活套张力计算
冷轧立式活套控制原理
冷轧立式活套控制原理金琳【摘要】立式活套在连续带材生产线上具有广阔的应用,活套的张力通过卷扬电机进行调节,卷扬电机采用速度控制,卷扬电机的线速度设定值由活套入口和出口的线速度决定.活套采用直接张力控制,张力附加速度由张力控制器产生.张力前馈控制可降低活套在升降套时产生的张力波动.带钢惯量补偿可消除活套升降套过程引起的张力升高.通过上述研究,为活套动态过程产生的张力波动问题提供了解决思路.【期刊名称】《山西冶金》【年(卷),期】2019(042)001【总页数】4页(P20-22,82)【关键词】立式活套;张力控制;张力前馈;带钢惯量补偿【作者】金琳【作者单位】首钢京唐钢铁联合有限责任公司冷轧作业部,河北唐山063210【正文语种】中文【中图分类】TG335.121 概述随着冶金自动化技术的不断发展，冷轧带钢生产多采用连续运行的机组系统。
为了实现工艺段带钢的连续运行，需在机组的入口段和出口段分别设置立式活套[1-3]。
入口活套的功能为当入口段停车时通过抽套保证工艺段的带钢供应，出口活套的功能为当出口段停车时通过填充活套来存储工艺段送出的带钢[4-5]。
如图1所示，立式活套主要由卷扬机、钢结构、活套小车、链轮组、配重块、定辊和动辊几个部分组成[6-8]。
本文将对西门子立式活套控制方案进行研究，并重点分析活套线速度设定、张力控制、张力前馈控制和带钢惯量补偿四个方面的内容。
图1 立式活套结构图2 活套的张力控制原理立式活套的张力通过卷扬电机进行调节，卷扬电机采用速度控制模式，其速度设定值包括四个部分，分别为：线速度设定值、张力控制附加值、张力前馈附加值、带钢惯量补偿。
其中线速度设定值保证了活套升降套速度与实际套量相匹配，张力控制、张力前馈和带钢惯量补偿通过附加速度调节活套带钢的实际张力。
2.1 卷扬线速度设定活套卷扬电机采用带增量型编码器的速度控制，线速度设定值由活套入口和出口线速度决定，计算原理如图2所示。
机组张力表及张力计算
机组张力表及张力计算二、1#张力辊计算计算条件：1#张力辊处于发电状态，辊子直径Φ790，辊子包角α=4.09弧度，总包角8.18。
欧拉公式：T 1=T 2 e -f α，T 2=T 3 e -f α。
T 1---1#辊与开卷机之间的张力，max=1.0*0.5*1000=500kgf T 2---1#辊与2#辊之间的张力T 3---2#辊与活套入口之间的张力，max=2.0*0.5*1000=1000kgf f----带钢与辊子之间的摩擦系数，辊面为聚氨酯，取f=0.28 张力辊的临界张力放大倍数：T 30/T 10= e 2f α= e 2*0.28*4.09=9.9，大于实际张力 放大倍数，张力辊满足要求。
张力辊的张力差：T3-T1=1000-500=500kgf则总的传动负载转矩为：M=500*0.79/2=197.5kgf.m选择马达转速n N =1500rpm ，则减速机传动比i=17，效率约0.9。
总的马达功率：P=197.5*1500/(975*17*0.9)=19.9kw 。
一般可根据包角的比例分配每根辊子的传动功率，均匀分担负载，故可选择2台11KW 的马达。
故原选择的马达型号：YVP160M-4，11kwYVP160L-4，15kw 满足要求。
1T 3三、活套出口张力计算计算条件：入口单位张力 2.0kg/mm2，活套辊13根（Φ370，调心辊子轴承23220C/W33---140mm，辊子重量295kg），纠偏辊2根（Φ400，调心辊子轴承22218C/W33---125，辊子重量409kg），转向辊1根（Φ400，调心辊子轴承23222C/W33---155mm，辊子重量362kg）。
滚子轴承的滚动摩擦因数μk=0.07*2=0.14cm辊子轴承摩擦阻力矩计算：M=N*μk *(d+D)/2d1N----辊子轴承的正压力，N=2T+G（-G），T 为带钢张力d----轴承内径D----轴承外径d1----滚子直径G----辊子重量产生的附加张力：T f=2M/D0D0----辊子直径对于0.5*1000规格的带钢，活套入口的带钢张力T0=2*0.5*1000=1000kg，活套其余各层的带钢张力分别为T1、T2、T3、….、T13。
张力设置及驱动控制浅谈 Microsoft Word 文档 (2)
连续生产线张力设置及驱动控制浅谈一. 张力的作用及数值选择1. 张力的作用及其影响连续生产线的带钢必须在张力之下运行，张力的最基本作用是保证带钢的正常运行，即使带钢尽可能沿着生产线中心线运行而不致因走偏造成边部刮伤甚至断带。
同时，纠偏辊也只有在张力足够的情况下才能起到纠偏的作用。
在镀锌生产线上，连续进行着各种工序，不同的工序各有其特点，张力的产生和作用也不尽相同。
有了张力辊，就可以把各个区域的张力隔开，在不同的区域设置不同大小的张力。
1.1开卷张力开卷张力主要是防止开卷时具有弹性的轧硬卷发生松动，在开卷机轴上发生横向偏移，形成喇叭状，影响带钢沿着中心线进入生产线。
1.2清洗段张力清洗段一般需要较大的张力，因为清洗段有很多的挤干辊、刷洗辊，不管其是在动力作用之下主动运转还是无动力作用之下被动运行，它们对带钢都有一定的作用力，如果其轴线与生产线中心线不垂直，或其水平度偏差较大，都会造成给带钢的作用力与生产线运行方向不一致的现象，会有一个侧向分力，使带钢沿辊子的表面向侧面滑行，严重时被箱体内的机件刮伤，造成断带事故，如图所示。
生产实际表明，这种现象经常发生。
防止这一事故发生的办法除严格检测挤干辊、刷洗辊的垂制度、水平度以外，就是适当加大清洗段的张力。
1.3活套张力卧式活套的张力过小除易造成钢带走偏以外，还会使钢带严重下垂，活套摆壁开合时对钢带造成刮伤甚至断带，也会使钢带和卷扬机钢丝绳产生振动而引起张力的波动。
一般卧式活套之后带钢便进入炉区，活套张力过大会影响到炉区张力的稳定。
1.4炉区张力炉区张力控制是镀锌生产线的重点和难点，这是因为炉区内带钢必须被加热到再结晶温度范围以上，而生产线出现故障，速度下降或停车时，带钢的温度会更高。
在700～800℃下的带钢的抗拉强度极低，塑性很高。
如果张力较高，甚至由于张力波动造成的瞬时张力过高，都会使带钢拉断而造成停产事故的发生。
在生产线正常运行的情况下，张力的作用也会使炉区带钢受到拉伸而发生宽度变窄的现象。
张力逐点计算法
张力逐点计算法
【原创实用版】
目录
1.张力计算法的概述
2.张力逐点计算法的原理
3.张力逐点计算法的应用实例
4.张力逐点计算法的优缺点
正文
张力计算法是工程中常用的一种计算方法，主要用于计算各种结构在受力情况下的张力。
而张力逐点计算法则是张力计算法中的一种，它通过对结构中的每一个点进行受力分析，从而得出整个结构在受力情况下的张力。
张力逐点计算法的原理非常简单，首先，需要对结构进行受力分析，确定每个点的受力情况。
然后，根据力学原理，计算出每个点所受的张力。
最后，将所有点的张力相加，得出整个结构在受力情况下的总张力。
张力逐点计算法在工程中有广泛的应用，例如，在建设桥梁时，可以通过张力逐点计算法来计算出桥梁在受力情况下的张力，从而确保桥梁的安全。
张力逐点计算法虽然操作步骤较为繁琐，但优点也非常明显。
首先，它可以精确计算出每个点的张力，使得工程设计更加精确。
其次，它可以考虑到结构的所有受力点，使得工程设计更加全面。
然而，张力逐点计算法也存在一些缺点。
首先，由于需要计算大量的数据，所以计算过程较为繁琐，需要耗费大量的时间和精力。
其次，由于张力逐点计算法需要对结构进行受力分析，所以只适用于静力结构，对于动态结构，则需要采用其他的计算方法。
镀锌生产线张力驱动控制基础
镀锌生产线张力驱动控制基础生产线带钢的张力来源于电机的驱动，正是在电机的驱动下，各个辊子的速度不同，前面辊子的速度大于后面辊子的速度，才使带钢绷紧，即有了张力。
所以必须从电机驱动知识入手，才能完全掌握张力控制的真谛，灵活自如的调整生产线张力，达到既保证产品质量又保证设备正常运转的最佳状态。
1.变频调速技术简介以前的生产线都是采用直流驱动，那是因为当时的驱动技术只能对直流电机实现调频调压控制，使电机的转速和输出力矩按照生产线工艺要求调整，而交流电机只能在50Hz工频下按一定的速度运转。
但直流电机体积大、结构复杂、维修费用高，给生产线的管理和运行成本带来很大的影响。
目前，随着变频调速技术的发展，特别是矢量控制技术的成熟，使交流异步电动机全面取代了直流电机，使用到各种连续运行的生产线中。
矢量控制的交流变频电机与传统的直流电机相比，不但结构紧凑、维修费用小，而且其机械特性、调速精度都可以与直流电机相媲美。
1.1交流异步电机变频调速原理交流异步电机的转速公式为：p fs n60 )1(-=式中：f——定子供电的频率，Hz；p——定子线圈磁极对数；s——转子转速与定子旋转磁场转速之间的转差率；n——电机转速，min/r。
由上式可知，对于一台电机来说，s和p都是固定不变的，只要平滑的调节其供电频率f ，就可以平滑的调节其转速，这是变频调速最基本的原理。
1.2变频调速系统的特性通过变频器以后，使变频发生了变化，电压有什么变化呢？我们再看异步电机定子绕组的感应电动势E 的关系公式：m r N f k E Φ=111144.4式中：1E ——气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值， V ； 1f ——定子频率，Hz ；1N ——定子每相绕组串联匝数； 1r k ——与绕组有关的结构常数； m Φ——每极气隙磁通量，b W 。
上式中，1r k 、1N 对于同一台电机而言基本是常量，而定子每相感应电动势与电机输入电压基本相等，所以：m kf E V Φ=≈111或 111f V k m •=Φ 式中：k ——对于同一电机而言不变的比例系数。
1450mm酸连轧机组活套张力控制
1450mm酸连轧机组活套张力控制冷连轧活套张力控制的动静态精度对于稳定轧制过程至关重要。
在结合活套张力控制原理的基础上设计出1 450 mm 冷连轧机活套电气控制系统，详细介绍了活套张力控制系统的控制原理及实现方案，对惯性力矩、弯曲力矩和摩擦力矩进行补偿，随后分析活套的运行情况。
实践证明此活套控制系统具有较好的控制效果，满足生产工艺的要求。
标签：冷连轧机;活套;恒张力控制;S120交流传动装置1、概述在冷轧带钢控制系统中，为保证产品质量和工艺过程稳定，无论是冷连轧机还是可逆冷轧机均需要稳定的张力控制。
按照不同的工艺要求：较典型的张力控制方法有间接张力控制和直接张力控制，间接张力控制常用于开卷、卷取、活套的控制;直接张力控制则用于精度较高的张力控制系统，冷连轧生产中常用于机架间的张力控制。
文中所设计的1450mm 6辊5机架酸连轧机组已于2019年初正式投产，其活套控制系统采用间接张力控制。
在活套的控制系统中，活套不仅需在同步运行时保持张力恒定，且要求系统能准确地在加减速过程中进行动态力矩补偿，并根据活套车的位置对张力给定进行修正。
2、入口水平活套2.1设备组成入口活套为水平活套，活套系统由活套车、活套车驱动装置、活套门、底部带钢支承辊、换辊小车和钢绳缓冲装置组成。
活套车上设有带钢转向辊、滑轮组及带钢支承辊和车轮，活套车的一侧设有水平滚轮，通过偏心轮来调整滚轮的开口度。
活套车上带有滑槽用以控制活套门的关闭。
活套车车体为焊接钢结构框架。
活套车驱动装置由电机减速机驱动，并保证活套车时刻处于可控状态。
当活套车运动时，设在活套车上的滑槽引导与活套门关联的连杆机构开始转动并带动活套门开闭。
活套门用于支撑存储的带钢，安装在活套车行进方向的两边，通过连杆机构由活套车驱动来完成开闭摆动。
底部带钢支承辊用来支持底部存储带钢的运行。
2.2设备性能酸洗入口活套由3臺电机组成，电机参数如下：其交流传动采用西门子公司交流传动装置，型号为：S120系列。
张力控制总结
张力控制一、开卷机、卷取机控制开卷机和卷取机采用间接张力控制:上图为开卷机和卷曲机的控制框图，主控制环还是速度电流控制双环，但其设定值和速度主令有一个速差。
在主控制环的速调输出上叠加一个张力限幅值，这个值就是开卷机和S 辊间的张力值转换为的转矩值。
二、活套控制活套控制采用直接张力控制：主控制环也还是速度和电流控制双环，另外根据活套的张力设定值，通过张力调节其输出速度调整量，叠加到到速度调节器的输入上。
张力调节器的实际张力值来源：1）张力计2）进行间接计算。
三、张力辊的控制张力辊为S辊，其分为两类：（1）速度控制张紧辊主辊做标准速度电流控制双环，速调用PI调节器，从辊也是速度电流双环，但是采用P调节器，其I来自于主辊（因为P和I调节器分开，所以一定要关闭从调节器的I环节）（2）张力控制张紧辊有以下4种情况：1）直接张力控制，有张力计2）直接张力控制，无张力计3）间接张力控制4）转矩控制注：A速度控制张紧辊和张力控制张紧辊都要分为主辊和从辊，其中主辊的速度调节器采用PI 调节器，而从辊的速度调节器采用P调节器，其I分量来自于主辊，因为主辊的积分分量反映了主辊的转矩，这样两辊的出力百分值都相同了。
B两辊中到底那个作为主辊：对于P100＝4 功率大的作为主。
P100＝5，靠近张力计的为主。
在没有张力计的场合，带钢进入的为主。
对于以上1）和2），主辊的控制方法都是在速度电流双环的速度环上叠加张力调节器输出，张力调节器的张力实际值可能来自于张力计，也有可能来自于计算值。
作负荷平衡需要SCB2，通过硬线连接，做点对点通讯。
四、速度调节器和张力调节器在张力调试中，调试的主要参数是能够对速度调节器及张力调节器产生影响的参数。
如下图（1）所示为速度调节器，在程序中所在位置为NCNOT/H3/NCO200。
如图（2）所示为张力调节器，在程序中所在位置是TECON/E3/TREG120。
速度调节器张力调节器（一）、速度调节器控制：1、速度环速度给定的由来：（1）速度控制器：当采用“经典积分控制环节时”，速度给定用的速度给定参考模型NSET_RM，当不采用“经典积分控制环节时，速度给定用的是综合速度N_ADD。
张力换算公式
张力换算公式
张力换算公式是用来计算物体上的张力的公式。
张力是指物体内部的受力，它的大小与物体的形状、材质以及外界施加的力有关。
张力换算公式可以通过测量物体上的张力来计算出张力的大小。
在物理学中，张力换算公式可以表示为：
T = F * cosθ
其中，T是物体上的张力，F是施加在物体上的外力的大小，θ是外力与物体之间的夹角。
通过这个公式，我们可以计算出物体上的张力。
例如，如果一个物体受到一个大小为10牛的外力，并且外力与物体的夹角为30度，根据张力换算公式，我们可以计算出物体上的张力为10 * cos30° = 8.66牛。
张力换算公式的应用非常广泛。
在工程领域中，我们可以使用张力换算公式来计算桥梁、绳索、电线等物体上的张力，从而确保它们能够承受外界施加的力。
张力换算公式还可以用于运动学中的问题。
例如，在斜面上滚动的物体，我们可以使用张力换算公式来计算物体所受到的张力，从而解决相关问题。
张力换算公式是一个重要的物理公式，它可以帮助我们计算物体上
的张力，进而解决与张力相关的问题。
通过应用张力换算公式，我们可以更好地理解和掌握物体的受力情况，为工程设计和物理学研究提供有力的支持。
通过学习和应用张力换算公式，我们可以更好地理解和掌握物体的受力情况，为工程设计和物理学研究提供有力的支持。
卷取张力对卷形的影响及设定方法
卷取张力对卷形的影响及设定方法张力卷取的关键在于张力设定，而张力又在于单位张
力的选择。
张力是根据轧制规格、材质来决定的，它对卷形的好坏起着直接的影响。
张力设定不当将造成许多影响，如果张力过大就会出现三种现象：（1）引起MD打滑而使钢卷造成塔形。
（2）增加带钢尾部（离开精轧末机架后）的波动，而造成外几圈出现锯齿状。
（3）容易将带钢拉窄（缩颈）。
张力过小就会引起松卷，严重者将造成半成品。
MD 打滑的象征表现在MD负荷继电器“ON”后，MD速度和电流很不稳定，波动比较大，带钢在PR前出现活套，此时操作人员必须立即采取有效措施防止事故的发生。
1）基准张力
计算机计算式：T t=100/5000·B·H·Tu·Rc
换算到MD轴上：Tt=1/a·B·H·Tu·Rc
式中：Tt：张力矩（KgM）
B：带钢宽度（mm）
H：带钢厚度（mm）
Tu：单位张力（Kg/mm²）
Rc：MD半径（0.381M）
a:齿轮比
2）弯曲力矩
计算机计算式：Xb=100/1500×BH²Yp×10ˉ³
换算到MD轴上：Xb=BH²Yp∕4a×10ˉ³式中：Yp：带钢的屈服强度。
高速镀锡线活套设计计算
高速镀锡线活套部分的计算一、计算条件：带钢宽度 mm 1150 b max =，带钢厚度t =0.5mm ，开、收卷机带钢最大速度v=480m/min ，前后活套间的最大速度400m/min ，单层带钢的最大张力 kg 1000=T 。
二、结构设计及钢丝绳的选型：1、前活套结构设计为双活套车，每台活套的设一台卷扬机，每台移动小车上配置转向辊10个,移动辊架上移需要承受的拉力:N S 1960008.9201000max =⨯⨯=每台卷扬机用两根钢丝绳牵引，所以单台卷扬机上钢丝绳需要承受的最大静拉力即为所选钢丝绳的破断拉力为： K 6862/1960007 S n max 0N F =⨯=≥（n 为钢丝绳的最小安全系数，牵引绳的最低安全系数不得小于4，此处按机构工作级别M7，选取n=7），所以选择钢丝绳的型号为： 36NAT 6×(19)W+FC 1770 ZZ 756（GB/T8918-1996），钢丝绳直径, mm 36 d =此钢丝绳的最小破断拉力总和为：KN F 7.917756214.1=⨯=，可以满足使用要求三、前活套卷扬机传动计算：由于活套的行程较大,，选取卷扬机的卷筒直径为D=1300mm 。
此时减速机需要输出的扭矩（按板厚0.5mm ）计算如下：m KN T K K ⋅=⨯⨯=≥2.1594.12725.11 T 21需运行;当两台小车同时充套时，小车的运行速度为：()m/min 10202/4001=⨯=υ，此时卷筒的转速为： r mp 45.23.110 D n 11=⨯==ππυ； 此时的减速比为3.30645.2750n n i 22===电， 需要的电机功率是：K W 7.32955045.265.01960009550n R T 22=⨯⨯==电N 1、选取电机型号为：,8280-S YTSP 功率KW 37，额定转速n 电=750rpm, 额定转矩m N ⋅1.471；选取减速机的减速比为： 8.317 i =此时,电机变频调速为：)(51.9H rmp 61.77845.28.317n i n Z 22=⨯==电，此时电机处恒功率运行，减速机的运行转矩为：m KN 21.14461.7788.3171.471750 T 1n ⋅=⨯⨯= m 2.159 T ⋅=≤KN 运行 2、为了使活套卷扬机的电机在频率可调范围内，满足使用性能，选取电机型号为：,8280-M YTSP 功率KW 45，额定转速n电=750rpm, 额定转矩m N ⋅0.573；选取减速机的减速比为： 8.317 i = 此时电机处恒功率运行，减速机的运行转矩为：m KN 4.17561.7788.3170.573750 T 1n ⋅=⨯⨯= m 2.159 T ⋅=≥KN 运行 所以选取减速机型号为：TRCI 750-317.8-110a, 输出转矩为m KN ⋅87.173;选取电机型号为：,8280-M Y T SP 功率KW 45，额定转速n 电=750rpm, 额定转矩m N ⋅0.573四、后活套卷扬机传动计算：由于活套的行程较大,，选取卷扬机的卷筒直径为D=1300mm 。
连轧时的张力设定计算和张力的自动控制.
3. 优缺点 控制系统简单，避免了卷径变化、速 度变化和空载转矩等对张力的影响， 控制精度高。 不易稳定。尤其是用张力计反馈的系 统，在建立张力的过程中，有时容易 出现“反弹”现象而影响控制效果⇒ 采用直接法张力控制系统都要设法先 建立张力，待建立稳定的张力之后， 再将张力闭环系统投人工作。
连轧时的张力设定计算和张力的自动控制 一、张力的产生 1.张力的产生：由于在轧件长度方向上 存在着速度差，使得轧件上不同部位 处的金属有相对位移而产生张应力⇒ 张力 2.大小表示：
以平均单位张力σTm 乘以所作用的横截 面积A就是作用在轧件上的张力T，即：
而σTm ＜ σs 时，张力作用使 轧件产生弹性变 形。
⇒
（2）公式分析： 要维持张力T恒定（即使 =C）有 两种方法： 方法一：维持 =C1和 =C2：用得 较多 方法二：使 ∝ 而变化，即按最 大转矩原则进行张力恒定的控制。
2. 方法一的讨论 （1）控制系统的组成——二部分构成 电枢电流控制部分：它是通过调节电 动机电枢电压来维持 Ia恒定。 磁场控制部分：它是通过调节电动机 的励磁电流，使磁通Φ随着钢卷直径D 成正比例变化，从而使Φ/D的比值保 持恒定。
电流记忆方式 （简称为AMTC） 力矩记忆方式 轧制力矩-轧制压力记忆方式（简称为 CFTC) 其中，电流记忆方式陈旧，力矩记忆方 式经过了改进，而轧制力矩-轧制压力记忆 方式是按轧制力矩与轧制压力之比几乎恒 定的原理建立的，应用最为广泛
2. 各种控制方式的控制特征及其优缺点 （1）概念 （2）控制过程 （3）优缺点
三、混合法张力控制系统 即采用直接法和间接法的系统， 通常是把间接张力控制系统作为粗 调，而把直接张力控制系统作为张 力的细（精）调。
连轧张力及活套控制
能适当调节各机架主电 机负荷
假若带钢在Fi 和Fi+1机架中 进行无张力轧制时的力矩 为M0，所需的功分别为N0(i) 和N0(i+1) 。
当带钢在张力T的作用下进 行连轧时，Fi+1机架便会通 过带钢牵拉Fi 机架，帮助Fi 机架轧钢 。
N
Fi
Fi+1
Fi+1 Fi
M
0
M1
M0
M2
轧机受张力作用后，张力的功率为：
计算公式
d i
dt
E L
i i1 wi i
i i1 Vi
1
i
E
写成矢量的形式：
d E WA V
dt L
动态张力公式
适用于板带、型钢、棒线材和钢管的动态连 轧张力公式：
t
e 1 At 0
A 1 1 e 1 At
W
1 V
式中 称为连轧常数 :
EWi 1
或
l i
供电装置
T D
ZC
vn
if
f
B
当卷取线速度v恒定时，钢卷直径D与电动机转速 n的关系为：
D=60v/πn
通过测速装置分别测出v和n，即可由卷径测量器 计算钢卷直径D 。
卷径测量器输出作为电动机磁通调节器的设定。
(1) 保持Ia和Φ/D恒定的方法
在卷取过程中当钢卷直径变化时，通过控制励磁电
Dc 钢卷瞬时直径 Ds 导辊直径 Nc 卷筒转速 Ns 导辊转速
开卷机
卷取机
PLG
PLG
图10.28 带钢轧制过程示意图
10.4.3 直接法控制张力的基本原理
直接法控制张力一般采用两种方法：
(1) 张力计实测张力，与张力设定值比较后，通过 调整机架间的速度，保持张力恒定。
活套张力计算
热连轧活套张力计算1.1.1活套控制基本力矩活套的几何结构图如下所示：图2.9 活套几何结构图图2.10 活套本体结构图符号描述单位A活套支点到上游机架的距离mm B活套支点到下游机架的距离mmL 机架间距离mm D 活套辊直径mm LL 活套臂长mm H 活套起套高度mm H0活套支点到轧线的距离mm 活套角度deg 1上游机架带钢角度deg 2上游机架带钢角度deg P活套重心与活套角的偏差deg GE 活套重量KG P 活套重心到支点的距离mm表2.5 活套几何结构图符号定义其中：2sinH D LLH cosarctan 1LL A H cos arctan2LLBH 活套高度和张力控制根据L2设定值自动执行。
本系统有三种控制理论用于活套控制，包括：传统控制，交叉解耦控制，传统控制+ILQ 控制（具体参见活套控制模型部分）。
这三种控制方式，都离不开基本力矩的计算，参见图4-2和图4-3，其计算过程如下：BSGmT TT T T 其中m T ：电机输出力矩[Nm] G T ：活套重力矩[Nm] S T ：带钢重力矩[Nm] T：带钢张力矩[Nm]B T ：带钢弯曲力矩[Nm] LLhWT*1sin2sinLL Lh W T S *cos *2LLE Lh HW T B*cos *163)cos(***PGP g GE T 其中W ：带钢宽度[mm]h：带钢出口厚度设定值[mm] ：带钢张力设定值[KG/mm 2] ：带钢密度[KG/m 3]E ：带钢杨氏模量 [KG/mm 2] g：重力加速度，9.807m/s21.1.2带钢张力计算单位张力值计算为活套电机力矩减去带钢重力矩、弯曲力矩、离心力矩、活套辊重力矩四个量得到的。
与基本力矩相比，它多了一个带钢离心力矩。
LLh WT T T T T E B S G m1sin 2sinLLgVW h T E*cos 212其中：E T ：带钢离心力矩[Nm] V：上游机架速度[m/s]。
第三章张力计算及驱动原理
第3章 张力计算及驱动原理张 力 − 输送机牵引构件内的拉紧力。
主要包括：1)张紧装置形成的初张力(予张力)；2)克服各种阻力所需的张力；3)由动载荷所形成的张力。
静张力 − 包括初张力和克服阻力所需张力，包括1)和2)； 动张力 − 由于动载荷所形成的张力。
张力计算的目的是确定输送机牵引构件的最小张力和最大张力，以便选择强度合适的牵引构件。
另一目的是确定驱动装置传递的圆周力，最终确定电机的功率。
为进行张力计算首先进行阻力计算：3.1 阻力计算牵引构件的运动阻力可分为三类：1)直线区段阻力；2)曲线区段阻力；3)局部附加阻力3.1.1直线区段阻力现考虑某一输送机(图3-1)。
斜长为L (机长)，[m]；倾角为β，向上输送，牵引件速度为v ；线载荷为q ，[]，取一段研究(对带式输送机有)：' q q q q ++=带物式中 q’ − 转动部件线载荷；牵引构件受力：物料正压力：β ；物料自重分力：β ；牵引构件沿支承装置运动时的阻力：ωβ其中 ω − 运行阻力系数，表示阻力与正压力成比。
建坐标系如图3-2，现考虑x 向平衡。
1、向上运动此时，阻力向下。
有：)sin cos (ββωa a b a qL qL S S ++=2、向下运动此时，阻力向上。
有：)sin cos (ββωa a a b qL q L S S -+=由上面两式知：牵引构件沿运动方向内任一点的张力等于后一点张力与该两点间区段上的阻力图3-1 直线段阻力图3-2之和。
因此，两端的张力之差,就表示该区段的运动阻力：向上：)()sin cos (H L q q L S S W a b a a +=+=-=ωββω向下：)()sin cos (H L q q L S S W a a b a -=-=-=ωββω直线段张力计算：W S S i i +=-1运行阻力：)(H L q W a ±=ω单位长度上阻力：)sin cos (ββω±==q L W P aaa a 、线载荷q 的讨论：q 分为有载分支和无载分支。
镀锌线入口活套计算书
2#镀锌线入口立式活套计算书1、 工艺参数：工艺段速度： 120m/min V =′带钢张力： 15KN T =′工艺段速度： 90m/min V =带钢张力：20KN T =活套工作的设计时间：t 1=128 s 入口带钢换卷工作时间：t 2=88 s 活套工作的富裕时间：128-88=40 s 入口活套小车辊数为：a=8 活套小车带材条数为：C=2×a=162、 入口活套套量的计算：（按120m/min V =′计算） 2.1、入口活套换卷工作所需最小套量：176m 6088120t V L 22=×=⋅′= 2.2、入口活套带钢的实际贮存量：256m 60128120t V L 11=×=⋅′=说明：活套采用双活套串联结造，单个活套的贮存量为128m，带钢总贮存量为256m。
2.3、活套小车的工作行程：8m 16128L ==（见图1） 3、 活套小车、卷扬机力能参数计算：3.1、卷扬机钢丝绳张力计算： 3.1.1、工艺速度：90m/min V =活套带钢最大张力：20KN T =折算到卷筒钢丝绳处的拉力为：（见图1、图2）16T F 1=，2F F 12=，4FF 23= 单根钢丝绳拉力：40KN 2022T F 3=×== 两根钢丝绳总拉力为：F 总=2F 3=2×40=80KN3.1.2、工艺速度：120m/min V =′活套带钢最大张力15KN T =′折算到卷筒钢丝绳处的拉力为：（见图1、图2）16T F 1=，2F F 12=，4F F 23= 单根钢丝绳拉力：30KN 1522T F 3=×==两根钢丝绳总拉力为：F 总=2F 3=2×30=60KN说明：a、忽略带钢自重。
B、活套小车加有配重且配重与小车重量近似相等，故小车重量忽略不计。
3.2、 卷扬机钢丝绳速度计算：3.2.1、由图1、2活套小车与钢丝绳速度关系可知：,16V V 1=Q ,V V 21=32V 41V = 34V V =∴4VV 3=∴3.2.2、带钢最高速度时：120m/min V =′30m/min 41204V V 3===3.2.3、带钢最高速度时：90m/min V =′22.5m/min 4904V V 3===′ 3.3、 卷筒线速度计算：Q 卷筒线速度与钢丝绳线速度相同：30m/min V 3=∴ 22.5m/min V 3=′ 4、 卷扬机结构参数选择： 4.1、 钢丝绳的选择:单根钢丝绳的最大静拉力为：40KN F 3= （T=20KN 时） 选择钢丝绳的安全系数为：7=n 整条钢丝绳的破断拉力为：.n F S 3p ≥280KN 740.n F 3=×= 即：280KN S P ≥选择钢丝绳的型号为：18505.21376−−× 74)(GB1102−钢丝绳直径为：21.5mm d =钢丝绳公称抗拉强度为： 21850N/mm 钢丝绳破断拉力总和∑=≥KN 223322000N S 即： 280KN n F S 3=⋅≥∑4.2、卷筒结构参数计算： 4.2.1、卷筒直径计算：钢丝绳直径为：21.5mm d =系数h 值为：22.4卷筒的名义直径：mm d h D 6.4815.214.221=×=⋅=541mm 252)π70041010.8()p Z D πm H (L 31max 0=×+⋅××=+⋅⋅=4.2.2.2、绕在卷筒上的钢丝绳段长度取：500mm L 0= 4.2.2.3、卷筒所需长度计算：1550mm 20025)350(5502L )L L 2(L L g 210S =+×++×=+++=符号意义：a、—最大起升高度 (图3)max H b、—滑轮组倍率m c、—钢丝绳安全圈数， 1Z 3~5.11≥Z d、—无绳槽的卷筒端部尺寸 1L e、—固定绳尾所需长度，2L p L 32≈ f、—中间光滑部分长度g L g、p—绳槽节距，mm d p )4~2(+= (d—钢丝绳直径)4.2.2.4、初选卷筒长度：1550mm L S = 4.3、卷筒壁厚δ计算：卷筒材料:ZG270-5001550mm L S = 700mm D =3D L S <∴4.3.1、根据公式：)](N/mm [σPδS Aσ2y max1≤⋅= 计算得： 17.8mm 1802510801][σP S A δ3y max =×××=⋅≥符号意义：a、A—与卷筒层数有关的系数 （卷筒层数n=1，系数A=1） b、—钢丝绳最大拉力，N max S c、P—卷筒节距，mmd、δ—卷筒壁厚，mme、—许用压应力，][σy 2N/mm 钢：2S y 180N/mm 1.52701.5σ][σ===5、 σW 1003查，材料为45＃、Ø100轴的弯曲许用应力 2195N/mm ][=σ即，2195N/mm ][=<σσW 故，滑轮轴采用45＃钢，直径为Ø100mm 可满足强度需求。
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热连轧活套张力计算
1.1.1活套控制基本力矩
活套的几何结构图如下所示：
图2.9 活套几何结构图
图2.10 活套本体结构图
符号描述单位
A 活套支点到上游机架的距离mm
B 活套支点到下游机架的距离mm
其中：
02sin H D
LL H -+
*=θ θθcos arctan
1*+=LL A H
θθcos arctan
2*-=LL B H
活套高度和张力控制根据L2设定值自动执行。
本系统有三种控制理论用于活套控制，包括：传统控制，交叉解耦控制，传统控制+ILQ 控制（具体参见活套控制模型部分）。
这三种控制方式，都离不开基本力矩的计算，参见图4-2和图4-3，其计算过程如下：
B S G m T T T T T +++=σ
其中
m T ：电机输出力矩[Nm] G T ：活套重力矩[Nm]
S T ：带钢重力矩[Nm] σT ：带钢张力矩[Nm]
B T ：带钢弯曲力矩[Nm]
()()[]LL
h W T *1sin 2sin θθθθσσ--+***=
LL L h W T S *cos *2θρ
***=
LL
E L h H W T B *cos *163
θ*⎪⎭⎫
⎝⎛***=
)
cos(***P G P g GE T θθ-=
其中
W ：带钢宽度[mm]
h ：带钢出口厚度设定值[mm]
σ ：带钢张力设定值[KG/mm 2] ρ ：带钢密度[KG/m 3]
E ：带钢杨氏模量 [KG/mm 2
] g ：重力加速度，9.807m/s 2
1.1.2 带钢张力计算
单位张力值计算为活套电机力矩减去带钢重力矩、弯曲力矩、离心力矩、活套辊重力矩四个量得到的。
与基本力矩相比，它多了一个带钢离心力矩。
()()[]LL
h W T T T T T E
B S G m ***--++---=
1sin 2sin θθθθσ
()LL g
V W h T E *cos 212θρθθ**+***=
其中：
E T ：带钢离心力矩[Nm]
V ：上游机架速度[m/s]。