金属压力加工张力控制问题及对策分析

马进喜

（宿迁南钢金鑫轧钢有限公司，江苏 宿迁 223800）

根据大量的实践经验总结分析，金属压力加工产生效果非常好，实践应用价值很高，但是在具体的生产中应该做好张力参数的控制，必须要让该参数在合理的范围内，达到精确度的标准，才能保证加工效果合格，以提升生产的质量水平。但是结合目前的实际情况，金属压力加工环节，张力控制还有着一系列的问题无法解决，导致加工质量出现严重的问题，因此，需要深入研究存在的问题，总结出有效的应对措施，以更好的提升金属压力加工的效果。

1 张力控制系统总体结构分析

张力控制系统是轧制生产环节中的核心技术设备，其内部组成的复杂性较高，包含的技术种类也很多，这就导致带材压力加工的控制难度较高，所以本文具体分析张力系统总体结构，为金属压力加工质量的提升起到积极的促进作用。

图1 热轧精轧机结构图

在上图中，数字A 代表回松装置B 代表代表双腔液压缸体、1 代表液压压下系统、2 代表双腔液压缸、3 代表张力传感器、4代表减速机、5 代表活塞杆端面齿轮 。在工作中，开卷与卷取是同时开展的，且上图内的卷取辊与夹送辊组合形成的张力系统，可以实现全面的张力控制，以提升加工的效果和质量。

2 常见张力控制方法

这种方法一般包含如下两种方式：首先是直接张力控制方式，在系统中通过应用张力传感器能够直接掌握张力技术参数，金属压力加工过程中，工作人员就能够完全的掌握各项技术参数，然后通过对于实际生产中检测获取的数据与事先工艺设计中的参数，两者对比分析确定偏差数值。根据加工工艺控制偏差数据，确保该偏差参数值尽量的减小，最终达到相同的标准。其次是间接张力控制。这种情况下并不需要使用任何检测器来进行实际张力的测试，就需要通过张力设定参数，然后进行各种参数的有效分析，得出具体的数据并且进行调整，就可以保障张力有效的控制。因为间接张力控制并不会达到闭环控制的效果，所以利用电流调节的方式能够让张力达到恒定的标准，因此，该方式一般也可以叫做是补偿张力控制方式。

3 金属压力加工张力控制的问题

（1）钢材质量不过关。目前市场中所交易的金属制品种类、数量都在急剧增多，所以对于工业生产原料的质量要求也在逐步的提升，很多工业产品根本不能达到技术标准，特别是精密加工领域内，对于产品的要求在逐步的提高。金属压力加工张力控制时，钢材是极为重要的组成结构部分，一旦这一部分存在有质量的问题，或者不能达到各项技术标准，就会使得其结构质量不能符合技术标准。比如带钢生产环节中，材质相对是比较弱的，因此，就要适当的减小张力参数，以更好的预防出现严重的损坏问题。

（2）张力控制精确度较低。金属压力加工张力控制阶段，很多问题的存在就会导致张力技术参数不合格。而目前的实际控制难度是非常高的，加工要求也在逐步的提升，要采取先进措施进行张力参数精度控制以提升控制效果。但是在具体的实施环节，精度控制难以进行，特别是机械设备方面，因为参数设计有着一定的偏差，导致张力控制无法合格，严重者会导致金属压力加工事故的发生。在进行0.15mm 厚度钢板张力控制环节，在最初设定的是开卷卷取张力是0.75t，而系统参数精确度却不能达到这一要求。因此，应该做好张力控制系统的研发，进而提升总体质量水平。

4 金属压力加工张力控制的措施

4.1 金属压力加工张力控制方法

张力控制是冷轧带钢生产环节的重要控制方面，利用张力控制方法，能够使得轧制压力在合理的范围内，提升钢板板型。利用可逆式单机冷轧机进行张力控制的过程中，主要是通过轧机和卷取机来实现同时控制，要确保卷取机的工作运行正常进行，利用张力参数的控制来提升产品质量，提升系统的稳定性。张力计算过程中，要做好实际张力参数的控制，要做好闭环控制。如果是进行闭环张力控制，开卷与卷取机的电流控制有效落实能够实现张力的恒定控制，然后就是确保设备达到稳定的运行状态。卷取机设定参数过程中，要根据限幅值来进行，要从右到左逐步运行，确保二者存在必要的速度差，就可以达到张力参数的正确控制。

4.2 金属压力加工张力控制实例分析

本次实际案例分析中所采用的设备为6RA7025 全数字可逆直流调速器，配置了SPC420 软件，在T400 内可以根据需要来进行扭转补偿、卷径等方面参数的控制。卷取机总力矩计算公式如下：

MD=MO+Mf+Mt+Md

上式中：MD 为电动机总扭矩，M0 为电动机空转力矩，Mf为电动机摩擦力矩，Mt 为电动机张力力矩，Md 为电动机动态力矩。张力控制环节，，可以按照要求进行带钢张力参数的控制，其他的力矩则可以通过物理参数的控制。6RA70 调速器优化可以保证系统内的空转力矩与摩擦力矩达到精确的控制，T400 参数可以根据要求进行摩擦力矩的补偿控制。在进行控制时，卷取机要进行逐步的加速，并且保证加速环节中总力矩有着一定加速分量，就能够有效的控制张力参数波动，且波动与加速率会存在一定的差异，所可以达到精准控制标准，然后就可以实现补偿。

生产作业阶段，为了能够提升张力控制水平，应该把速度与动态补偿实现平衡。卷径会直接影响静态张力承诺书，且动态补偿精度和卷取机转动惯量会有着直接的关系，然后就是需要经过连续调整卷取半径以保证张力处于合理的范围内。主机变速的过程中，利用进行动态力矩补偿的方式，根据速度调节以计算确定应力矩。该设备在操作中，主要是通过动态力矩补偿方式来实现，为了能够让调试处理环节更加顺利，可以通过如下方式来进行，就是将齿轮机相应的600m／min 的档位转变成0.6，然后进行逻辑关系的调节，同时把卷径数据调节为1.O，H222 为O.235。参数设计环节，设定微分采样时间为5000ms，变动部分转动质量为：m277=nNrb《D4-Do4)／(29.18IDpntb。变动部分为：H228=jfnNiv/(2.865Dpntb)=0.66。

最后，要进行必要的速度与料性的控制，以使得整个轧制作业环节都能够维持稳定性标准。在该环节中，要防止出现人为干预的情况，否则将会使得系统工作精度难以保证。该阶段内，可以通过人员来进行切分孔、立箱孔的料型尺寸调整，然后可以实现各个部位精度调整，根据技术要求来实现数据微调，以保证各个部分技术参数合格，产品质量达标。

4.3 选择恰当的金属材料

金属张力加工控制中容易存在很多问题，要想确保加工质量符合技术标准，首先需要做好金属材料的选择工作，严格控制材料的质量，技术人员要充分了解金属材质的性能，然后是进行全面性的评价和分析，以达到压力加工的标准和要求，然后是进行张力控制，最终可以提升金属材料的价值，为张力控制提供良好基础，也能够消除所存在的故障和问题。保证张力控制精确度，提升金属加工技术水平，必须要做好精度控制，这要考虑到金属材料的性能然后才能确定。从金属材料特性方面展开分析，从研究结论出发，明确具体的标准和要求，可以实现家属加工技术参数的控制，能够提升总体效果，最终可以保证金属加工的精度和效果，满足当前的加工质量标准。值得注意的是在进行金属材料选择的过程中，需要对材料的规格、性能、使用范围确定后加以选择。

4.4 恰当选择加工机械设备与系统

金属加工作业方面进行分析，机械设备是核心的部件，特别是某个具体控制作业阶段，该设备在运行中关联性较强，所以在进行机具选择环节，必须要严格控制张力技术参数，同时应该确定符合要求的加工设备，这就要从如下几个方面进行：首先应该根据要求选择合适卷取机设备，该设备的影响最为直接，也最为关键，具体就是保证其不会存在任何故障问题，同时要达到型号、功率等方面的要求，还要确保运行的稳定性，进而可以提升控制精度，也能够保证加工质量的标准。夹送辊也是极为关键的设备，该设备的作用就是能够使得卷曲或者开卷可以稳定的运行，能够给测速发电机的正常工作提供良好基础条件。测厚仪的作用就是进行各个部件的厚度确定，数据测量的精确度是比较强的，从而可以使得故障的处理有序的进行，也能够避免存在重大的缺陷，最终能够让金属张力控制有效的进行。基于此，这些方面的应用可以实现自动控制系统的运行，能够达到金属压力加工的质量标准和要求，进而可以让整个加工作业环节都能够顺利的进行，也能够发挥出这些设备的价格，能够提升金属产品的质量，为整个工业领域的发展起到积极的促进作用。

除此之外，在金属压力加工环节，应该结合系统的运行需要和标准来选择使用先进的PLC 控制系统来实现自动化的控制，操作技术人员能够根据实际的需要向设备发射出控制命令，就能够指挥设备的运行，使得整个设备处于正常的工作状态之下，能够达到故障的分析和检测的标准，以促进加工过程顺利的进行。通过PLC 系统还能够实现多角度的联锁控制，进而可以准确的判定出系统存在的故障和问题，将任何故障直接反应在操作者的面前，确保操作人员可以立即发现故障问题并且采取必要的解决处理措施，有效的维护设备，使得加工可以顺利的进行，也能够避免因为设备的因素而导致加工质量无法满足要求的情况出现。

5 结语

综上所述，金属压力加工环节中，张力控制是极为重要的工作，当前有很多问题都无法彻底解决和处理，特别是控制精度的要求是很高的，这些问题都是比较普遍存在的，因此，要根据金属材料特性、设备特性、参数设计特性等方面做出严格的控制，以更好的保证金属压力加工张力参数在合理的范围内，进而能够提升加工的效率和质量，为今后金属加工领域发展起到积极促进作用。