳出现异常（脱出滑轮组），必要时可增加拨绳机构；（3）钢丝绳固定端设计要设有调整装置，该装置要以足够的操作空间为基础；（4）配重行程要考虑小车极限位，且尽可能靠近基坑底部，以便于安装；（5）可靠的导向机构也是配重运行需考虑的因素，防止配重剐蹭活套塔钢结构或旋转。

结束语

近年来，随着人们对拉弯矫直机熨平辊的液压控制回路设计进行不断的优化和调试，使其达到了理想运行效果，并得到了广泛应用。熨平辊的广泛应用不仅提高了企业的经济效益，也极大的降低了废品量，具有很好的发展前景。

参考文献

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