弯辊力使用分析
弯辊力对带钢凸度影响的有限元分析
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２ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 年 ６ ０６ 月出版
铸坯均热温度 、出炉温度及连轧开轧温度是
高温再结晶后快冷至未再结晶区进行低温控 轧， 避免在部分再结晶区变形产生混晶组织， 应 在未再结晶区保证足够的累积变形量， 从而获得 细化的带钢组织。 通过对控轧工艺的研究， 珠钢仅用厚 ５ 一 ０ ６ｍ ０ ｍ的铸坯即生产出了厚 ８ ｍ 以上的 Ｘ ２ ｍ ５， Ｘ ６ Ｘ０ ５ ， 钢级管线钢，产品组织细小、均匀， ６ 低温冲击韧性较好 ，各项性能完全达到标准。
Ｏ ａ ｈ Ｉ ｎ＆Ｓ ｅＣ ． ｔ． ｈｎｈｉ ９０ Ｃ ｉ ； ｈ Ｓ ｔＫｙ ． ａ ｒ Ｂｏ ｎ ｓ ｏ ｔ ｌ ，Ｌｄ，Ｓａｇａ２１０ ， ｎ ２Ｔ ｅ ｅ Ｌｂ ｅ ｏ ０ ｈ ａ ． ｔ ｅ ａ ａ
ｏ Ｒ ｌ ａｄ ｏ ｔｎ Ｎ ｔ ａｔｎ ｖ ｓｙ Ｓ ｎａｇ ０４ Ｃ ｎ ｌ ｇ Ａ ｔ ａｏ， ｒ ｅｓ ｒ Ｕ ｉ ｒｔ， ｅｙｎ １００ ， ｉ ） ｆ ｉ ｎ ｕ ｍ ｉ ｏｎ ｏｈ ｅ ｎ ｅｉ ｈ １ ｈａ
参单元相比， 能更好地模拟实际曲面， 如图１ 所
示。２ 节点六面体等参单元采用三维二次插值 ０ 方程表达节点的坐标和位移，因此可给予弹性分 析的应变场更精确的表示。而 ８ 节点六面体等参 单元采用三维线性插值方程表达节点的坐标和位 移，因此在整个单元中应变值趋于恒定，这种趋
２１ 带钢的轧后形状 ． １３ｍ ２０ ｍ宽带钢在无弯辊力作用下的轧后带
精轧机弯辊系统液压故障分析与控制
精轧机弯辊系统液压故障分析与控制摘要:工作辊弯辊系统是热轧带钢厂精轧机组的重要组成部分，用于对工作辊提供液压弯辊力，平衡上工作辊重量，消除工作辊和支承辊间隙；它与窜辊系统配合工作，实现带钢凸度和平直度控制。
本文以首钢某热轧2250生产线为对象，详细介绍了工作辊弯辊机械结构和液压控制原理；对生产过程中出现的液压弯辊力突变，从液压故障和轧辊受力进行了详细分析，并提出针对性控制措施。
关键词：弯辊；液压；故障；控制措施0 引言首钢某2250热轧带钢生产线采用半连续式热轧带钢轧机，其中机械介质部分为德国西马克公司整体初步设计，并由首钢国际设计转化，采取进口设备和国内设备制造相结合。
其精轧机为六机架连轧，每架轧机均设计有CVC shifting system(凸度控制系统)，即工作辊液压弯辊和窜辊板型控制系统。
液压弯辊用于对工作辊产生弯辊力，平衡上工作辊重量，消除工作辊和支承辊间隙，以实现精轧带钢凸度和平直度控制。
液压弯辊板型控制系统属于电液伺服力控制系统，它具有精度高、响应速度块、功率大、结构紧凑和使用方便等优点，因此得到广泛应用[1]。
2250热轧线自投产以来，精轧多次出现液压弯辊力异常，造成生产线停机。
统计显示，精轧弯辊液压故障，约占该厂精轧液压总停机故障的80-85%，成为了困扰生产稳定的较大隐患，急需攻关解决。
1工作辊弯辊结构原理1.1弯辊机械结构每台精轧机安装有四台工作辊弯辊缸，分别布置在传动侧和操作侧牌坊入口和出口。
操作侧弯辊缸与窜辊缸和工作辊锁紧缸集成在一起；传动侧弯辊缸与轴头抱紧缸集成在一起。
弯辊缸缸杆直接作用在工作辊耳座上镶嵌的铜滑板上，实现上下工作辊弯辊、平衡和压紧功能。
1.2 工作辊弯辊液压控制原理工作辊弯辊液压回路由精轧高压液压系统供油，进油压力为290ba。
四台弯辊缸的有杆腔相互联通，由比例减压阀组控制；两侧弯辊缸无杆腔由各自的伺服阀和比例阀组进行控制，其控制模式分为：轧钢模式和换辊模式。
开炼机辊筒受力分析
开炼机辊筒受力分析开炼机的辊筒工作时受有较大的横压力、摩擦力、温度应力、大小驱动齿轮和速比齿轮的作用力。
由于胶料横压力的作用，辊筒要承受弯曲应力，由于胶料的摩擦力和轴承的摩擦力作用，辊筒要承受扭转应力，可见辊筒实际上是受有弯曲和扭转的复合应力。
此外，辊筒的自重作用都必须给予考虑。
由于辊筒内外温度差而引起的温度应力和冷硬铸造产生的内应力都对辊筒强度有影响，在精确计算时都应考虑。
担内应力因计算困难，一般可在安全系数中考虑即可。
辊筒在工作状态下的负荷如图2－33所示。
1．胶料对辊筒的横压力P p=p·L公斤P px=P p·cosβ公斤P py＝P p sinβ公斤式中P p——总横压力，公斤；P——单位横压力，公斤/厘米；P px，P py——横压力的水平分力，垂直分力，公斤。
2．驱动齿轮的作用力大小驱动齿轮在传动过程中，齿轮间便产生相互作用的力（如图2－33所示）：圆周作用力P的方向与节圆相切；径向作用力T的方向与齿轮的半径方向一致。
大驱动齿轮圆周作用力：P ＝12d M k 公斤 式中M k ——作用在大驱动齿轮上的扭矩，公斤∙厘米；d 1——大驱动齿轮的节圆直径，厘米。
这里应指出：经电动机、减速器、大驱动齿轮传来的扭矩，是供前后辊加工胶料的需要，故由前后辊筒共同承担。
即 M k ＝M k1+M k2公斤∙厘米M k1=9740011n N 公斤∙厘米 M k2=9740022n N 公斤∙厘米式中 M k ---大驱动齿轮的扭矩，公斤∙厘米；M k1、M k2——前、后辊扭矩，公斤∙厘米；N 1、N 2——后、前辊消耗功率，千瓦；n 1、n 2——后、前辊转数，转/分。
在炼胶时可粗略地认为M k1＝M k2圆周作用力的水平分力和垂直分力分别为：P x ＝P ·cos α'公斤P y ＝P ·sin α'公斤式中 α'——大小驱动齿轮轴线与垂直线偏移角（一般α'＝15～200）。
辊弯成型技术理论及应用
辊弯成型技术理论及应用辊弯成型技术又称冷弯成型或辊压成型技术，在建筑行业、农机制造、汽车制造等多个领域应用，对我国的经济发展有十分重要的作用。
1 辊弯成型理论锟弯成型又被称作锟压成型或冷弯成型，是一种金属成型技术，其成型的原理相对复杂，就目前来看，锟弯成型理论的相关研究还有待进步。
简化解析法是锟弯成型技术领域当中最常采用的研究方法，该方法指的是分别对纵向弯曲变形与横向弯曲变形进行分析研究，其中，将前者当做弹塑性薄壳来分析，而后者则通过运用纯弯曲理论及弹塑性理论进行分析。
国外在该方面的研究较为深入，例如新西兰的有关研究人员对不同弯曲角度及弯曲角度增量下应变的变化，单锟或者多锟环境下的纵向应变等方面均有了重要成果，并得出是弯曲角的增量直接影响峰值应变，而并非轧制过程中的轧锟角度。
2 辊弯成型CAD/CAM技术2.1 辊弯成型孔型辅助设计（CAD）技术。
锟弯成型是一个复杂繁琐的工艺过程，因此受到的干扰因素也很多，一旦出现设计制作或质量瑕疵，不仅会造成企业经济损失，还会导致众多诚信或信誉问题。
仿真技术的应用是锟弯成型过程中的一大进步，既缩短了调试的时间，又提高了企业生产的效益。
目前锟弯CAD或CAE系统的研发进展已经趋于成熟，其中最典型的就是由德国一家公司开发的COPRA系统，该系统最大的特点是能够对所有类别的锟弯型钢断面进行轧锟设计，并可以提供整个工艺过程所需的集成化与全面化的软件方案，具有成型模拟过程独特，技术优化以及成本计算效率高等优点。
2.2 辊弯成型轧辊的CAM技术。
在板金属锟弯成型中，轧锟是其中的关键部件之一，轧锟具有精度要求高，外形轮廓复杂等基本特点，且轧锟的耐磨性应尽量满足批量化生产的要求。
轧锟若采用传统的机械加工方式，则很难保证轴向与型面精度及轮廓形状，因此需要通过数控加工来完成。
CAM技术通过数控编程加工，有效提高了轧锟的加工质量及型面加工精度，具有生产效率高，自动化水平高等特点。
3 辊弯成型CAE技术3.1 仿真技术进展。
某1580热连轧机工作辊弯辊及横移结构分析及改进
某1580热连轧机工作辊弯辊及横移结构分析及改进文章从工作辊弯辊及横移装置的结构出发，结合某1580mm热连轧机实际情况，对其弯窜辊装置中的操作侧、传动侧卡板缸进行了分析及改进，现已应用于实际生产中，以期在减少停机时间、降低故障率、提高工作效率方面发挥一定的作用。
标签：工作辊弯辊；横移；工作辊卡板缸1 引言目前，市场上对板带材产品的宽度需求日益增加，厚度尺寸逐渐减薄，板型精度要求日益增加，因此怎样有效地解决板带材横向厚差的变化以及因边部和中部变形不均而出现波浪的问题，从而获得接近理想形状的优质板材成为各钢铁企业重点解决和研究的课题[1-2]。
在轧制过程中，轧件横向厚差和板型变化主要是由辊缝形状变化引起的，而调整轧辊辊型是获得良好板型的关键因素，它的基本思想是根据实际情况随时改变轧辊的实际凸度，使板材的横向厚差和板型控制合理的范围内。
目前常用的调整辊型的方法有[3-5]：改变原始辊型法，改变温度辊型法以及液压弯辊法。
前两者都有其局限性，或者只能适应于单一规格的轧件，或者调整辊型的速度很慢；而液压弯辊系统因其高效和高精度在板带材轧机中得到了日益广泛地应用，它是利用液压缸对轧辊施加弯矩，使轧辊产生附加挠度，进而增加或者减少轧辊原有凸度，从而获得最佳辊型。
本文以板带材连轧机典型的液压弯辊系统-工作辊弯辊及横移装置为基础，分析了其结构及其工作方式，并对某些部位进行了结构改进。
2 工作辊弯辊及横移装置的结构分析工作辊弯辊及横移装置是板带材轧机中的重要机构，以轧制标高面为基准可分为上弯辊装置和下弯辊装置，上、下弯辊装置分别由驱动工作辊横移的液压缸以及四个弯窜辊缸块组成，弯窜辊缸块内部根据弯辊力的不同装有一定数量的液压缸。
上弯辊装置作用主要是平衡上工作辊部件和上支承辊零件的重量；消除上支承辊轴承中的间隙；给工作辊和支承辊之间提供足够的压靠力；减小上辊系和压下之间的间隙，保证预设辊缝精度；正常工作时为工作辊提供合适的弯辊力。
1700铝箔轧机弯辊液压系统工作原理分析
1700铝箔轧机弯辊液压系统工作原理分析黄晓华（中铝公司西北铝加工厂，甘肃定西748111）【摘要】本文单就弯辊系统的工作及控制原理进行分析，以便于更好的使用及维护好该设备，充分发挥设备的技术性能优势。
【关键词】弯辊力弯辊缸交界力1700铝箔轧粗中轧机和精轧机是我厂从奥钢联－克莱西姆公司引进的具有当代世界先进水平的轧机。
该轧机采用了很多先进的控制技术．本文单就弯辊系统的工作及控制原理进行分析，以便于更好的使用及维护好该设备，充分发挥设备的技术性能优势。
1弯辊力的作用安装在轧机机架牌坊上的弯辊缸用于通过轧机轴承箱给轧辊施加径向的外力。
正弯辊所施加的力使上下工作分离；负弯缸所施加的力使上工作辊和上支承分离、下工作辊和下支承辊分离，负弯力使上下工作辊轴承箱靠拢。
加到工作两端的弯辊力起到使工作辊弯曲的作用，从而控制带材的平整度。
在该轧机上正弯缸和负弯缸同时加力，实际的轧辊弯曲取决于正弯力和负弯力的净力即净弯辊力，净弯辊力作用在带材板形上弯辊力的改变是均匀的和近似平行的，因而，轧辊液压缸常被用于控制材料误差的均匀性。
弯辊缸的弯辊力取决缸中油压与无杆腔面积的乘积再乘以缸的数量。
在该系统中，为了实现净弯力，正负弯缸采用两套独立的液压回路，由一套油泵供油，各自采用单独的电液伺服阀、液压缸及传感器。
单独的伺服阀及压力传感器用于各自弯辊缸中压力的闭环、开环的控制及显示。
为了实现净弯力，控制系统必须能单独控制正弯和负弯压力。
通过单独的伺服控制，正负弯缸由单独的伺服阀在任何给定的时间供给压力油，通过各自压力传感器控制缸中的油压。
该设计的优点是进出正负弯缸的油互不影响，从提高了弯辊控制的高稳定性（特别是零位附近）、高响应、无冲击等高性能。
2弯辊控制原理及目的在该轧机上，弯辊伺服阀能用开环和闭环两种方式控制：（1）开环。
用于直接设置轧辊弯辊伺服阀给弯辊缸一个固定输入输出流量的情况，使正常情况下正弯油缸达到设置点的最大压力，以确保轧机急停时，正负力达到设置的最大值，使急停时上下工作辊快速分离。
液压弯辊控制中工作辊辊颈弯曲刚度探讨
第1期总第179期冶 金 丛 刊S u m .179 N o .1 2009年2月M E T A L L U R G I C A LC O L L E C T I O N SF e b r u a r y 2009 基金项目:武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室开放基金,项目编号2007A 10. 作者简介:金晓宏(1960-),男,副教授,武汉科技大学机械自动化学院.液压弯辊控制中工作辊辊颈弯曲刚度探讨金晓宏1,2 童云春1 赵先琼2(1.武汉科技大学机械自动化学院湖北武汉430081;2.中南大学机电工程学院湖南长沙410083)摘 要 在电液弯辊控制系统中,负载刚度是一个决定系统特性的核心参数。
该刚度由工作辊辊颈弯曲刚度和弯辊缸刚度等构成。
本文借助有限元方法进行建模和仿真计算,讨论了不同板宽和不同轧制力作用下的工作辊辊颈弯曲刚度的差异和特点,得到了该弯曲刚度的变化规律和范围,为高精度液压弯辊控制建模提供了有力的依据。
关键词 弯曲刚度;弯辊;板带轧机;有限元法中图分类号:T P 271;T G 333.17;U 284.2 文献标识码:A 文章编号:1671-3818(2009)01-0001-03D I S C U S S I O NO NT H ENE C K B E N D I N GS T IF F N E S SO FWO R K R O L L SI NT H EH Y D R A U L I CB E N D I N G R O L LC O N T R O LS Y S T E MJ i n X i a o h o n g 1,2 T o n g Y u n c h u n 1 Z h a o X i a n q i o n g2(1.C o l l e g e o f M a c h i n e r y a n d A u t o m a t i o n ,W u h a n U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ,W u h a n 430081,H u b e i ;2.C o l l e g e o f M e c h a n i c a l a n d E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g ,C e n t r a l S o u t h U n i v e r s i t y ,C h a n g s h a 410083,H u n a n )A b s t r a c t I na ne l e c t r o -h y d r a u l i cb e n d i n gr o l l c o n t r o l s y s t e m ,l o a ds t i f f n e s s i s ac o r ep a r a m e t e r t o d e t e r m i n e t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e s y s t e m .T h e s t i f f n e s s c o n s i s t s o f n e c k b e n d i n g s t i f f n e s s o f w o r k r o l l s ,s t i f f n e s s o f t h e b e n d i n g c y l i n d e r a n d s o o n .T h e m o d e l i n g a n d s i m u l a t i o n w e r e p e r f o r m e d b y m e a n s o f t h e f i n i t e e l e m e n t m e t h o d .T h e c h a r a c t e r i s t i c s a n d d i f f e r e n c e s w e r e d i s c u s s e d f o r t h e n e c k b e n d i n g s t i f f n e s s o f w o r k r o l l s i n t h e c o n d i t i o no f d i f f e r e n t s t r i pw i d t h w i t hv a r i o u s r o l l i n g f o r c e .T h e r u l e a n dt h e v a r i a b l e r a n g e o f t h e s t i f f n e s s w e r eo b t a i n e d .I t g a v ea s o l i df o u n d a t i o nt o t h em o d e l i n gf o r t h eh i g h -p r e c i s i o n c o n t r o l i n h y d r a u l i c b e n d i n g r o l l c o n t r o l s y s t e m .K e y w o r d s b e n d i n g s t i f f n e s s ;b e n d i n g r o l l ;s t r i p m i l l ;f i n i t e e l e m e n t m e t h o d1 前言轧制力引起轧辊变形,轧制力愈大,变形愈大。
热连轧机液压弯辊控制
热连轧机液压弯辊控制郭月娜(渤海铝业有限公司 铝箔厂,河北 秦皇岛 066003)摘要:介绍了川威950mm 热连轧机精轧机液压弯辊力控制系统的结构特点及系统功能,该弯辊控制系统可大大提高板形质量。
关键词:热连轧机;液压弯辊;自动控制系统中图分类号:TG 33317 文献标识码:B文章编号:1006-5008(2005)01-0046-02ROL L B EN D IN G H YD RA UL I C CO N T ROL FO RHO T CO N TIN U O US ROL L IN G M IL LGU O Yue -na(Aluminium Foil Plant ,B ohai Aluminium Co.,L t d.,Qinhuangdao ,Hebei ,066003)A bst ract :The st ructural f eatures and system f unctions of hydraulic roll bending cont rol system of fin 2ishing mill of Chuanwei 950mm hot continuous rolling mill are int roduced.Wit h t hat t he p rofile shap e quality got greatly imp roved.Key Words :hot continuous rolling mill ;hydraulic roll bending ;aut omatic cont rol system1 前言随着工业产品需求层次的提高,对钢铁企业提供板带钢的尺寸精度和板形精度提出了更高的要求,板形控制已成为轧钢企业的重点课题。
目前,液压弯辊力板形控制系统以其高效和高精度在钢铁企业得到广泛应用。
板形控制主要通过控制轧制过程中的轧辊挠度和热凸度实现。
液压弯辊力控制系统由弯辊液压缸产生弯辊力,在轧制过程中向工作辊或支撑辊辊颈施加液压弯辊力,瞬时改变轧辊的有效挠度,从而改变承载辊缝形状,使轧制后带钢的延伸沿横向均匀分布,进而达到板形控制的目的。
辊弯成型技术理论及应用研究现状
自20世纪80年代以来，快速成型技术得到了快速发展。目前，国际上已经出 现了许多具有代表性的快速成型技术，如立体光刻（SLA）、叠层实体制造 （LOM）、熔融沉积制造（FDM）等。这些技术的不断发展，使得快速成型设备的 性能和精度得到了显著提高，同时也降低了制造成本。
2、国内研究现状
近年来，我国在快速成型技术领域也取得了长足进展。众多科研机构和企业 纷纷投入巨资进行研发和应用，使得我国快速成型设备的生产和制造能力不断提 升。国内研究现状呈现出技术水平逐步提高、应用领域不断拓展的良好态势。
本次演示通过对光固化快速成型的理论、技术及应用的深入研究，发现该技 术在缩短产品开发周期、降低制造成本、提高产品质量等方面具有显著优势。同 时，光固化快速成型技术的应用前景广泛，可为各行各业提供个性化的定制服务， 满足多元化的市场需求。然而，光固化快速成型技术的发展仍存在一定的局限性， 例如设备成本高、材料价格贵等问题，需要进一步加以解决。
随着计算机技术的不断发展，计算机辅助设计系统在异形管连续辊弯成型工 艺中得到了广泛应用。通过引入计算机辅助设计系统，可以大大提高生产效率、 降低生产成本、缩短产品开发周期，同时还能提高产品的质量和精度。
计算机辅助设计系统在异形管连续辊弯成型工艺中的应用包括软件和硬件技 术的使用。在软件方面，常用的软件包括CAD、CAM和CAE等，这些软件可以帮助 设计师进行产品的设计、分析和优化。在硬件方面，随着计算机技术的不断发展， 高性能计算机和高速网络的使用为异形管连续辊弯成型工艺提供了强有力的支持。
三、辊弯成型应用研究
1、汽车制造业
在汽车制造业中，辊弯成型技术被广泛应用于制造汽车零部件，如车门、发 动机罩、后备箱等。利用辊弯成型技术可以生产出具有较高强度和稳定性的零部 件，提高汽车的整体性能和安全性。
UCM冷连轧机弯辊力设定值优化的研究
2008年10月・第25卷・第5期Oct.2008 Vol.25 No.5 轧 钢STEEL ROLL IN G UCM 冷连轧机弯辊力设定值优化的研究梁勋国,徐建忠,王国栋,刘相华(东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁 沈阳 110004)摘 要:在改进的影响函数法基础上,采用了现场控制系统中的轧制力模型,考虑前后张应力的影响,加入了前张应力迭代环并开发了UCM 冷轧机最佳弯辊力计算程序。
在给定中间辊横移量条件下,计算了UCM 冷连轧机轧制不同规格带材时的最佳弯辊力。
工业试验表明,采用最佳弯辊力进行轧制,板形标准差平均值减少了22%～56%,获得了良好的板形控制效果。
关键词:UCM 冷连轧机;影响函数法;弯辊力;板形控制中图分类号:T G 333172 文献标识码:A 文章编号:1003-9996(2008)05-0021-05Study on Optimizing of B ending Force Preset for UCM T andem Cold MillL IAN G Xun 2guo ,XU Jian 2zhong ,WAN G Guo 2dong ,L IU Xiang 2hua(The State Key Lab of Rolling and Automation ,Nort heastern University ,Shenyang 110004,China )Abstract :A program was developed for calculating the optimum bending force of UCM tandem cold mill based on the modified influence f unction method.Hill ’s rolling force model was used ,and a front tension stress itera 2tion loop was added in consideration of the effect of f ront and back tension stress 1Optimum bending force for rolling different strip was calculated in the condition of giving a shifting distance of intermediate roll 1Industry experiment proved that the average of flatness standard deviation could be reduced by 22%～56%by using the optimum bending force and good shape control result was achieved 1K ey w ords :UCM tandem cold mill ;influence f unction method ;bending force ;shape control收稿日期:2008-01-09作者简介:梁勋国(1980-),男(汉族),广西平男人,博士研究生。
宽厚板轧机弯辊系统故障分析与改进
宽厚板轧机弯辊系统故障分析与改进摘要本文描述湘钢3800 mm轧机弯辊系统基本功能、原理，并通过对弯辊系统所出现的问题进行持续跟踪、改进，解决了轧机弯辊系统频繁出现了各类问题，减少了事故，提高生产效率，改善钢板形状。
关键词弯辊缸；伺服阀；承压头；弯辊力；板形中图分类号TG333 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)051-0146-02湘钢3800 mm轧机为SEMAC设计，中国一重制造。
其中电控系统、液压系统和部分关键机械设备为进口设备。
弯辊系统是中厚板轧机重要的组成部分，对板型控制起到至关重要作用。
通过低温、大压下量轧制方式从而获得强度更高、性能更全面的现代轧制工艺方法对中厚板轧机弯辊系统提出了更高的要求。
1 系统组成、功能及原理1）组成：3800 mm轧机弯辊系统主要构成：伺服液压站、液压控制回路（伺服阀、液控单向阀、溢流阀）、压力传感器、PLC和16个弯辊缸构成。
液压原理：弯辊缸活塞侧和杆侧分开控制，杆侧是通过一个三通减压阀加切断阀，压力稳定在40bar，从而保证轧钢时活塞与缸头无直接接触；换辊时能自动收回去。
活塞侧液压回路中有平衡功能回路和弯辊功能回路两部分，采用并联连接，两个各自独立的回路上都有插装式切断阀并通过先导控制阀进行控制切断，从而保证检修和事故状况下的回路安全可靠。
2）功能：①紧急平衡功能，下工作辊弯辊缸的活塞侧压力为30 bar，作用是让下工作辊紧贴下支撑辊防止咬钢和抛钢时跳动；上辊油缸活塞侧压力为110 bar，作用：平衡掉上工作辊的重力、使上工作辊紧贴上支撑防止咬钢、抛钢时跳动。
当弯辊功能出现故障时，可切换到紧急平衡功能，保证生产的延续进行。
②弯辊功能：轧制以前，弯辊缸产生比较大的作用力，迫使工作辊产生一定的反向预弯曲，消除掉轧钢时辊系中间变形量，保证钢板厚度均匀和良好的板形。
图13）工作原理：当轧机L2接收到钢板信息后，轧制模型会自动计算出每一道次需要的弯辊力，后将弯辊力自动发给TCS系统（L1），此时PLC根据此期望弯辊力和现场传感器检测到的实际弯辊力进行比较，计算出偏差后，将此偏差信号送到伺服阀上从而达到期望的弯辊力。
冷轧弯辊控制原理
冷轧弯辊控制原理
一、力控制原理
冷轧弯辊的力控制原理是通过控制压力机的液压系统，调整冷轧弯辊的压下力来控制轧制带材厚度。
具体步骤如下：
1.传感器测量：在冷轧机上设置力传感器，用于测量冷轧弯辊的压下力。
测量到的数据会传递给控制系统。
2.控制系统处理：控制系统接收到传感器测量的压下力数据后，与参考厚度进行比较，并将计算结果反馈给液压系统。
3.液压系统调整：液压系统根据控制系统反馈的压下力调整液压缸的工作压力，使其与目标压力保持一致。
这样可以控制冷轧弯辊施加在带材上的压下力，从而调整轧制带材的厚度。
二、位移控制原理
冷轧弯辊的位移控制原理是通过调整冷轧机辊缝的宽度，来控制轧制带材的形状。
具体步骤如下：
1.传感器测量：在冷轧机上设置位移传感器，用于测量冷轧弯辊的辊缝宽度。
测量到的数据会传递给控制系统。
2.控制系统处理：控制系统接收到传感器测量的辊缝宽度数据后，与目标宽度进行比较，并将计算结果反馈给液压系统。
3.液压系统调整：液压系统根据控制系统反馈的位移调整液压缸的工作位置，从而控制冷轧弯辊的位移。
这样可以调整辊缝的宽度，进而控制轧制带材的形状。
综上所述，冷轧弯辊控制原理主要通过力控制和位移控制实现对轧制带材厚度和形状的调整。
在实际操作中，控制系统会根据预设的参数和参考值，通过反馈信号实时调整冷轧弯辊的力和位移，以实现轧制过程中对带材的精确控制。
1450冷连轧机弯辊力伺服控制系统仿真分析
Ｑ＝
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图２ 电 液伺 服 弯辊 力控 制 系统 的 原 理 图
压缸位移为 ） 【 ｐ ， Ｃ 为液压缸总泄露系数， 液压油等效容积模量
为 艮。
３项 目数据与设计任务
序 号 １
２ ３ ‘ Ｓ
参 数 项 量 大 负 囊 力
√
轧制过程中， 要根据板带的实际形状来实时的去调节弯辊力的
＝
． ｊ
大小 。 使得在预设定的弯 辊力值 附近波动 。 由图 １ 可 以画出电
液伺服弯辊力控制系统的原理图， 见图２ 。 ｗ 为伺服阀阀芯面积梯度 ，伺服阀的流量为伺服 阀的工
作压力为 Ｐ Ｌ ， 流量系数为 Ｃ ｄ ， Ｐ Ｉ 为供油压力。
序号
参数项
参数值
单位
４ ｘ ２ ５ ＝ （ 一 ＡＲ ） × ３
可得 则杆直径
缸直径
ｌ
固有频率 ｗ
８ ０
Ｈ ｚ
＝Ｏ。０ １ ４ ４ ｍ２ ＡＲ ＝Ｏ 。０ ０ ３ ６ ｍ２ ｄ ｉ６ ｆ ８ ｍｍ
Ｄ＝１ ３ ６ ｍｍ
２
阻尼比
Ｏ 。９ ５
该伺服 阀压降为 ７ ＭＰ ａ时 ， 流量为 ４ ０ Ｌ ／ ｍｉ ｎ， 阀芯最大开 口对应 电流值为 ±１ ０ ｍＡ。
６
管道长度
６
７
液压缸 控制 腔初始容积 、 ， ｜ ５ 。７ ６ ’ １
ｍ｜
形成 的固有频率为，
８
液压缸总泄露系数
５ ×ｌ （ ｙ Ｉ ‘
ｍ３ ／ ｐ ，
９
一
折算到液压缸活塞上的等 ５ ２ ０ ０ 效质量
弯辊技术
弯辊技术弯辊技术 (roll bending technique)用机械力弯曲轧辊辊身，以控制带钢凸度(见板凸度)和平直度(见平直度控制)的技术。
通常以液压为动力，故也称液压弯辊。
液压弯辊自20世纪60年代初期出现以来，发展十分迅速，目前液压弯辊装臵已成为各种板带轧机上必不可少的设备。
液压弯辊技术可分为工作辊弯辊和支承辊弯辊两种类型。
当工作辊辊身长度L与直径D之比L／D<3.5时，采用工作辊弯曲的方式；当L／D≥3.5时，常采用支承辊弯曲的方式。
两种弯辊方式中都有正弯和负弯之分。
所谓正弯是指弯辊力使轧辊产生的弯曲方向与轧制力引起的弯曲方向相反，即弯辊时工作辊凸度增大。
而负弯是指弯辊力引起轧辊弯曲方向与轧制力引起的弯曲方向相同，即弯辊时工作辊凸度减小。
工作辊正弯这种弯辊方式常将液压缸装在下工作辊轴承座上，液压弯辊力作用在上下轴承座之间，如图1a。
液压缸的数目和尺寸取决于所需要的弯辊力的大小和轧辊轴承的强度。
一般在每一个轴承座上装有2～4个液压缸。
液压缸装在工作辊轴承座内，在更换工作辊时需要拆开高压管路接头，使用很不方便。
一种比较新的结构是将上下工作辊的液压缸安装在机架凸台上，这样不必拆卸管接头就可自如地进行换辊操作。
工作辊负弯这种弯辊方式将液压缸安装在支承辊轴承座上，弯辊力作用在工作辊轴承座与支承辊轴承座之间，如图1b。
工作辊负弯有3个优点：(1)弯辊力大小对板厚自动控制系统不发生干扰作用；(2)更换工作辊时无需拆卸液压缸的高压供油回路接头；(3)可以避免氧化铁皮、乳化液等侵入液压缸。
增加负弯工作辊，可以扩大液压弯辊的调节范围。
支承辊弯曲支承辊弯曲也被广泛地应用于板形调整。
支承辊弯曲虽然也有正弯和负弯两种型式，但绝大多数都是正弯(图1c)，负弯应用较少。
这种弯辊装臵的弯辊力施加在轴承座外侧的辊端上，将轴承作为支点，对支承辊进行弯曲。
它的主要优点就是可以同时调整带钢纵向和横向的厚度差。
支承辊弯辊装臵的弯辊力大，辊凸度变化敏感，而且可以在相当广泛的范围内调整轧辊凸度。
辊弯成形力影响因素作用的机理分析
相当重要,并且在 线 检 测 技 术 的 进 步 也 使 辊 弯 成
机设计缺陷.
形实验中采集的各种参数更加准确.
影响辊弯成形 力 的 因 素 很 多,一 些 研 究 人 员
采用简化的理论模型对成形力进行分析研究.韩
飞等 [２]基于板材 为 幂 次 强 化 材 料 模 型 的 假 定,根
收稿日期:
２０２２ ０１ ３０
仿真结果为 １５０６N,二 者 的 误 差 在 ２０％ 以 内,因
此辊弯成形有限元仿真模型能有效模拟成形
过程.
表 ３ 最终成形角度
Tab．
３ F
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成形角度
图 ５ 辊弯成形实验
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曲线如图 ６ 所示.试件 的 板 宽 为 ７０ mm,板 厚 为
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1450冷连轧机弯辊力伺服控制系统仿真分析
1450冷连轧机弯辊力伺服控制系统仿真分析第1章绪论 (3)1.1课题背景 (3)1.2 液压弯辊装置 (3)1.2.1弯曲工作辊 (3)1.2.2弯曲支撑辊 (4)1.3 PID控制的基本原理 (5)1.4液压伺服控制系统介绍 (6)1.5液压弯辊力伺服控制系统 (6)1.6课题研究的主要内容 (6)第2章弯辊力电液伺服系统的数学模型 (7)2.1弯辊力电液伺服系统的简化分析 (7)2.2弯辊力电液伺服系统的数学模型 (8)2.2.1电液伺服阀的数学模型 (8)2.2.2三通阀控缸的数学模型 (9)2.2.3电液力控制数学模型 (12)第3章液压弯辊控制系统的仿真研究 (14)3.1仿真参数的确定及说明 (14)3.2参数计算 (15)3.3系统参数汇总 (16)3.4系统的频域响应分析 (17)3.5系统的时间响应特性 (18)3.6本章小结 (18)第1章绪论1.1课题背景液压弯辊技术是一种最常用也最有效的板形控制手段，该技术首先出现于60年代，由于其技术上的难度和基础研究起步较晚。
近几年来随着生产的发展和科学技术的进步，对于板带材的几何尺寸精度的要求越来越严格，产品质量越来越难以满足市场的要求。
因此，提高液压弯辊技术水平将成为板带加工技术发展的重要课题之一。
随着钢铁行业的飞速发展，对于弯辊技术的研究成了热门课题，其中对于轧制理论和弯辊力的设定有了一些进步。
但是由于液压弯辊系统是一套涵盖液压和轧制的综合系统，液压系统的设计水平直接影响整个弯辊系统的性能，特别是液压系统的稳定性和动态响应性能，更是关系到整个弯辊系统的成败。
目前国内对液压弯辊力控制系统的研究还较少，对液压弯辊系统的设计，一般是参照国外同类液压弯辊系统相类比来进行设计，类比的设计方法由于缺乏设计的理论依据，有很大的缺陷性，只能用于型号相似的弯辊系统。
本文针对1450冷连轧机液压弯辊系统进行系统建模、动静态特性分析、仿真，以深入研究整个系统，为设计提供依据，并在此基础上，采用PID控制的基本原理，使液压弯辊系统的设计过程能够科学化、简单化、快速化。
传动侧弯辊力波动的原因
传动侧弯辊力波动的原因
传动侧弯辊力波动的原因可能有以下几种：
1. 传动系统振动：传动系统的振动可能导致侧弯辊力的波动。
例如，齿轮、轴承等部件的磨损或松动可能导致振动，进而影响侧弯辊力的稳定性。
2. 液压系统波动：液压系统中的压力波动或流量波动可能导致侧弯辊力的不稳定。
这可能是由于液压元件的性能问题，或者是液压系统的参数调整不当所致。
3. 电气控制系统异常：电气控制系统中的传感器、执行器或控制器等出现故障，可能导致侧弯辊力的不稳定。
例如，传感器信号异常、控制器算法错误等都可能引起侧弯辊力的波动。
4. 外部干扰因素：外部因素如设备周围的振动、气流等也可能影响侧弯辊力的稳定性。
5. 材料特性变化：被加工材料的特性如硬度、厚度等发生变化，也可能导致侧弯辊力波动。
为了减小侧弯辊力波动，需要根据具体原因采取相应的措施，如加强设备维护、调整液压系统参数、优化电气控制系统等。
弯辊与窜辊
WRS（Work Rool Shifting）工作辊窜辊一、综述所谓工作辊窜辊就是工作辊就是工作辊沿轴线方向上的水平移动，工作辊的窜辊是均匀工作辊磨损的优选措施，同时对提高弯辊的功效，降低工作辊的过度挠曲及减小有害接触区有一定的作用。
工作辊的窜辊有四个液压缸进行控制，分别分布在上下工作辊操作侧的入口侧和出口侧，每个液压缸上都有一个位置传感器，通过传感器检测工作辊的窜动位置，在窜动过程中必须保持上下工作辊偏离中心线的位置同步、上工作辊入口侧和出口侧两个液压缸的位置同步、下工作辊入口侧和出口侧两个液压缸的位置同步，这些都通过传感器检测的数值反馈到程序内部进行计算并把计算的结果输出到对应的伺服阀来进行调节。
工作辊的窜辊分为正窜和负窜：所谓正窜就是指上工作辊向驱动侧移动，下工作辊向操作侧移动，使辊的弯曲度增加（positive），能有效减少边部波浪；所谓负窜是指上工作辊向操作侧移动，下工作辊向驱动侧移动，使辊的弯曲度减小（negtive），使边部波浪产生的可能性增加。
窜辊是在静态状态下进行的，在1+4热连轧项目中应用在精轧部分，在自动模式下窜动的位置由二级（过程自动化）给定，手动模式下操作员可以根据经验值进行设定值的调整，窜辊在板带材进入机架前已经提前摆好位置并锁定，在轧制过程中是不允许进行窜动的，窜动的目的主要是减小轧辊的磨损，但对板带材的平整度控制也有一定的影响，另外在换辊时窜动一定的位置可以方便上工作辊落在下工作辊的支撑位置方便工作辊的抽出。
A x ial_shif t.dsf二、功能概述窜辊包括三个功能单元1、位置控制：控制的计算、模式选择、监视2、设定点的选择：模式选择、轴向位置的设定点、窜动速度3、辅助功能：伺服阀的监视、压下位置的补偿、预设的实际值计算的结果用来控制伺服阀的输出，伺服阀的输出不能超过极限值，限定值与压力和电流有关，监视功能包括窜动速度、位置、阀的输出，模式选择包括轧制模式和换辊模式自动模式下，在带材进入机架前二级会把设定值通过SDH 发给一级的WRS 功能单元进行控制，控制的速度和轧制力以及机架的速度有关，伺服阀的运动范围+100—-100，检修模式下可以沿轴向位置移动不会被锁定，但移动速度只有1mm/s,位置设定（自动，手动介入，换辊模式的固定位置） 0,8 1.0 5.014.0F Roll [MN]Without Strip With Strip1/20001/30001/4000v WRS / v Rollv WRS v Roll F Roll : Shifting Speed: Rolling Speed: Roll ForceWork_Roll_Shifting_Speed_01.vsd 辅助功能：辊缝开口度的补偿调校，弯辊必须是打开的状态（机架和换完辊后的零位校准）三、 软件结构（CFC ）FolderDescription F_STAND00xProject name COFinishing mill CO mmon charts, blocks for the sysfunctions of all sub-rack CPU's FP_Nx Plant area F inishing mill P rocess, stand x (x=1..4)P01 STM(Logic part)逻辑部分P03 TEC(Technological part)工艺控制部分P03 GCS(Controller part)控制部分CPU CPUfolder FunctionfolderFunction charts CountnumberP01 100_STM330_WRS P01_STM_WRS_INP Input Interface输入接口441P01_STM_WRS_HMI HMI Interface HMI接口442P01_STM_WRS_LOG Logic 逻辑功能443P01_STM_WRS_REF Reference 参考值444P01_STM_WRS_MAM Maintenance Mode 检修模式445P01_STM_WRS_MSG Messages 信息446P01_STM_WRS_OUT Output interface 输出接口447P03 200_TEC350_WRS P03_GCS_WRS_TEC Technological part工艺控制部分330P03 300_GCS350_WRS P03_GCS_WRS_PAR Control parameter 控制参数400P03_GCS_WRS_ACT Actual values 实际值330P03_GCS_WRS_TOP Top Controller 上辊控制340P03_GCS_WRS_BOT Bottom Controller 下辊控制350 P01_STM_WRS_INP机架信息、窜动控制系统、压下控制系统、P01_STM_WRS_HMIP01_STM_WRS_LOGOperation logic 操作逻辑LOO name WRS Work Roll Shifting Status 状态WRS_A_00 WRS Top Control On/Off 上辊控制开/关WRS_A_01 WRS Bottom Control On/Off下辊控制开/关WRS_A_02 WRS Manual Mode 手动模式WRS_A_03 WRS Automatic Mode 自动模式WRS_A_04 WRS To Center Position 中间位置WRS_A_05WRS_B_00 WRS Manual Intervention Status手动干预状态WRS_B_01 WRS Position Manual Increase 手动加WRS_B_02 WRS Position Manual Decrease 手动减WRS Valve Status 阀状态WRS_C_00 WRS Check valve Top Entry WRS_C_02 WRS Check valve Top Exit WRS_C_03 WRS Check valve Bottom Entry WRS_C_04 WRS Check valve Bottom Exit WRS_C_05 HMI中控制模式的选择WRS（Work Rool bending）工作辊弯辊一、综述对于工作辊的弯辊主要的目的是为了保证带材的平整度，自动状态下弯辊力的大小会由二级提前根据板坯的参数计算出来下发到一级执行，一级在执行过程中会根据现场收集的适时数据不断进行调整以保证达到最精确的控制，同时操作员也可以根据经验进行手动干预，正常情况下不建议进行人工干预，除非异常情况下必须进行有效的干预才能保证设备的安全运行时操作员才可以采取正确的干预方式。
南钢炉卷轧机特殊弯辊力使用技术
南钢炉卷轧机特殊弯辊力使用技术
张志祥
【期刊名称】《南钢科技与管理》
【年(卷),期】2016(000)001
【摘要】介绍了中厚板卷厂通过优化控制程序,根据轧制板形设定合理的道次弯辊力及弯辊力作用的长度,开发出了特殊弯辊力使用技术,有效地解决了薄规格钢板头尾瓢曲的问题。
【总页数】3页(P38-40)
【作者】张志祥
【作者单位】中厚板卷厂
【正文语种】中文
【中图分类】TG335.56
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