850mm六辊可逆冷轧机开卷机直流调速系统课程设计

摘要

此次课程设计题目《850mm六辊可逆冷轧机开卷机直流调速系统》，核心落在转速、电流双闭环逻辑无环流调速系统的设计，是基于本学期所学课程《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》的一次学以致用的深入拓展。

本文针对直流调速系统进行调速设计。尽管近年来，电力电子变换器中以晶闸管为主的可控器件已经逐步被功率开关器件所替代；伴随着变换技术由相位控制转向脉宽调制（PWM）；交流可调拖动系统正逐步取代直流拖动系统，但是直流拖动本身具有理论和实践都很成熟的优势，我国早期的许多生产设备均采用直流拖动系统短时间内不会淘汰，而且直流电机原理相对简单易懂，因而对于初学者而言，直流调速还是很有实际意义的。

从生产机械要求的控制物理量来看，电力拖动自动控制系统分为调速系统、位随系统、张力控制系统、多电机同步控制系统等多种类型；按照调速方式大致可分为开环调速和闭环调速两大类，开环系统结构简单、易于实现、维护简单，但是其静特性与动态特性往往不满足生产和控制要求，而闭环系统尤其是双闭环调速系统具有良好的静特性和动态特性，采用PI调节器时可实现转速无静差以及电流无静差。

本次设计包括各元器件的参数配合与选择、调速方案的设计、整体电路图的绘制等，同时考虑到调速系统实际运用于六卷可逆冷轧机开卷机，各参数与方案都按照实际工程需要设计。

关键字：转速环、电流环、双闭环调速、逻辑无环流、DLC、开卷机、六辊、晶闸管

绪论

薄板、带钢的生产技术是钢铁工业发展水平的一个重要标志。冷轧钢板的生产主要是采用3~6机架的多辊冷轧机，特点是生产率高，机械化、自动化程度高，产品质量好。连轧机仅适用于产量大，品种规格单一的钢种冷轧生产，而对于生产量较小、质量要求较高、品种规格复杂的高合金钢和合金冷轧带材，采用连轧机并不恰当，而大多采用多辊可逆轧机。

带钢冷轧机生产线上除了五机架连轧机主体设备外，还包括头部的上料设备、开卷机以及尾部卷取机，有的在轧制头部还有矫直机、焊接机以及活套等设备。这些设备要要步调一致，密切配合，以保证连轧机位置控制、厚度控制、张力控制、速度控制以及板形控制的顺利进行。五机架冷连轧机的出现必须有自动控制和以计算机技术为基础。

冷轧机最初是在二辊、四辊基础建立起来的，科学技术和工业的发展需要极薄带材，原有低辊数轧机已经不能满足要求，因为轧辊本身的弹性压扁值往往比所需轧制带材厚度还要大，而轧辊的弹性压扁是与辊径成正比的。当轧辊材质一定时，要降低轧辊弹性压扁就必须减小辊径，而辊径的减小又会出现刚性不够的矛盾。为此，多辊轧机出现以提供良好刚性的塔形支撑辊系。多辊轧机发展很快，根据加工工艺要求，有八辊、十二辊、二十辊等。

开卷机作为连轧设备的首端，需要可逆工作，既需要转速控制又需要张力控制。当开卷机工作于换卷引带或断带时，系统外环即速度环调机器投入工作，这是一个速度调节系统；当带材咬入后，产生张力，使ASR的反馈小于给定值，处于饱和状态，其限幅值就是张力给定值，系统作为一个恒功率调剂系统而工作，维持张力恒定。本设计采用转速、电流双闭环逻辑无环流调速。

第一章设计参数和要求

第二章各功能模块器件选择

开卷电机的选择 (5)

整流方案的选择 (5)

晶闸管的选择 (6)

交流进线电抗器的选择 (6)

变压器容量的选择 (7)

晶闸管的保护 (7)

开卷电机的过电流保护，串联熔断器 (9)

晶闸管冷却风机的选择 (9)

励磁回路 (10)

交流电流互感器TA (12)

测速发电机 (12)

给定电路 (13)

低压直流源设计（±24V） (13)

空气开关的选择 (13)

第三章双闭环调速系统的设计

典型转速、电流双闭环调速系统结构 (14)

典型转速、直流双闭环调速系统的设计 (14)

ACR(电流环调节器)的设计 (14)

ASR(转速环调节器)的设计 (18)

第四章逻辑无环流系统的实现

典型逻辑控制的无环流可逆调速系统 (24)

无环流逻辑控制环节DLC (24)

晶闸管集成触发器 (28)

第五章开卷机张力控制

开卷机张力控制系统 (31)

第六章辅助电路

辅助电路结构以及作用 (32)

第七章操作电路

操作结构以及作用 (32)

总结 (33)

参考文献 (34)

第一章设计参数和要求

一、设计内容及要求：

（一）、系统各环节选型

1、主回路方案确定

2、控制回路选择

（二）、主要电气设备的计算和选择

1、晶闸管整流元件：电压定额、电流定额计算及选择

2、系统各主要保护环节的设计：快速熔断器计算选择、阻容保护电路选择

电流环超调量：σi≤5%

转速环超调量：σn≤10%

允许过载倍数：

三、设计环境

主要由主电路和控制电路组成，主电路由开关、交流接触器、晶闸管整流装置和保护器件组成、控制电路主要由运算放大器构成的控制器组成。

第二章各功能模块器件选择

开卷电机的选择

850mm六辊可逆开卷电机：

数量1，DC电机

上海南洋Z4系列

额定电压：440V，额定电流：400A，额定功率：168kW，电机转速：500/900 rpm 绝缘等级：B级

工作制：S1

过载倍数：

冷却方式：自带通风机强迫风冷

特性：电枢可不加平波电抗器，调速范围广，过载能力强，可弱磁调速

整流方案的选择

采用反并联三相全控整流桥。

无环流工作，任何情况下只允许一组整流器工作，而另一组必须被封锁，以保证不出现环流，通常采用如图2-1所示反并联可逆线路。

图2-1 反并联三相全控整流桥

晶闸管的选择

晶闸管额定电压U RRM

电压的影响，由技术手册，对于三相桥式整流线路晶闸管可按如下表格选取

由电机额定参数：U N=440V , I dN=400A

查表选择U RRM=1500V，二次相电压有效值为460/√3 =266V

晶闸管通态平均电流I T（AV）

I T（AV）≥～K IT·I dmax

K I·n p

K IT：电流计算系数，查表取K IT =

n p：晶闸管并联数,取n p =3

K I：均流系数，一般取K I =～

I dmax：最大整流电流值，取I dmax =λI N ==600A

代入计算：I T（AV）≥0.367x600

0.8x3

=184A

保证留有裕量，取I T（AV）=200A

晶闸管型号的选择

综上，晶闸管型号选取KP300-15

交流进线电抗器的选择

由技术手册，单机容量在500kW以下的中小容量装置，可用几台组成一组，用公用变流变压器供电，每台晶闸管装置通过图2-2所示交流电抗器供电，其主要作用:

1、限制晶闸管导通时的di/dt以及限制变流装置发生故障和短路时短路电流的上升速率。

2、改善电源电压波形，消除变流器运转时对电源系统的公害。

图2-2 交流进线电抗器交流电抗器的电感量计算公式为：

0.04U

VФ

2πfx0.816I dN

x103 = 0.04x265

2πx50x0.816x400

= mH，取

变压器容量的选择

一次容量（VA）S1= m1K IL

K UV U d0I dN= 3x0.816

2.34

x594x400=248566 VA

二次容量（VA）S2= m2K IL

K UV U d0I dN= 3x0.816

2.34

x594x400=248566 VA

等值容量（VA）S T= 1

(S1+ S2)=248566 VA

U d0—空载整流电压

m1、m2—变压器一、二次绕组相数，对于三相全控桥m1=m2=3

查技术手册，变流变压器容量取250 kVA

晶闸管的保护

晶闸管换相过压保护，并联RC阻容电路

图2-3 晶闸管换相过压保护

由于载流子的集蓄效应，当晶闸管在反压下载流子迅速消失恢复阻断时，电路中感性成分会使得器件两端出现换相过电压。对于三相桥式整流电路，在中小功率的变流装置中，由经验一般选取C=～μF，R=10～40Ω

本次设计中取C=μF，R=40Ω

晶闸管过电流保护，整流桥臂添加快速熔断器

图2-4整流桥臂串熔断器过压保护熔体额定电流I re≥I ge ==300A,取350A

熔体额定电压U re≤F

√2 K2 = √2 X460

√2 X1.5

=307V，取300V

选型：RN1-1 / 350 -500 ，为户内式。

额定电压1kV、额定电流350A 、断开容量为500MVA。

整流装置过电压保护，交流侧整流式阻容保护

图2-5 整流式阻容过压保护电路

三相整流式阻容保护电路，过压时电压充入C储能，过压过去后C通过R2放电耗能。u k%--变压器短路比，对于10~560kVA的三相变压器，取5~10，本设计取10

i o%--变压器激磁电流百分数，对于10~560kVA的三相变压器，取4~10，本设计取10 S --变压器每相平均计算容量，取1/3S2=1/3x250=83kVA=83000VA

U2–变压器次级相电压有效值，取266V

变压器次级Y 接时，C ≥6i o %S U 2

=6X10X 83000

266 =μF ，取75μF 电容耐压≥U 2 ==399V

R1≥U 2

2S √uk%io% =

266x26683000√10

=Ω，R1取3Ω

3C X 104＜R2≤1

X 106，即45Ω～Ω，R2取2 k Ω 开卷电机的过电流保护，串联熔断器

图2-6 开卷电机串熔断器过电流保护

考虑到躲过电机启动电流，对于频繁启动的开卷机，按经验公式取：

I Fe = （～） I dN = ～X400 = 600～1400A

本次设计取I Fe =1400A ，选型：RN1-1 / 1400 -500。

晶闸管冷却风机的选择

由于大功率晶闸管工作过程中会产生大量热量，如不及时散热将会烧毁晶闸管，因此冷却风机的配备是必须的。由于冷却风机工作要求低，此次设计选取Y 系列低压三相异步电机，容量2kW ，调速范围750～3000 rpm ，工作电压380V ，全封闭自扇冷。

图2-7 晶闸管散热冷却风机

断路器QF的选择

根据技术手册，选择一般型DW16，低压断路器（空气开关）主要用在不频繁操作的低压配电线路中做电源开关使用，当发生严重过流、过载、短路、断相、漏电等故障时能自动切断电路，起到保护作用。

已知风机容量2kW，工作电压380V，求得风机工作电流约为5A，由此取断路器工作电压U e=380V，I e=10A。

接触器KM的选择

选择3TF系列，工作电压380V，工作电流9~400A，适用于控制交流电机。

热继电器FR的选择

由技术手册，选择3UA系列热继电器与3TF系列接触器配套使用。

熔断器器FU的选择

选择RCIA系列插入式熔断器，工作电压380V，工作电流200A内。

励磁回路

弱磁调速原理（弱磁升速）

在他励直流电动机的调速方法中，如果需要从基速向上调速，则要采用弱磁调速的方法，通过降低励磁电流，以减弱磁通来提高转速。转速越高，磁通越弱，容许的转矩不得不减少，转矩与转速的乘积则不变，即容许功率不变，是为“恒功率调速”。

在基速以下调压调速时，保持磁通为额定值不变；

在基速以上弱磁升速时，保持电压为额定值不变。

弱磁升速时，由于转速升高，使转速反馈电压也随着升高Un，因此必须同时提高转速给定电压Un*，否则转速不能上升。

独立控制励磁的调速系统

图2-8 独立控制励磁的调速系统结构

RP2 ——给定电位器AFR——励磁电流调节器

VFC——励磁电流可控整流装置

工作原理：

在基速以下调压调速时，RP2不变保持磁通为额定值，用RP1调节转速，此时，转速、电流双闭环系统起控制作用。

在基速以上弱磁升速时，通过RP2减少励磁电流给定电压，从而减少励磁磁通，以提高转速；为保持电枢电压为额定值不变，同时需要调节RP1 ，以提高电压。

励磁电流可控整流装置

1.可控整流结构

2-10 励磁回路可控整流结构

采用单相桥式全控整流电路给励磁回路供电，Ud=U2cosα。

2.可控整流结构触发电路

晶闸管可控触发装置采用TC787，后面有详细介绍，此处不再赘述。

交流电流互感器TA

图2-13 交流互感器TA原理图

交流电流互感器常用来检测三相交流电流幅值，电流互感器是电流源，二次电流按匝数比输出。交流电流互感器常接在整流装置交流进线侧，通过测量进线电流来获得整流后直流I d的信号，计算值为

U =（N1/N2）RP·Id

N1/N2—互感器一、二次绕组匝数

RP —检测整流桥的负载电阻

公式中无整流系数，因为主整流桥和检测整流桥系数相互抵消。

测速发电机

图2-14 测速发电机原理图

将直流测速发电机与待测电动机同轴相连，则发电机输出的是与电动机转速成比例的直流电压，其极性反映转向，用取样电阻RP即可取得转速反馈信号Un。

本次设计选取型号ZYST-A系列测速系永磁式直流，，用以测量旋转体的转速，亦可作速度讯号的传送器。本系列测速在负载电阻为恒定值的情况下，其输出电压是转速的线性函数，正反方向的输出特性是对称的；安装方式为机座底脚式、端盖凸缘式、机壳外圆式三种；具有线性误差小，运行安全可靠，体积小，重量轻、噪音低、振动小、使用维护方便等特点。

给定电路

图2-15 给定电路原理图

由电位器RP1、RP2可调节给定Un*输入的幅值：-12V~+12V，通过选择开关S1、S2可以选择给定值得正负以及实现阶跃输入。

低压直流源设计（±24V）

电路中给定环节等需要稳定的低压直流电路供电，电压为±24V，设计如下：

图2-16 低压直流源电路原理图

7815、7915为稳压芯片，1口进、2口出、3口接地。

C1~C7为滤波电容。

断路器（空气开关）的选择

1.开卷电机额定电流400A，于是选型：DW17-500，留有裕量，主电路断路器额定电流500A。

2.风机额定电流5A，于是选型：DW17-10，留有裕量，风机电路断路器额定电流10A。

第三章双闭环调速系统的设计

典型转速、电流双闭环调速系统结构

图3-1转速、电流双闭环直流调速系统

ASR—转速调节器 ACR—电流调节器 TG—测速发电机

TA—电流互感器 UPE—电力电子变换器

典型转速、直流双闭环调速系统的设计

先不考虑无环流，只设计双闭环系统。

设计的一般原则：“先内环后外环”。

从内环开始，逐步向外扩展。在这里，首先设计电流调节器，然后把整个电流环看作是转速调节系统中的一个环节，再设计转速调节器。

T s+1

图3-2 转速、电流双闭环调速系统动态结构图

ACR(电流环调节器)的设计

（一）、总体设计步骤：

1.电流环结构图的简化

2.电流调节器结构的选择

3.电流调节器的参数计算

4.电流调节器的实现

（二）、电流环（ACR）的等效化简过程：

1. 忽略反电动势的动态影响

在按动态性能设计电流环时，可以暂不考虑反电动势变化的动态影响，即

E ≈0。这时，电流环如下图所示：

图3-3 忽略反电势后系统动态结构图

2.等效成单位负反馈系统

如果把给定滤波和反馈滤波两个环节都等效地移到环内，同时把给定信号改成Ui*，则电流环便等效成单位负反馈系统，如下图：

图3-4

等效为单位负反馈后系统动态结构图

3.小惯性环节近似处理

最后，由于Ts 和 Toi 一般都比Tl 小得多，可以当作小惯性群而近似地看作是一个惯性环节，其时间常数为

T ∑i = Ts + Toi

图3-5 电流环最终简化框图

校正成典型I 型后框图

图3-6 ACR 校正为I 型后框图

ACR

U c (s )

K s /R

(T s s+1)(T l s+1)

I d (s )

U *i (s )

T 0i s+1

（三）、参数设计过程： 1. 确定时间常数

（1）整流装置滞后时间常数Ts ，三相桥式电路取平均失控时间，即Ts= （2）电流滤波时间常数Toi

三相桥式电路每个波头时间为，为了基本滤平波头，应有（1～2）Toi=，取Toi=2ms= （3）电流环小时间常数之和T ∑i=Ts+Toi= 2. 选择电流调节器结构

突出跟随性，按典型I 型系统设计电流调节器，又电流环控制对象是双惯性的，为保证稳态电流无静差，因而采用PI 调节器，其传递函数为：

式中 Ki — 电流调节器的比例系数

τi — 电流调节器的超前时间常数

τi=Tl ， KI=Ki·τi·R Ks·β

3. 计算电流调节器参数

按照西门子“最佳整定”构造“二阶最佳系统”，同时参照设计要求电流环超调量： σi ≤5% (1)查表可知，取KI ·T ∑i = (2)三相桥式整流电路总电感量L=

U V Ф

Idmin = 265

0.1x400 = mH 电枢回路总电阻R ，取R=Ra+Rad=+ Ω 电磁时间常数Tl ， Tl= L

R =

4.590.44

(3)晶闸管装置放大系数Ks ，取Ks=40 s

s K s W i i i ACR )

1()(ττ+=

0.5 16.3 % 2.4T 3.2T 51.8 ° 0.786/T

0.6 9.5 % 3.3T 4.7T 59.2 ° 0.596/T

0.707 4.3 % 4.7T 6.2T 65.5°0.455/T

0.8

1.5% 6.6T

8.3T 69.9°0.367/T

1.0

0 %

76.3°0.243/T

阻尼比超调量上升时间 t r 峰值时间 t p 相角稳定裕度截止频率

1.00.69 0.50.390.25参数关系KT

(4)电流反馈系数β，取U im ?=10V,则β= U im ?I dm = 10

1.5x400

(5)电流调节器超前时间常数：τi=Tl= (6)电流环开环增益：

KI = 0.5T∑i = 0.5

0.0037 =

(7)ACR 的比例系数：

Ki =

KI·τi·R Ks·β

135.1x0.014x0.44

40x0.017

(8)机电时间常数Tm 机电时间常数Tm=

GD 2R 375CeCm

Ce =

U N ?I N R a

n N

440?400x0.4

500

= V ·min/r

Cm = 30

Ce = V ·min/r

GD 2=500，R=Ω

Tm= GD 2R

375CeCm = 500x0.44

375x0.56x5.35 =

4. 校验近似条件

电流环截止频率：ωci=KI= s ?1

(1) 晶闸管整流装置传递函数的近似条件：

13Ts

3x0.0017

=>ωci ，满足条件

(2) 忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件：

3 √

TmTl

=3 √

0.196x0.014

=<ωci ,满足条件

(3) 电流环小时间常数近似处理条件： 13

√

TsToi

= 13

√

10.0017x0.002

=>ωci ，满足条件

5. 电流调节器（ACR ）的具体实现

图3-7 含给定滤波与反馈滤波的PI 型ACR 调节器

取R0=40k Ω

Ri=Ki ·R0== k Ω，取50 k Ω

Ci = τi Ri = 0.014

50x10 = μF ，取μF Coi =

4Toi R0

= 4x0.002

40x103 = μF ，取μF

按照以上参数设计，电流环动态跟随性能指标为σi=%<5%，满足条件。 6. 电流环上升时间t ACR

ACR 校正成典型I 型系统，查表知t ACR =T Σi = ms<40ms,满足条件 ASR(转速环调节器)的设计

（一）、总体设计步骤：

1.电流环的等效闭环传递函数

2.转速调节器结构的选择

3.转速调节器参数的选择

4.转速调节器的实现（二）、转速环（ASR ）的化简过程：

1.电流环经简化后可视作转速环中的一个环节，为此，须求出它的闭环传递函数：

2.忽略高次项，电流环等效传递函数：

)1(1)1(/)()()(I

2I i i I i I

*i d cli ++=

+==∑∑∑s K s K T s T s K s T s K s U s I s W β11

1)(I

cli +≈

s K s W

3.接入转速环内，电流环等效环节的输入量应为Ui*(s)，电流环在转速环中应为

这样，原来是双惯性环节的电流环控制对象，经闭环控制后，可以近似地等效成只有较小时间常数的一阶惯性环节，这就表明，电流的闭环控制改造了控制对象，加快了电流的跟随作用，这是局部闭环（内环）控制的一个重要功能。

图3-8 转速环等效后框图

4.系统等效和小惯性的近似处理

和电流环中一样，把转速给定滤波和反馈滤波环节移到环内，同时将给定信号改成Un*(s)，再把时间常数为 1 / KI 和 Ton 的两个小惯性环节合并起来，近似成一个时间常数为的惯性环节，其中

T Σn = 1

+ Ton

图3-9 系统小惯性处理后框图

校正成典型II 型系统后框图

图3-10 ASR 校正成典型II 型框图

111

)()()(I

cli *

i d +≈=s K s W s U s I β

βn (s )

ASR

C e T m s

U *n (s )

I d (s ) / T n s+1U *n (s )

-I dL (s )

n (s )

U *n (s )

)

1()1(2++∑s T s s K n n N τ

（三）、具体参数设计过程：

1.确定时间常数

（1）电流环等效时间常数

1KI

，取KI ·T ∑i =，

=2T ∑i==

（2）转速滤波时间常数Ton= （3）转速环小时间常数之和T ∑n = 1KI

+ Ton=+=

2.选择电流调节器结构

由设计要求，空载起动到额定转速时的转速超调量σn ≤10%

为实现转速无静差，在负载扰动作用点前面必须有一个积分环节，它应该包含在转速调节器 ASR 中，现在在扰动作用点后面已经有了一个积分环节，因此转速环开环传递函数应共有两个积分环节，所以应该设计成典型 Ⅱ 型系统，这样的系统同时也能满足动态抗扰性能好的要求，采用PI 调节器，其传函为：

式中 Kn — 转速调节器的比例系数 τn — 转速调节器的超前时间常数

3.计算转速调节器参数

（1）按跟随性和抗扰性都较好的原则，取中频宽h=5 （2）则ASR 的超前时间常数为

τn=h T ∑n==

（3）转速反馈系数α，取U nm ?=10V

α= U nm ?n max = 10500

= V/A

（4）转速环开环增益： K N =

h+1

2h T∑n = 5+1

2x5x0.0174 = （5）ASR 比例系数为： Kn =

（h+1）βCeTm 2hαRT Σn

(5+1)x0.017x0.56x0.1962x5x0.02x0.44x0.0174

4.校验近似条件

转速环截止频率：ωcn= K N ·τn = s ?1 （1）电流环传递函数简化条件：

s K s W n n n ASR )

1()(ττ+=

650四辊可逆轧机性能

650全液压四辊可逆轧机技术协议1 设备主要工艺参数 1.1 原料：经酸洗后的热轧卷板、热轧中宽带钢材质：优质碳素钢、低合金钢厚度：δ≤4.5 mm 最大强度极限：бb=610 N/mm2 最大屈服极限：бs=360 N/ mm2 宽度：≤650 mm 卷径：Φ508/Φ900～Φ1650 mm 最大卷重：8 T 1.2 成品成品厚度：≥0.2 mm 带钢宽度：≤520 mm 卷径：Φ508/Φ900～Φ1650 mm 最大卷重：8T 成品厚度公差：0.01～0.02 mm（去掉头尾各8米） 1.3 主要技术参数：最大轧制力：5000 KN 最大轧制力矩：35 KN . M 最大轧制速度：8 m/s 穿带速度：0.3 m/s 开卷最高速度：3.3 m/s 卷取最高速度：8.2 m/s 卷取张力：0～60 KN 工作辊规格：Φ220/Φ190×650 mm 支撑辊规格：Φ650/Φ680×600 mm 开卷机卷筒直径：Φ480～Φ520 mm 卷取机卷筒直径：Φ488～Φ508 mm

轧制线标高：+1000 mm 最大弯辊力：400 KN 冷却液类型：乳化液工艺润滑系统流量：1000 L/min 稀油润滑系统流量：250 L/min 稀油润滑系统压力：0.4 Mpa 稀油润滑系统介质：中负荷No20 机组进料方向：液压系统压力：压下、弯辊液压系统：3～25Mpa 一般液压系统：0～10Mpa 设备总重量：约140 T 传动方式：工作辊传动年产量：传动电机：主机电机Z560-2A 440V 600KW n=600～1400rpm 1台卷取电机Z4-355-11 440V 180KW n=500～1500rpm 2台开卷电机Z4-250-41 440V 75 KW n=500～1500rpm 1台 2 设备组成 2.1 机械设备 2.1.1 开卷机1台悬臂机构，由传动装置和卷筒组成，传动装置为二级减速箱，卷筒为四棱锥结构，主要参数为：卷筒工作直径：Φ500 mm 卷筒涨缩范围：Φ452～Φ544 mm 开卷速度：≤3.3 m/s 开卷张力：4～30 KN 对中移动范围：±50 mm 对中横移缸：缸径Φ125 mm，

1100HC六辊可逆式冷轧机的设计-文献综述

附录2 文献综述一、课题的国内外现状 HC 轧机全名为HITACHI HIGH CROWNCONT ROLMILL，即日立中心高性能轧辊凸度控制轧机。该机型是日立公司于1972 年研究开发的轧机，两年后正式投入工业化应用。它具有普通四辊冷轧机不能达到的性能和优点，首先在日本得到推广使用，继而受到全世界的瞩目，广泛用于热轧和冷轧生产中的单机可逆轧机、连轧机和平整机。其主要结构特点是:在支撑辊和工作辊之间加入一对能够沿着轧辊轴向相对移动的中间辊，通过中间辊的相对移动来改变轧制压力在带钢方向上的分布，加上工作辊的正负弯辊作用，对改善带钢板形起到了明显的效果。在国外，除日本各大钢铁公司普遍采用HC轧机机型外，美国、德国、加拿大、瑞典、巴西、墨西哥、韩国等国家均从日本引进了该轧机。在国内，武汉钢铁公司为生产镀锡板基板，1987年首先引进1250HC六辊轧机，之后上海宝钢、辽宁鞍钢等国内各大钢铁公司先后引进了这种轧机机型。在引进设备的同时，国内相关单位也开始跟踪并开发国产的HC六辊轧机。国产大型六辊轧机已成功地用于工业生产，而且主要的技术水平和功能已达到国外同类设备水平。但是，六辊轧机种工作辊弯辊、中间辊横移、中间辊弯辊三种方式与带材板型的检测、控制相结合，实施有效的闭环控制，目前国内虽然在这方面也取得了不少成绩，但在精确度和稳定性方面仍然需要花大力气研究。二、现有的主要研究成果随着科学技术的不断进步，日本最近几年又在HC轧机的结构上进行了改进，推出了一些新型的HC轧机。例如，HCMW 轧机是综合HC轧机和HCM轧机的优点，其特点是中间辊和工作辊都能轴向移动。在国内，HC轧机方面的研究也取得了很多可喜的成绩：降低轧辊表面缺陷的措施，预防轧辊剥落的措施，预防轧辊断裂的措施。近几年来，随着控制理论的发展，人们不断把一些新型控制方法引入板形自动控制系统中，以弥补PID控制中很难满足高精度控制要求的不足，比如基于动态负荷分配的板形控制方法。在日本，成品机架或成品道次采用软刚度的方法

四辊冷轧机设计之轧辊系统设计说明书(1)剖析

毕业设计（论文）任务书

摘要 ???小型四辊冷轧机，其特点是工作稳定、操作简单、轧制本轧机为190/500450 板形好。本设计主要是针对此轧机的轧辊系统，考虑到产品的稳定性、结构布局、使用寿命，进行轧辊的尺寸计算、刚强度校核、弯曲变形校核、轧辊轴承的选择和使用寿命校核。同时采用了工作辊传动，这种形式对轧制过程比较有利。设计中运用斯通公式计算轧制力，由于轴承座的固定性，轴承座要承受偏负荷，轴承磨损严重不但减小使用寿命而且影响轧辊的外形进而对轧制板形产生极大的影响，轧制力大时影响更明显。因此轧辊的尺寸设计、材料选择很重要而且必须对轧辊和轴承进行必要的校核。关键词：四辊冷轧机、轧辊、轧辊轴承、轧制力

Abstract ???small four-high cold rolling mill, characterized by The mill is 190/500450 stability、simple in operation and good shape by rolling. This design main for the mill’s roller system, take the mill’s stability、configuration and the service life, it’s necessary to checkout the intensity、barely and distortion by bending of the rollers and the service life of the bearing besides calculate the sizes of the rollers and choosing the bearings. At the same time, drive work roll is the main drive mode for this mill, which form is more favorable for the rolling process. It’s well-off during the design. In the design I have found that due to the fixity of the bearing chock, the biased load will appear in the bearing chock, and the bearings will fray badly, which leads to the short service life of the bearings and influences the rollers’ shape , and then influence of the sizes of the rolling steels, the infection will be strictness under the heavy roll force. Therefore, it’s important to design the rollers’ size and choose of the material, it is must to checkout the rollers and the bearings. Keywords：4-high cold rolling mill、roller、roller bearing、roll force

中南大学四辊可逆冷轧机的卷宗取机直流调速系统设计

第一章总的设计概述 1.1 设计目的运动控制系统是自动化专业的主干专业课，具有很强的系统性、实践性和工程背景，运动控制系统课程设计的目的在于培养学生综合运用运动控制系统的知识和理论分析个解决运动控制系统设计问题，使学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法，提高学生调查研究、查阅文献及正确使用技术资料、标准、手册等工具书的能力，理解分析、制定设计方案的能力，设计计算和绘图能力，实验研究及系统调试能力，编写设计说明书的能力。 1.2 设计内容（1）根据工艺要求，论证、分析、设计主电路和控制电路方案，绘出该系统的原理图。（2）设计组成该系统的各单元，分析说明。（3）选择主电路的主要设备，计算其参数（含整流变压器的容量S，电抗器的电感量L，晶闸管的电流、电压定额，快熔的容量等），并说明保护元件的作用（必须有电流和电压保护）。（4）设计电流环和转速环（或张力环），确定ASR和ACR（或张力调节器ZL）的结构，并计算其参数。（5）结合实验，论述该系统设计的正确性。 1.3 课题设计要求四辊可逆冷轧机的卷宗取机直流调速系统设计（1）生产工艺和机械性能四辊可逆冷轧机是供冷轧紫铜及其合金成卷带材之用，为提高其生产效率，冷轧机要往、返轧制其金属材料。直到达到要求的厚度时才停止。因为要求冷轧机左右两边的两台卷取机在从左往右的正向轧制过程中，左边一台卷取机用，其

工作在发电机状态，右边一台卷取机作卷取机用，工作在电动状态。若逆向轧制（从左往右轧制），右边卷取机作开卷机，工作在发电机状态，左边卷取机则作卷取机用，工作在电动状态。两台卷取机的电动机参数完全一样，机械参数如下：带卷内径（卷筒直径）：500mm 带卷外径：680~1100mm 带卷最大重量：2000kg 带卷最大张力：2000kg 卷取机传动比：i=1.87 图一设备结构简图（2）设计要求 1、两台卷取机控制原理完全一样，仅设计其中一台； 2、技术指标：稳态无静差，电流超调量% 5≤σi ，空载启动至额定转速时的转速超调量% 10≤σ n 能实现快速制动。（3）直流电动机参数： 150n P k w =、 230n U V =、 165n I A =、 1400m in n n r =、 0.08a R =Ω 电枢回路电阻0.18R =Ω 、电流过载倍数 2.5λ=、2 2 121.5.G D N M =。

单机架六辊可逆冷轧机电气自动化技术方案(精)

1200六辊可逆冷轧机电气自动化系统控制方案

1概述根据《1200六辊可逆冷轧机技术规格电气招标书》所提供的工艺设备和技术要求，并参考了同类型的单机架六辊可逆冷轧机的工艺技术，编写了本电气传动及基础自动化控制的技术方案。 2 供电 2.1 电气设备运行条件 1）电气设备运行环境要求环境温度现场：0~40?C 电气室：10~35?C 操作室：25±5?C 空气湿度：相对湿度≤95%且无凝露；污染等级：III级，无火灾爆炸危险、无导电性尘埃、不腐蚀金属物及不破坏绝缘介质的环境。 2）电气设备运输及储存环境要求环境温度-20~65?C ；空气湿度及污染等级要求与运行时相同。 3）电气设备使用的电压等级及技术条件本机组所使用电气设备电压等级符合我国国家标准，主要用电设备的电压等级为： ◆供电电压及频率：10±5%kV，50±1Hz ◆低压供电电压：AC380/220V ◆交流电动机电压：AC380V ◆直流电动机电压：DC440~660V ◆电磁阀：DC24V

◆电磁抱闸：AC220V ◆控制电压：AC220V，DC24V ◆保护地：接地电阻<4Ω ◆系统地：接地电阻<4Ω 2.2低压供配电辅传动供电系统（1）辅传动供电系统单线图见MCC单线图。（2）MCC设备(见附表) 由于本机组负荷较小，因此不设负荷中心。本机组负荷MCC（即马达控制中心）将采用GGD3柜，包含MCC的受电、馈出回路、UPS 系统、比例、伺服阀控制回路和照明开关柜，开关柜额定短路短时承受能>80kA/s。额定短路分断能力与电网短路电流相适应，Icu >50kA 根据需要配置必要的电流、电压表计，端子板采用Phoenix端子。单机架可逆冷轧机组设一套MCC，不同容量不同控制类型的回路至少有一个备用回路。注①：主传动电动机均配置有空间加热器，这些加热器是在长期停机时防止电机绕组受潮而设置的。由本MCC供电。注②：为了保证乳化液站的检修供电，需要检修电源或者备用一路供电回路。 (3) UPS电源为保证控制系统运行的可靠性，机组设置一套容量为10kV A的UPS 电源为机组控制系统（PLC、AGC控制器、HMI设备等）提供可靠稳定电源。电池和逆变器选用进口产品。容量：10kV A，30min；进线：220V AC

负荷平衡控制在1200mm四辊可逆式冷轧机中的应用

负荷平衡控制在1200mm四辊可逆式冷轧机中的应用文章介紹了负荷平衡控制在1200mm四辊可逆式冷轧机中的应用，避免了上辊和下辊之间由于负荷不平衡出现的电机过载、以至于功率组件损坏的情况，使得上辊和下辊的运行速度得到最佳匹配，对消除钛及钛合金板材在轧制过程中出现的上翘及下扣等不良板形问题取得良好效果。标签：四辊可逆冷轧机；负荷平衡；直流调速系统；钛及钛合金板材；板形前言我厂于上世纪六十年代中期引进的日本设备1200mm四辊可逆式冷轧机，已运行了近半个世纪，在生产过程中，经常出现上辊和下辊之间负荷分配不均、造成电机负荷剧烈波动及过载的情况，并且在钛及钛合金板材轧制过程中频频出现上翘和下扣之类的板形问题，制约了产品质量的提高，大大降低了生产效率以及成品率，也影响了该机组潜力的发挥，不能满足产品质量和精度日益提高的市场需求，直接影响了该机组的经济效益。分析影响钛板上翘和下扣的原因，主要有两点：上下辊的传动系统动态特性和上下辊的辊径。所以，要改善和消除不良板型，大步提高生产效率及成品率，关键要从电气传动系统入手。该轧机传动系统采用的是旋转变流机组，不仅能耗大效率低，而且电气控制系统操作条件比较多，设备维护工作量比较大，系统可靠性也相对较低。运行了近半个世纪，元器件的老化造成系统故障频繁，调速性能变差，精度降低。因此对其电气控制系统进行了技术改造升级。 1 系统构成该轧机是由两台1500kW直流电动机分别驱动上辊和下辊。在改造方案中，采用了SIEMENS数字式直流调速装置代替旋转变流机组，分别用两套独立的直流调速装置作为其原有的直流电动机的传动控制。为了改善和消除上翘和下扣之类的不良钛板板形，需保证上下辊电机出力平衡，使上下辊的速度得到最佳匹配，因此在两台驱动装置间引入了负荷平衡控制。 2 负荷平衡控制 2.1 负荷平衡的分类两台电机组成的传动系统中的负荷平衡控制，一般有两种方法实现：一类由一套转速调节器为两套电机控制系统公用，该转速调节器的输出作为两套转矩控制环转矩的共同给定。此类负荷平衡控制系统响应快，动态平衡效果比较好，但是有可能会产生扭振，即两台电机负荷有可能会来回波动，可能会出现电流激磁震荡，甚至严重时引起系统过流跳闸。此种方法适用于两台电机之间通过“刚性”联系的情况，比如两台电机的串轴控制系统。第二类负荷平衡控制是两套电机传

1050六辊可逆冷轧机组工艺流程、技术参数及装机水平

附件1 机组工艺流程、技术参数及装机水平 1.1工艺流程描述 1.1.1 经酸洗处理后的热轧带卷由天车吊放到开卷机操作侧的受卷台上(此受卷台可以同时存放两个带卷)。上卷小车鞍座在受卷台下上升使带卷内孔对准开卷机卷筒中心后，小车继续向前运动将带卷套在开卷机卷筒上并使带卷在宽度方向上与机组中心线对中。开卷机卷筒涨径撑起带卷。上卷小车鞍座下降至下极限后小车退回到受卷台第二个带卷下面等候上第二卷。压辊压住带卷，人工将捆带剪断、拉走。开头机刮板抬起对准带卷头部，同时开卷机活动支承闭合，开卷机以穿带速度转动，使带头沿着刮板进入开头机，上夹送辊、上矫直辊压下夹送、矫直，进入切头剪，切下不合格的带头。如此反复数次，直到将不合格的带材头部全部剪下为止。机组继续以穿带速度将带材向前推进，先后经过导板、机前转向辊、机前张力装置、激光测速仪、测厚仪台架(此时测厚仪处于机组轧线以外)、机前辊式吹扫除油装置、可开合的对中导卫装置，六辊冷轧机、机后辊式吹扫除油装置、测厚仪台架、圆盘剪(此时测厚仪、圆盘剪均处于机组轧线以外)、激光测速仪、机后张力装置、机后转向辊、最后进入机后卷取机(此时卷取机卷筒处于缩径状态)。 1.1.2当带材进入机后卷取机钳口后，机前导卫装置合上，对中带材。机后卷取机卷筒涨径同时钳口动作夹住带头，卷取机压辊压上卷筒，卷取机活动支承闭合，卷筒启动开始卷取带材。卷取带材2～3圈后，AGC液压缸压上，建张，同时卷取机压辊、开头机上夹送辊、上矫直辊抬起，机前、机后激光测速仪、测张装置、测厚仪投入，机前导卫装置打开，工艺润滑乳化液自动从带材入口喷向轧辊，机组升速轧制。轧制到带尾时，机组减速轧制，开卷机压辊压住带卷，当带尾过机前转向辊进入轧辊前机组停止轧制，乳化液自动停喷，打开辊缝，卸张，

冷轧车间设计

1综述 1.1冷轧薄板简介金属在再结晶温度以下进行轧制变形叫做冷轧，一般指薄板不经加热而在室温直接进行轧制加工。冷轧后的带钢可能烫手，但还是叫冷轧[1]。钢的冷轧是在19世纪中叶始于德国，当时只能生产宽度20~25mm的冷轧薄板。美国1859年建立了25mm冷轧机，1887年生产出宽度为l50mm的低碳钢板。1880年以后冷轧钢板生产在美国、德国发展很快，产品宽度不断扩大，并逐步建立了附属设备，如剪切、矫直，平整和热处理设备等，产品质量也有了提高。宽的冷轧薄板(韧带)是在热轧成卷带钢的基础上发展起来的。首先是美国早在1920年第一次成功地轧制出宽带钢，并很快由单机不可逆轧制而跨入单机可逆式轧制。1926年阿姆柯公司巴持勒工厂建成四机架冷连轧机。我国冷轧宽带钢的生产开始于1960年，首先建立了1700mm单机可逆式冷轧机，以后陆续投产了1200mm单机可道式冷轧机，Mxw1400mm偏八辊轧机、1150mm二十辊冷轧机和1250mmHC单机可逆式冷轧机等，70年代投产了我国第一套1700mm连续式五机架冷轧机，1988年建成了2030mm五机架全连续冷轧机。近年来我国冷轧薄板生产能力增加了20多倍，生产装备技术水平已由只能生产低碳薄板而发展到能生产高碳钢、合金钢、高合金钢、不锈耐热冷轧薄板、镀锌板、涂层钢板、塑料复合薄板和硅钢片等。但随着四化建设的发展，无论在数量和品种质量上都远远满足不了四化建设发展的需要，为此我们必须增建新轮机，改造现有冷轧机，大力发展冷轧生产。冷轧生产可提供大量高精确度和性能优良的钢板和带材，其最主要的特点是加工温度低，同热轧生产相比，它有以下优点： 1.冷轧带钢产品尺寸精确，厚度均匀，带钢厚度差一般不超过0.01~0.03mm或更小，完全可以符合高精度公差的要求。 2.可获得热轧无法生产的极薄带材(最薄可达0.001mm以下)。 3.冷轧产品表面质量优越，不存在热轧带钢常常出现的麻点、压入氧化铁皮等缺陷，并且可根据用户的要求，生产出不同表面粗糙度的带钢(光泽面或麻糙面等)，以利于下

四辊可逆冷轧机的卷取机直流调速系统设计

前言直流电机在现代工业中是一种很重要的电机．它可以作电动机使用，也可以作发电机使用，此外还有其它特殊的用途。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。近年来，在电力电子变换器中以晶闸管为主的可控器件已经基本被功率开关器件所取代，因而变换技术也由相位控制转变成脉宽调制（PWM）；交流可调拖动系统正逐步取代直流拖动系统。然而，直流拖动控制毕竟在理论上和实践上都比较成熟，而且我国早期的许多工业生产机械都是采用直流拖动控制系统，所以它在工业生产中还占有相当大的比重，短时间内不可能完全被交流拖动系统所取代。从生产机械要求控制的物理量来看，电力拖动自动控制系统有调速系统、位置随动系统（伺服系统）、张力控制系统、多电机同步控制系统等多种类型，各种系统往往都是通过控制转速来实现的，因此调速系统是最基本的电力拖动控制系统。调速系统按照不同的标准又可分为不同的控制系统。但是，从一定角度上来说，可以把调速系统笼统的分为开环调速系统和闭环调速系统。开环调速系统结构简单、容易实现、维护方便，但是它的静态和动态性能往往不能满足生产和控制要求。而闭环控制系统可以很好的解决这些问题，因此在实际生产中得到了广泛的应用。其中，转速、电流双闭环控制直流系统是性能最好、应用最广的直流调速系统。本文为直流调速系统的设计，包括系统设计方案选择，各单元的组成，元件的参数与选择等内容！通过本系统的设计，了解运动控制在工业上的应用！

目录前言 0 第一章设计的介绍 (3) 1.1 设计目的 (3) 1.2 设计内容 (3) 1.3 设计题目 (3) 1.3.1 生产工艺和机械性能 (3) 1.3.2 设计要求 (4) 1.3.3 直流电动机参数 (4) 第二章四辊可逆冷轧机的介绍 (5) 第三章系统各模块及其电路设计 (6) 3.1 主回路设计 (6) 3.2 控制回路设计 (6) 3.2.1 给定单元 (8) 3.2.2 转速调节器 (8) 3.2.4 反号器 (12) 3.2.5 触发电路 (12) 3.2.6 逻辑控制单元 (13) 3.2.7 零转矩检测单元和零电流检测单元 (14) 3.2.8 零封锁环节 (15) 3.2.9 电流反馈与过流保护 (16) 第四章系统参数设计与计算 (18) 4.1 整流变压器的选择 (18) 4.2 晶闸管的选择 (18) 4.3 晶闸管保护措施 (19) 4.4 电流互感器的选择 (19) 4.5 平波电抗器的计算 (20) 第五章双闭环的动态设计和校验 (22) 5.1 静特性分析和计算 (22) 5.2 系统动态结构参数设计 (22) 5.2.1 电流调节器的设计和校验 (23) 5.2.2 转速调节器的设计和校验 (25) 第六章系统调试和校正 (27) 6.1 系统各功能模块性能的调试与测试 (27) 6.1.1 系统的相位整定 (27) 6.1.2 触发器的整定 (27) 6.1.3 系统的开环运行及特性测试 (28) 6.1.4 速度反馈特性的测试 (29) 6.1.5 调节器的调试 (30) 6.1.6 电流调节器ACR的调试 (30) 6.1.7 反相器AR的调试 (30) 6.2 系统整体功能测试 (30)

四辊可逆式冷轧机辊系设计

太原科技大学毕业设计（论文）设计(论文)题目：四辊可逆式冷轧机的辊系设计姓名学院（系）专业 _ 年级 _08级指导教师 2011年 6月10日

太原科技大学毕业设计（论文）任务书学院（直属系）：时间：2011 年 6 月10 日说明：一式两份，一份装订入学生毕业设计（论文）内，一份交学院（直属系）。

目录摘要................................................................... II A BSTRACT................................................................... III 第1章绪论. (1) 1.1冷轧机的发展概况 (1) 1.2四辊可逆式冷轧机的发展 (1) 1.3冷轧带钢生产发展与新技术 (2) 1.3.1冷轧带钢生产技术设备的发展 (2) 1.3.2冷轧窄带钢轧机的技术特点 (3) 第2章轧辊 (5) 2.1冷轧轧辊的组成 (5) 2.2轧辊材质的选择 (5) 2.3辊系尺寸的确定 (6) 2.4轧辊力能参数计算 (7) 2.4.1基本参数 (7) 2.4.2艾克隆德方法计算轧制时的平均单位压力 (8) 2.4.3轧辊传动力矩 (11) 2.5轧辊的强度校核 (12) 第3章轧辊轴承 (16) 3.1轴承的选择 (16) 3.2轴承寿命计算 (16) 3.3轧辊轴承润滑 (17) 参考文献 (18) 致谢 (19) 附录1英文原稿 (20) 附录2英文翻译 (24)

四辊可逆式冷轧机的辊系设计摘要这篇文章主要讲述了冷轧机生产与发展概述，通过运用已知参数，如钢板的厚度、宽度、轧制速度和压下速度等，对工作辊、支撑辊及相关尺寸进行了计算和校核，然后选择合适的轧辊材质和轴承，并对轴承寿命进行计算和校核。四辊可逆式冷轧机，衔接连铸后的技术工艺，减少工艺，可实现往返可逆轧制。四辊轧机还能提供较大的轧制压力，提高软件的可轧硬度范围，实现产品规格多样化。关键词：四辊可逆式；冷连轧；工作辊

四辊可逆轧机机架辊故障分析及改造参考文本

四辊可逆轧机机架辊故障分析及改造参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

四辊可逆轧机机架辊故障分析及改造参考文本使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。针对3000mm中板四辊可逆轧机机架辊生产过程中易出现的各类设备故障：轴承寿命短、传动易失效等具体问题，结合现场生产条件，经过多次摸索、试制对机架辊结构进行了改造优化，收到了实际成效，实现了三钢中板轧机机架辊的使用寿命由4~6个月延长至10~12个月。轧机机架辊简介三钢中板四辊轧机机架辊位于轧辊两侧，是将板坯顺利送入轧机辊缝并接受轧出的轧件的设备,通过斜垫、导板、楔块卡紧在牌坊予设的凸台及卡槽内。每个辊子的传动端辊颈内嵌入鼓形齿内齿套，与带鼓形齿的传动轴、电机相接而传动。

机架辊故障分析机架辊在轧制过程中，由于处于轧制坯料热幅射、轧辊冷却水及除鳞高压水的冷热工况下，且频繁受到轧件下扣的巨大撞击，导致了轧机机架辊使用寿命普遍较短。现通过结合现场轧制条件及原机架辊设计结构，分析出三钢中板轧机机架辊寿命较短的主要原因，并通过改造优化各零部件结构，以提高机架辊使用寿命。机架辊故障主要因素总结如下： 2.1.机架辊轴承易损坏原设计机架辊传动侧轴承座是通过轴承座与牌坊之间的O圈挤压变形，通过变形量以防止冷却水及氧化铁皮进入机架辊轴承座。机架辊在生产过程中，O圈易受板坯温度、氧化铁皮及机架辊与牌坊相互振动挤压而变形失效，致轧辊冷却水及氧化铁皮沿轴承座与牌坊配合面，并透过透盖内侧与定距环、内齿套之间的间隙渗入到轴承座内

四辊可逆式冷轧机设计计算书

四辊轧机设计计算书 3.1 冷轧轧辊的组成冷轧辊是冷轧机的主要部件。轧辊由辊身、辊颈和轴头三部分组成。辊颈安装在轴承中，并通过轴承座和压下装置把轧制力传给机架。轴头和连接轴相连，传递轧制力矩。工作辊和支撑辊的结构如图所示。工作辊结构支撑辊结构

3.2、冷轧辊系尺寸的选择冷轧过程中，轧辊表面承受很大的挤压应力和强烈的磨损，因此，冷轧工作辊应具有极高而均匀的硬度，一定深度的硬化层，以及良好的耐磨性与抗烈性。降低轧辊硬度，虽然改善抗烈性，但耐磨性降低，因此，必须正确选择轧辊表面硬度。冷轧辊用钢均多为高碳合金钢，如29r C 、o r M C 29等，我们这里选工作辊的材质为o r M C 29。轧件对冷轧工作辊巨大的轧制压力，大部分传递给支撑辊上。支撑辊既要能承受很大的弯曲应力，还要具有很大的刚性来限制工作辊的弹性变形，以保证钢板厚度均匀。轧机支撑辊的表面肖氏硬度一般为HS45左右。目前为提高板厚精度与延长轧辊的寿命，支撑辊硬度有提高的趋势。支撑辊常用钢号为o r M C 29、V C r 9、及o n r M M C 60，我们这里选支撑辊材质为 o r M C 29。 3.3、辊系尺寸的确定 1) 辊身长度L 及直径D 的确定。辊身长度L 应大于所轧钢板的最大宽度m ax b ，即 []2max a b L += （3.1）当m ax b =400—1200 mm 时，a=50—100 mm ，现m ax b =500mm ，取a=50mm 所以 mm a b L 55050500max =+=+= 四辊轧机的辊身L 确定以后，根据经验数据： 8.18.02 -=D L 来确定支撑辊直径2D ，取 7.12 =D L 所以 mm L D 3207 .12== 对于支撑辊传动的四辊轧机，一般选 4312-=D D ，现取2.31 2=D D

六辊可逆冷轧机组轧辊常见缺陷分析及改善2

六辊可逆冷轧机组轧辊表面剥落原因分析及改善摘要:以六辊可逆冷轧机组为研究对象，介绍常见轧辊的缺陷,主要是轧辊的表面剥落缺陷。从轧辊的使用、磨削、检测等方面,提出了相应的预防措施和消除措施. 关键词：轧辊、剥落、措施 THE ANALYSIS AND IMPROVEMENT FOR THE CAUSATION OF ROLLER SURFACE PEELING OFF OF THE SIX-ROLL REVERSING COLD ROLLING MILL Abstract ：This thesis takes the Six-roll Reversing cold rolling Mill group as its object of study, it introduces the common defect of the roller, mainly for the defect of peeling off from the suface of the roller. On the other hand, it proposes the provention and elimination methods accordingly from several aspects such as the roller usage, grinding inspection and etc.

key words： roller, peel off, method 前言：轧辊是轧机的重要部件，轧辊的质量好坏直接影响轧机的运行，影响产品的产量质量和成本，冷轧过程中，轧辊表面承受着很大的挤压应力和强烈的磨损，高速轧制时，卡钢、过烧等会出现一些质量问题和质量缺陷，会造成辊面裂纹，因此，冷轧工作辊应具有极高而均匀的硬度，一定深度的硬化层，以及良好的耐磨性与抗裂性。以保证轧辊的使用要求和质量要求。所以分析轧辊缺陷产生的原因以及如何控制轧辊质量显得非常重要，本文将从轧辊的合理使用，合理磨削，改善轧制条件加强检测等方面研究控制轧辊质量，并对轧辊的常见缺陷提出相应的预防和纠正措施。 1、使用情况广东华美集团有一台1450六辊可逆冷轧机组，2006年5月份安装并试运行，在试生产过程中，由于轧辊使用不当及轧制工艺条件不成熟，造成了轧辊事故率多，消耗高，另一方面因换辊的频繁，降低了轧机有效作业率，影响了小时产量和产品质量。

850mm六辊可逆冷轧机开卷机直流调速系统课程设计

摘要此次课程设计题目《850mm六辊可逆冷轧机开卷机直流调速系统》，核心落在转速、电流双闭环逻辑无环流调速系统的设计，是基于本学期所学课程《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》的一次学以致用的深入拓展。本文针对直流调速系统进行调速设计。尽管近年来，电力电子变换器中以晶闸管为主的可控器件已经逐步被功率开关器件所替代；伴随着变换技术由相位控制转向脉宽调制（PWM）；交流可调拖动系统正逐步取代直流拖动系统，但是直流拖动本身具有理论和实践都很成熟的优势，我国早期的许多生产设备均采用直流拖动系统短时间内不会淘汰，而且直流电机原理相对简单易懂，因而对于初学者而言，直流调速还是很有实际意义的。从生产机械要求的控制物理量来看，电力拖动自动控制系统分为调速系统、位随系统、张力控制系统、多电机同步控制系统等多种类型；按照调速方式大致可分为开环调速和闭环调速两大类，开环系统结构简单、易于实现、维护简单，但是其静特性与动态特性往往不满足生产和控制要求，而闭环系统尤其是双闭环调速系统具有良好的静特性和动态特性，采用PI调节器时可实现转速无静差以及电流无静差。本次设计包括各元器件的参数配合与选择、调速方案的设计、整体电路图的绘制等，同时考虑到调速系统实际运用于六卷可逆冷轧机开卷机，各参数与方案都按照实际工程需要设计。关键字：转速环、电流环、双闭环调速、逻辑无环流、DLC、开卷机、六辊、晶闸管

绪论薄板、带钢的生产技术是钢铁工业发展水平的一个重要标志。冷轧钢板的生产主要是采用3~6机架的多辊冷轧机，特点是生产率高，机械化、自动化程度高，产品质量好。连轧机仅适用于产量大，品种规格单一的钢种冷轧生产，而对于生产量较小、质量要求较高、品种规格复杂的高合金钢和合金冷轧带材，采用连轧机并不恰当，而大多采用多辊可逆轧机。带钢冷轧机生产线上除了五机架连轧机主体设备外，还包括头部的上料设备、开卷机以及尾部卷取机，有的在轧制头部还有矫直机、焊接机以及活套等设备。这些设备要要步调一致，密切配合，以保证连轧机位置控制、厚度控制、张力控制、速度控制以及板形控制的顺利进行。五机架冷连轧机的出现必须有自动控制和以计算机技术为基础。冷轧机最初是在二辊、四辊基础建立起来的，科学技术和工业的发展需要极薄带材，原有低辊数轧机已经不能满足要求，因为轧辊本身的弹性压扁值往往比所需轧制带材厚度还要大，而轧辊的弹性压扁是与辊径成正比的。当轧辊材质一定时，要降低轧辊弹性压扁就必须减小辊径，而辊径的减小又会出现刚性不够的矛盾。为此，多辊轧机出现以提供良好刚性的塔形支撑辊系。多辊轧机发展很快，根据加工工艺要求，有八辊、十二辊、二十辊等。开卷机作为连轧设备的首端，需要可逆工作，既需要转速控制又需要张力控制。当开卷机工作于换卷引带或断带时，系统外环即速度环调机器投入工作，这是一个速度调节系统；当带材咬入后，产生张力，使ASR的反馈小于给定值，处于饱和状态，其限幅值就是张力给定值，系统作为一个恒功率调剂系统而工作，维持张力恒定。本设计采用转速、电流双闭环逻辑无环流调速。

四辊可逆冷轧机的卷取机直流调速系统设计

目录前言................................................................ 1 第一章设计的介绍.................................................. 4 1.1 设计目的................................................... 4 1.2 设计内容................................................... 4 1.3 设计题目................................................... 4 1.3.1 生产工艺和机械性能................................... 4 1.3.2 设计要求............................................. 5 1.3.3 直流电动机参数....................................... 5 第二章四辊可逆冷轧机的介绍........................................ 6 第三章系统各模块及其电路设计...................................... 7 3.1 主回路设计................................................. 7 3.2 控制回路设计............................................... 7 3.2.1 给定单元 (9) 3.2.2 转速调节器........................................... 9 3.2.4 反号器.............................................. 13 3.2.5 触发电路............................................ 13 3.2.6 逻辑控制单元........................................ 14 3.2.7 零转矩检测单元和零电流检测单元. (15) 3.2.8 零封锁环节.......................................... 16 3.2.9 电流反馈与过流保护.................................. 17 第四章系统参数设计与计算......................................... 19 4.1 整流变压器的选择.......................................... 19 4.2 晶闸管的选择.............................................. 19 4.3 晶闸管保护措施............................................ 20 4.4 电流互感器的选择.......................................... 20 4.5 平波电抗器的计算.......................................... 21 第五章双闭环的动态设计和校验...................................... 23 5.1 静特性分析和计算.......................................... 23 5.2 系统动态结构参数设计...................................... 23 5.2.1 电流调节器的设计和校验.............................. 24 5.2.2 转速调节器的设计和校验.............................. 26 第六章系统调试和校正............................................. 28 6.1 系统各功能模块性能的调试与测试............................. 28 6.1.1 系统的相位整定...................................... 28 6.1.2 触发器的整定........................................ 28 6.1.3 系统的开环运行及特性测试. (29) 6.1.4 速度反馈特性的测试.................................. 30 6.1.5 调节器的调试........................................ 31 6.1.6 电流调节器ACR 的调试.. (31) 6.1.7 反相器AR 的调试..................................... 31 6.2 系统整体功能测试........................................... 31 2

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