张力辊组及其控制
张力控制方案
关于张力控制的方案设计1．图示：放料组送料组收料组2．张力控制说明：张力控制是任何以卷材为原料的机器上最重要的控制系统，其可分为手动和全自动张力控制：手动控制器是依收料或出料卷径的变化而分阶段调整离合器或制动器的激磁电流，从而获得一致的张力；全自动张力控制器是由张力检测器来直接测定卷料的张力，然后把张力资料变成张力信号传回张力控制器从而自动调整离合器或制动器的激磁电流来控制卷料的张力。
3．控制说明：上面张力控制主要是指对放卷到前牵引辊，后牵引辊到收卷2段张力的控制。
张力的形成是由于各传动辊之间的速度差造成的，因此，控制张力首先要控制速度。
在这套系统里面我们所谓的主辊为主速度，其余的滚动辊为从动辊。
具体说，就是在运行中放卷的线速度会慢慢减慢，收卷的线速度会逐步增加。
为达到以上目的，在前牵引辊上安装张力传感器，由传感器测量出来的数据判断是否在允许的张力的范围内，通过PLC的PID指令调节放料辊的转速，从而调节他的线速度达到恒定，达到张力值恒定。
从最后后牵引辊到收卷的速度控制方式相同。
在此种控制方式中，我们主要是为了保证我们的整个系统的速度达到一个稳定的控制，所以会采用PID的调节方式来做。
另外，当我们的产品进行任何的更换，或是我们的主轴速度要进行调整，我们都可以通过牵引辊所测出的张力值来进行收料和放料滚的速度调节。
一般的方式是：当张力值小于我们的最初设定的范围内，那我们可以放慢放料机的速度；当张力值大于我们的最初设定的范围内，那我们可以加快放料的速度，并进行反方向的运转；但是这种控制在调节当中会出现抖动或震荡的现象，所以我们要PID 的整定方式，因为他是采用2维控制，随着调节时间的加长，我们的控制会逐渐趋于稳定。
要注意的地方是，在一开机的瞬间，一般放料和收料马达的速度要和主轴的启动速度相吻合，也就是说主轴的运行速度的下限值要正好可以和从轴的速度达到匹配。
这个就需要在调试过程中进行测量。
但是这种PID控制方式在运行中的控制会相对比较稳定。
张力辊的作用
张力辊的作用
张力辊的作用主要体现在以下几个方面：
1.控制卷材张力：张力辊的主要作用是控制卷材的张力，确保卷材在输送和加工过程中平稳进行。
在纸张、薄膜、铝箔等行业中，张力辊能有效防止材料因张力过大而破裂或受损。
2.保持卷材紧密卷绕：张力辊还能协助卷材紧密卷绕，防止材料卷曲或出现皱折等问题。
尤其在纺织行业中，张力辊的作用尤为重要，可以确保纱线、绸带等材料的平稳输送和加工。
3.实现精度控制：张力辊通过特殊设计，还能实现对卷材的精度控制。
在电子产品、半导体等行业中，张力辊可以对细小的线缆、电线等进行精确的控制，保证产品的品质和稳定性。
4.张力辊的量化控制对精整效果起着至关重要的作用。
通过实践证明，摩擦力、弹塑性力、离心力共同作用形成了张力，刚制的辊体长时间的工作容易产生变形，但是碳纤维辊体可以避免这些缺陷。
综上所述，张力辊在多个行业中都发挥着重要的作用，是保证材料加工顺利进行的关键设备之一。
张力辊组及其控制pdf
2009年中南·泛珠三角地区第五届图1张力辊组受力分析图T1T离T弹塑VT弹塑T离T1号张力辊nαn2号张力辊αT21前言张力辊组又叫张紧辊组俗称S辊在带材的连续生产线上有着广泛的应用如冷带的酸轧联机、连退、镀锌、重卷、彩涂等机组。
张力辊组的作用是在带材的连续生产线上实现张力的分隔和调节张力辊工作原理带钢包绕在张力辊上在其包绕接触处即包角处产生摩擦力使出口与入口产生张力差由此改变张力辊入口或出口带钢的张力值对机组实现张力控制2张力辊组的受力分析与计算2.1张力辊的受力分析张力辊组的受力分析见图1带钢运动速度和方向见图1中V以1号张力辊为例张力辊入口所受的力为带钢的张力T1、钢带运动的离心拉力T离钢带弹塑拉力T弹塑出口所受的力是张力T、钢带弹塑拉力T弹塑、钢带运动的离心拉力T 离另有机械传动如轴承的摩擦力等未在图中画出图1中T弹塑实线部分受力为张力辊处于电动状态虚线部分受力为张力辊处于发电状态2号张力辊入口和出口的受力与1号张力辊相同2.2张力辊组的计算张力辊的计算主要包括张力辊几何尺寸计算、张力的计算、张力辊传动力矩、传动功率的计算等2.2.1张力辊几何尺寸的确定张力辊辊径的选择应以带钢最外层表面达到屈服极限为出发点这样可防止带钢出现永久变形张力辊的最小半径为D≥E×hmaxσs1式中D———张力辊辊径/mmE———带钢弹性模量/MPahmax———带钢最大厚度/mmσs———带钢屈服极限/MPa张力辊组及其控制黄海生新余钢铁有限责任公司摘要通过对张力辊组进行受力分析与计算分析其工作状态阐述控制方法关键词轧钢板带张力辊组计算控制TensionRollerUnitanditsControlHUANGHai-shengXinyuIronandSteelCompanyLimited AbstractWorkingstatusoftensionrollerunitwasanalyzedbyperformingthestressedanalysisan dcalculationandthecontrollingmethodforitwaselaborated.KeyWordsSteelRollingStripTens ionRollerUnitCalculationControl柳钢科技111柳钢科技2009年中南·泛珠三角地区第五届柳钢科技辊身尺寸依据带钢的宽度选取通常是带宽加200300mm。
张力机构
张力机构方案:1.采用调节辊的张力控制调节辊利用弹簧、气压、重锺在一定方向上施加一定大小的力，不管其位置是否变动始终使加工物保持一定的张力。
使用调节辊时，但所提供的阻力的大小为F的一半。
调节辊的张力控制功能只限于在其容许的行程以内。
下辊几何参数和材质的确定主要是辊径和辊身长度的确定以及表面材质的选定。
为了防止带钢产生永久变形，下辊辊径的确定以带钢包绕在下辊上不产生塑性弯曲变形为原则，即是以带钢绕过下辊的弯矩小于或等于带钢弹性极限弯矩为准则计算辊径。
由此得出下辊辊径计算公式：max1sEh D σ≥式中，D 为下辊辊径，单位m ；E 为带钢弹性模量，MPa ；max h 为带钢最大厚度，m ；s σ为带钢屈服极限，MPa 。
，下辊辊径取决于带钢的弹性模量、屈服极限和最大厚度。
但实际中并不是辊径越大越好，下辊装置辊径的大小对设备成本有很大影响因为所要求的输出转矩直接随辊子尺寸的增大而增加其附属机构的成本也随之增加。
设计时应根据产品方案综合考虑各种因素选择合适的辊径。
查材料手册得E ＝10GPa ，s σ＝60MPa ，≈≥-MpaGpa D 6010*1*103167mm则圆整后取D 1=200mm 。
辊身长度根据带宽L 1 =300mm 定,则取L 1＝400mm 。
2.三辊张力机构由一个上张力辊及两个下张力辊组成,上辊由带机械同步的液压缸驱动升降,在穿带时上辊升起,穿带完成后,上辊压下。
装置示意图如下：张力大小的影响因素：1．带的厚度H越大，张力T就越大，并且，H越大，T的增幅就越大。
2．主要控制因素为上辊的压下量，但在压下量达到一定程度后，其张力的增量趋近于缓慢。
3．缩小下张力辊辊距有利于提高三辊张力装置的增张能力。
4．张力辊直径大小对增张效果的影响不明显，其直径大小确定以强度为主。
张力辊的选择：无论何种形式的张力辊、挟送辊和测量辊均是利用磨擦力来产生张力和挟送力的，一但磨擦力不足，不但无法产生足够且稳定的张力和挟送力，并且会打滑造成卷材的严重刮伤。
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。
张力辊控制原理
张力辊控制原理嘿，你有没有想过，在那些大型的生产线上，比如说造纸厂或者钢铁厂，那些长长的材料像是纸张或者钢带是怎么保持合适的张力的呢？这就不得不提到张力辊这个神奇的东西啦。
我有个朋友叫小李，在一家造纸厂工作。
有一次我去他厂里参观，看到那些纸张在机器里快速地传输着，就像是一条白色的河流在流淌。
我就好奇地问他：“这纸张跑得这么快，怎么就不会突然松了或者太紧扯断了呢？”小李嘿嘿一笑，就把我带到了张力辊旁边。
张力辊啊，就像是一个严格的交通警察，在控制着纸张这条“交通要道”上的秩序。
它的控制原理其实还挺有趣的。
你看啊，就好比我们骑自行车的时候，要是链条太松了，骑起来就没劲儿，还容易掉链子；要是太紧了呢，骑着就特别费劲，还会磨损零部件。
这纸张的张力也是这个道理。
在整个生产系统里，有传感器就像小侦探一样。
这些传感器会时刻检测纸张的张力情况。
要是纸张的张力变小了，就好像是一个人走路没了力气一样。
这时候呢，控制系统就会像一个聪明的指挥官，给电机发出指令。
电机接到指令后，就会调整张力辊的转速。
比如说，它会让张力辊转得快一点，就像你在拉着一个东西的时候，加快你的步伐，这样就能把纸张拉紧了。
再比如说，我曾经见过一个小作坊，他们没有这种先进的张力辊控制设备。
结果呢，生产出来的东西那叫一个乱啊。
材料一会儿松松垮垮的，一会儿又紧得不像话。
就像一群没有纪律的士兵，乱成一团。
而有了张力辊的精确控制就完全不一样了。
我又问小李：“那这个张力辊的控制精度能有多高呢？”小李得意地说：“那可高了去了。
就像你用天平称东西一样精确。
”你想啊，在那些高精度的生产过程中，哪怕是一点点的张力误差，都可能导致产品出现大问题。
比如说在生产电子线路板的基片材料时，如果张力不对，可能会使线路的精度受到影响，这就好比你在画画的时候，纸张老是乱动，你能画出好画吗？肯定不行啊。
而且啊，张力辊的控制还不是一成不变的。
因为生产过程中会有各种变化。
比如说不同的材料厚度、不同的生产速度等等。
张力辊控制原理
张力辊控制原理 一、 速度辊的控制原理�适用�1#张力辊、5#张力辊、8#张力辊� 速度辊�顾名思义就是控制生产线的速度辊�它的速度也就是这个段生产线的带钢速度。
速度如何控制呢�首先我们来了解一下现场的硬件配置�也就是现场机械配置。
我们以镀锌线1#张力辊为例说明速度辊的控制原理� 电机的额定速度是�n =1470r p m 变速器的变比是�i =18 辊直径为�D =600�m m �=0.6m 生产线速度�V � V =n /i *ЛD =1470/18*3.14*0.6=153.86米/分钟 也就是说�现场的硬件配置电机在额定速度下最大的速度是�153米/分钟�在入口段没有充套的情况下�可达到生产150米/分钟要求�但是由于入口段还有一个充套速度40米/分钟�所以在条件下还没有达到生产要求。
入口段最高的速度V =190米/分钟 电机的速度n =�n =190/ЛD *i =190/3.14/0.6*18=1815转/分钟 如何能达到这个速度呢?这个时候可以通过调整变频器输出频率来达到所要求的速度 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 f s n 60)1(�� 式中�f —— 定子供电的频率�H z � 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�m i n /r 。
电机 变速器 辊由上式可知�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。
我们忽略转差率就可以得出�入口生产线速度190米/分钟时的电机速度1815转/分钟�变频器输出的频率为�f =n *P /60=1815*2/60=60.5H z �所以在变频器优化时设定最大输出频为60.5H z �这样就可以满足生产线的要求。
基本配置已经满足了�我们来看看电气方面的可控框图� 为改善交流电机在调速过程中的机械特性和调速特性�就必须采取一定的控制方式。
张力辊控制的研究
交电 压型变频器。图 为每个变频器的 ２ 控制结构图。
ｎ一 速度给定值 ；ｎ 速度 实际值 ；ｌ广 电流实 际值： 一 励磁 电流给定 ；１ 一 励磁 电流 ；１ Ｔ 电 一 ａ ｃ １ 一 Ｒ ｓ 机实 际电流 ；ＵＳ 电机 电压 ；ＵＴ 逆变器 电压 ；ｆ 定子 频率 ；ｆ 滑差 频率 ；ｄ ／ｔ 前馈 ；ｆＴ 逆 变 Ｒ一 Ｔ ｓ 一 一 ２ 一 ｆｄ 一 ｓ 一 器 频 率 定 子 频 率
３２ ，从 辊 Ｍ 为 Ｉ１ ，Ｍ３ ３９ ％ ，Ｍ 为 ３１ ％。 ．％ ２ ．％ 为 ．８ ４ ．１
满足 了动态速度 精度应 小于５ ％的要求 。
７ 结束 语
本 文 提 出的控 制思 想与 硬件 软件 的设计 方 案 ， 其 性 价 比高 ，系统运 行稳 定可 靠 ，故 障率 低 ，提高 了产 品 的质 量 和效率 。其试 验 结果验 证 了方案 的正 确 性和可行性 ，达到了预期 的控制效果 。
２ １ 年第４ ００ 期
昆钢 科 技 Ｋ ｎ ａ ｇ Ｋ ｊ ｕ ｇ ｎ ｅ ｉ
２ １￣ ９ ０ ０ｇ 月
张 力辊 控 制 的研 究
周 泽 波
（ 带厂 ） 板
摘 要 介绍 了张力辊 负荷平衡 控制的性 能指 标、硬件 结构 、控制 思想及功 能块软件的编制 。试验结果验证
了方 案 的 正确 性 和 可行 性 。 关 键 词 轧 制 张力 辊 负荷 平 衡 控 制
图５ 张力辊稳态运行 时的实 际速度和力矩
Ｆ ｇ ｒ Ａｃ ｕ ｐｅ ｄ ａ ｒ ｕ ｆ Ｓ ａ ｌ ｎｄ ｔｏ ｉｕ ｅ５ ｔ ａ Ｓ ｅ ｎｄ Ｔｏ ｑ ｅ ｏ ｔ ｂ ｅ Ｃｏ ｉ ｎ ｌ ｉ
（ ． １ １ ００ １９）。也满 足 了稳 态时转距差 小于 ００ ３ － ． ２ ０ ０
张力控制原理介绍
第二章 张力控制原理介绍 2．1 典型收卷张力控制示意图22．2 张力控制方案介绍对张力的控制有两个途径，一是可控制电机的输出转矩，二是控制电机转速，对应这两个途径，MD330设计了两种张力控制模式。
1、开环转矩控制模式开环是指没有张力反馈信号，变频器仅靠控制输出频率或转矩即可达到控制目的，与开环矢量或闭环矢量无关。
转矩控制模式是指变频器控制的是电机的转矩，而不是频率，输出频率是跟随材料的速度自动变化。
根据公式F=T/R（其中F为材料张力，T为收卷轴的扭矩，R为收卷的半径），可看出，如果能根据卷径的变化调整收卷轴的转矩，就可以控制材料上的张力，这就是开环转矩模式控制张力的根据，其可行性还有一个原因是材料上的张力只来源于收卷轴的转矩，收卷轴的转矩主要作用于材料上。
MD系列变频器在闭环矢量（有速度传感器矢量控制）下可以准确地控制电机输出转矩，使用这种控制模式，必须加装编码器（变频器要配PG卡）。
2、与开环转矩模式有关的功能模块：1）张力设定部分：用以设定张力，实际使用中张力的设定值应与所用材料、卷曲成型的要求等实际情况相对应，需由使用者设定。
张力锥度可以控制张力随卷径增加而递减，用于改善收卷成型的效果。
2）卷径计算部分：用于计算或获得卷径信息，如果用线速度计算卷径需用到线速度输入功能部分，如果用厚度累计计算卷径需用到厚度累计计算卷径相关参数功能部分。
3）转矩补偿部分：电机的输出转矩在加减速时有一部分要用来克服收（放）卷辊的转动惯量，变频器中关于惯量补偿部分可以通过适当的参数设置自动地根据加减速速率进行转矩补偿，使系统在加减速过程中仍获得稳定的张力。
摩3擦补偿可以克服系统阻力对张力产生的影响。
3、闭环速度控制模式闭环是指需要张力（位置）检测反馈信号构成闭环调节，速度控制模式是指变频器根据反馈信号调节输出频率，而达到控制目的，速度模式变频器可工作在无速度传感器矢量控制、有速度传感器矢量控制和V/F控制三种方式中的任何一种。
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。
张力辊介绍
带钢越厚， 取值越小。
— e f—' 张力放大系数
张力辊组处于电动状态 当张力辊组工作于
电动状态时，张力辊 处于主动状态，这时 张力辊在电机的驱动 下拖动带钢运转，如 图a所示，带钢入口 处的张力T1大于出口 处的张力T2。即T1 ＞T2。
2.1：生产线上建立张力的作用 •防止带钢跑偏 •实现正常的开卷与卷取 •使所轧带钢板形平直 •降低金属的变形抗力和变形功
2.2：张力辊组简介
张力辊组是使驱动装置作用在其上的扭距通 过辊面与带材间的摩擦转化为带材张力的， 张力辊的பைடு நூலகம்目和布置形式取决于带材所需的 最大拉伸力和场地条件。张力辊组一般又分 为入口张力辊组（1＃、2＃）和出口张力辊 组（3＃、4＃），如图所示，两者既可由电 机或液压马达单独驱动亦可通过齿轮差动装 置互联，但不论驱动装置如何不同，其根本 目的都是要造成入口带钢与出口带钢的速差， 由此产生带钢所需的张力T。
张力辊介绍
冷轧厂设备室
2008年09月
6＃、7＃张力辊
1：张力辊的作用是什么？ 2：张力辊的见张原理是什么？ 3：压辊的作用是什么？ 4：压辊何时投入？ 5：压辊投入后，何时需要驱动？ 6：如何检测？
1：6＃和7＃张力辊的作用是什么？ 6＃和7＃张力辊为轧机提供轧制后张力
2：张力辊的见张原理是什么？
T2＞T1。
张力辊受力分析如图所示，总摩擦力和带钢两 边张力对轴心的力矩代数和ΣT＝0。
T2 R T1R Tf R 0
即 T2 T1 Tf
张力辊所需的传动功率P（单位为kW）为
P Tf v 1000
由以上各式可知，张力辊所建立张力的大 小取决于带钢和张力辊间的摩擦力，而在驱 动装置的传动能力范围内，摩擦力的大小又 和功率P及带钢的速度有关。当传动的功率 增大时，带钢和张力辊间的摩擦力也要相应 地增大。显然，当其他条件不变时，这个摩 擦力有一极限值。
两种张紧辊负荷平衡控制原理及差异分析
两种张紧辊负荷平衡控制原理及差异分析张紧辊负荷平衡控制张力分布强制等比例1引言在钢铁企业板带生产机组中，带钢张力很多是需要分段进行控制的，这不但是通板的需要，更是工艺控制的要求。
带钢张力控制设备的实现一般是采用张力辊组完成，即由2-4根辊子构成张紧辊组，分别由马达传动每一根辊子，实现张紧辊组前后不同的张力控制要求。
在张力控制过程中张紧辊组有一个重要控制内容，就是各个辊子之间的负荷平衡控制。
所谓张紧辊负荷平衡控制就是使各个张紧辊的负荷尽可能相近或满足一定比例的分配，以使各辊子都能发挥各自的能力，协同完成带钢的张力控制要求，防止出现某个辊子过负荷而其它辊子还没充分发挥作用的现象出现。
在实际应用中，张紧辊负荷平衡控制一般有两种方式，一种是较复杂的“仿皮带”负荷平衡控制方式，一种是强制等比例的负荷平衡控制方式。
下面我们将就这两种控制方式的原理进行说明，并对他们的差异加以分析比较。
2“仿皮带”负荷平衡控制2.1控制原理“仿皮带”负荷平衡控制方式，其基本思路是模仿皮带传动控制，依据的数学控制模型就是我们称为的皮带传动控制欧拉定理。
图1 BOD的物理结构及表示符号欧拉定理简单说明如下：图1中主动轮的旋转方向如箭头所示，传动时皮带上下两边的张力就有差异，上边紧一些(叫紧边)，下边松一些(叫松边)。
忽略张力损失，则(T1=T4) > (T2=T3)。
欧拉定理说的是：如果要保证主动轮与皮带无滑动地传动，主动轮紧边的张力要保证满足下面的公式：(1)式中：e为自然对数；θ为皮带与主动轮的接触弧长；ξ为皮带与主动轮的摩擦系数。
也就是说主动轮能够提供的紧边最大张力为：(2)以某个4辊式张紧辊为例，其张力分布如图2所示。
图2 4辊式张紧辊张力分布示意图一般来说TENT与TDEL总是有差异的，假设TDEL>TENT。
则按照欧拉定理其传动也应符合式(1)的要求。
因此，“仿皮带”负荷平衡控制就采用下面的公式：(3)(4)而马达的功率需求公式为：(5)所以：(6)设马达的额定功率分别为P1M、P2M、P3M、P4M。
冷轧生产线张力辊打滑的机理及其防止措施
冷轧生产线张力辊打滑的机理及其防止措施作者：王琦来源：《中国科技博览》2015年第07期[摘要]打滑是冷轧生产线中张力辊组常见的问题之一，本文根据生产线在生产过程中遇到的打滑现象进行分析，总结出造成打滑的多种原因，并提出相应的有效解决措施。
[关键词]打滑张力辊组电气控制中图分类号：P426.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）07-0009-01张力辊组一般由入口和出口呈S 形分布的张力辊组成，作用是使带钢产生一定的张力，后张力辊组的线速度高于前张力辊组，带钢的张力是由线速度差产生的。
入口张力辊的作用是提高入口段张力，使带钢达到拉伸所需的拉伸力；出口张力辊的作用是使带钢张力降低到输出值。
张力辊的数目及布置形式决定于带钢拉弯所需的最大拉伸力和工艺现场条件。
张力辊的布置形式有多种，工艺要求使得工艺设备选型不一，则工艺设备布置位置也不一致，工艺设备结构及张力辊的布置形式也会不一样。
一般有两辊式和四辊式。
张力辊组因其对张力良好的调控性能被广泛应用于冷轧厂各生产机组，在实际使用过程中由于设备自身及操作等方面原因往往出现带钢打滑现象，不仅会引起诸如带钢跑偏等生产故障，同时对生产设备的安全也构成威胁。
1.打滑造成的影响首先，由于打滑，带钢与张力辊辊面会存在相对滑动，造成带钢表面擦伤，对产品质量造成很大影响，严重时导致卷材报废。
其次，张力辊组打滑使辊面吸附大量的铝灰，辊面变得光滑，摩擦系数减小，当生产厚料打滑严重时会造成张力辊脱胶，需要对辊面重磨，从而缩短了辊子寿命，增加成本。
最后，张力辊组打滑使电机处于自动调节状态，导致转矩一直在波动，张力的波动使张力辊传动装置过载或承受动载荷，加快传动装置的磨损从而缩短其使用寿命。
2.张力辊组打滑现象分析2.1张力辊组的张力放大倍数2.2 打滑现象分析打滑可分为物理性打滑和控制性打滑两种。
2.2.1 物理性打滑由欧拉公式可知，张力辊组的递增倍数取决于张力辊的辊面摩擦系数和设计包角，由于设计包角已经固定，所以张力辊组的物理性打滑多是由于张力辊的摩擦系数变小引起，而导致辊面摩擦系数变小有多个原因。
两辊型张力辊组的张力模型分析
两辊型张力辊组的张力模型分析【摘要】张力辊组是板材轧制过程一种重要的生产设备，我们通过对张力辊组的控制来实现对板材的张力控制。
本文通过对张力辊组的结构、受力等方面的分析，总结出张力辊组在运行过程中的受力数学模型，为整个系统的力平衡模型提供了计算依据。
【关键词】张力辊组；张力；数学模型一、张力和张力控制的含义在板材轧制的过程中我们经常会提到一个词——张力，那么张力到底是什么呢？下面我们用一幅图来说明张力到底是什么（见下图1-1）。
图1-1卷辊张力示意图如上图所示，我们把沿着辊面的切线方向产生的力就叫做张力。
同样，我们把通过控制辊的转速、转矩、辊径的大小等其他相关因素来控制张力的大小变化的方法就叫做张力控制，简单来说，张力控制就是使张力的实际值维持在设定的目标值附近的过程，而其的作用就是在生产过程中，使张力保持在我们的生产需求范围内，抑制来自于外部干扰引起的张力波动，从而更好地保证产品的印刷、分切、卷取等质量。
提到张力控制，我就必须引入另一个张力控制的重要指标：转矩。
如图1-1中所示，转矩与张力之间的关系就是：T=FD/2 （1-1）式中：T表示转矩，单位为牛·米F表示张力，单位为牛D表示辊径或卷径，单位为米在实际生产应用中，我们通过张力检测装置来测量张力的大小变化，通过控制前后电机的速度差来控制张力的大小变化，而转矩的大小控制就是靠辊道、卷取等设备的驱动电机的扭矩输出来控制的。
二、张力辊组的工作原理及其特点张力辊组在张力控制系统中是一种比较常见的执行机构，俗称S 辊，在连续的带材生产机组有着较为广泛的应用，如冷轧的酸连轧机组、镀锌机组、彩涂机组、重卷机组等。
其主要作用就是实现整个带钢张力控制系统中的张力的分隔和调节。
它是主要依靠带钢与辊面之间产生的摩擦力来工作的，当带钢缠绕在张力辊上时，在其包角处会产生一个较大的摩擦力，这就就与张力辊的出、入口产生了张力差，当我们改变棍子的包角、驱动电机的转矩等相关因素时，张力辊的出、入口张力值就会随之改变，从而达到系统实现张力控制的目标。
张力辊结构
探秘张力辊：结构、作用与维护张力辊是一个重要的生产工具，常用于印刷、纺织、造纸等行业中，起到控制和调节物料张力的作用。
那么它的结构是怎样的呢？作
用又是如何的呢？又该如何进行维护呢？
首先，我们来了解一下张力辊的结构。
张力辊主要由轴心、轮套、轴承、密封圈、支撑架和刹车装置等组成。
其中轴心是整个张力辊的
主要承载组件，轮套则是轴心与卷材的连接部件，轴承用于支撑轴心，并使其能在运转过程中减小摩擦，提高工作效率。
密封圈则主要用于
防止灰尘、污染物等进入轴心内部，造成损坏。
支撑架主要用于支撑
张力辊，在整个张力调节系统中扮演着至关重要的角色。
最后，刹车
装置则用于制动张力辊，使其能在必要时停止运行。
除此之外，张力辊还有着极其重要的作用。
张力辊通过对卷材施
加一定的张力控制，有效的防止了卷材因内部张力不平衡而引起的变形、扭曲等情况。
此外，张力辊还可以实现自动张力调节，保证卷材
在运转过程中能够保持稳定的张力，提高生产效率和品质。
最后，我们来了解一下张力辊的维护。
在使用过程中，需要定期
清理并涂抹润滑油，以保证张力辊的正常使用，并延长使用寿命。
此外，如果发现张力辊存在异常响声或卡滞现象，应立即进行检查和处理。
综上所述，张力辊作为一种重要的纺织工具，对生产效率和卷材质量有着至关重要的作用。
了解其结构、作用和维护，可以更好的保障卷材的生产和工作效率。
张力辊组控制原理及打滑现象分析
力 为辊 面 与带 钢 之 间 的摩 擦 系数 ； 为带 钢 在 辊 面上 的实 际包 角 。 如图 ２ （ ａ ） 所示 ： 当张力 辊 处 于 电动 状 态 时 ，
Ｆ１＞ Ｆ２ ；
定初 始 张力作 用 时 ， 带 钢 与 辊 子 之 间 的摩 擦 力
有 一最 大值 。当辊子 的传 递动力 超 过最大 摩擦 力 时， 在辊 面 与带 钢 之 间 将会 发 生 打滑 。此 时 带 钢 两 端 的张力 比满 足如下 公式 ：
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ Ｓ ｌ ｉ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｏ ｆ Ｔｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｒｏ ｌ ｌ Ａｓ ｓ ｅ ｍｂ ｌ ｙ
Ｙ ａ ｎ ｇ Ｑ ｉ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ ｇ
Ｔ ａ ｃ ｃ＝（ Ｇ Ｄ ／ ３ ７ ５ ）×（ ｄ ｎ ／ ｄ ｔ ） １ ａ ｃ ｅ＝（ ｃ ｃ ）× ９ ． ８ （ ９ ． ８ ）×（ Ｇ Ｄ ／ ３ ７ ５ ）×（ ｄ ｎ ／ ｄ ｔ ） １ ａ ｃ ｅ ＝（ Ｇ Ｄ ２ × ｎ ） ／ （ ｏ ． ９ ７ ４￣ ３ ７ ５ ＸＥ×Ｔ ａ ｅ ｃ ）
由于张力辊 上 的带 钢在 加减 速时会 产生很 大 的惯
现象 ， 不仅会引起诸如带钢跑偏等生产故障， 同时 对 生产设 备 的安全 也构成 威胁 。
１ 张 力辊 的控制 方式 张力辊 电机的转矩 和张力 辊辊径 Ｄ（ 不考虑
性， 因此 ， 这 个补偿 是 必不可 少 的。
加减 速转矩 ：
辊 电机 的电流设 定值 ， Ｒ 即， Ｒ Ｅ ＝ Ｉ ｔ ＋ Ｉ ａ ｃ ｃ＋ ， ｍ １ ． １ 张 力转矩 电流 ＾的计算 电机 产生 的转矩 ：
张力辊组打滑机理及防范措施
张力辊组打滑机理及防范措施摘要：本文简单介绍了通钢冷轧板有限公司硅钢连续退火机组张力辊打滑的原因，运行中所需注意的事项，防范措施等等。
关键词：张力辊组；打滑；辊面硬度；防范措施。
Keywords：tension roller group；slip；the roller surface hardness；prevention measures.前言本文介绍了通钢冷轧硅钢连续退火机组张力辊组在实际使用过程中出现的带钢打滑现象，不仅会引起诸如带钢跑偏等生产故障，同时对生产设备的安全也构成威胁，连退的张力辊组都带有压辊，这样可以防止带钢在辊子表面打滑，同时还可以获得初始张力.本文在分析张力混打滑机理的基础上，讨论如何防止和减少带钢打滑的现象。
1.张力辊组打滑定义张力辊组又称S辊，一旦辊子两端的带钢张力之差大于辊子包角处的摩擦力时，带钢往往会在包角处发生摩擦滑动，即打滑。
2.张力辊组打滑现象分析张力辊组的张力递增是通过每根张力辊的包绕效应获得的。
包绕在一根辊子上的带钢在受到一定初始张力作用时，带钢与辊子之间的摩擦力有一最大值，当辊子的传递动力超过最大摩擦力时则辊面与带钢之间将会产生打滑。
此时带钢两端的张力比（即张力递增倍数）满足如下公式：式中——带钢的初始张力与增加后的张力；——辊面与带钢之间的摩擦系数；——带钢在辊面上的实际包角。
下面的打滑分析我们将着重讨论公式（1）中的两个参数、，首先介绍一下这个公式的推导过程。
如图1，在包绕辊子的带钢上截取一微段，长度为，包绕的角度为。
这一微段带材对辊子的正压力为，所产生的摩擦力为。
忽略带材运行时所受的离心力，则这一微段带材的力平衡关系如下：由以上方程组可得：将此式对整个包绕弧段积分后即可得出公式。
微段带材受力分析从上面受力分析可知：2.1.当辊面明显出现横向起棱时，其摩擦力急剧下降，基本无法受力；2.2.同样带钢厚度，同样的设计包角，张力辊组辊径越大打滑几率越高；2.3.张力辊辊面硬度越小打滑几率越小。
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张力辊组及其控制
黄海生
（江西新余钢铁有限责任公司，江西
新余338001）
摘要：本文通过张力辊组的受力分析与计算，张力辊组的工作状态分析，阐述张力辊组的控制方法。
关键词：
张力辊组；计算；控制
Bridle Roll and it’s control
Huang Hai sheng
(Xinyu Iron&Steel Co.Ltd.,Xinyu 338001,China)
Abstract ：This test expatiate method of control for Bridle roll according to stress analyse and calculate of Bridle roll ，operating state analyse of Bridle roll.
Key words ：Bridle roll ；Calculate ；Control
1前言
张力辊组又叫张紧辊组，俗称S 辊，在带材的连续生产线上有着广泛的应用，如冷带的酸轧联机、连退、镀锌、重卷、彩涂等机组，张力辊组的作用是在带材的连续生产线上实现张力的分隔和调节。
张力辊工作原理：带钢包绕在张力辊上，在其包绕接触处（即包角处）产生摩擦力，使出口与入口产生张力差，由此改变张力辊入口或出口带钢的张力值，对机组实现张力控制。
2张力辊组的受力分析与计算
2.1张力辊的受力分析
张力辊组的受力如下图
1
图1张力辊组受力分析图
带钢运动速度和方向如图1中V，以1号张力辊为例，张力辊入口所受的力为带钢的张力T1、钢带运动的离心拉力T 离，钢带弹塑拉力T 弹塑；出口所受的力是张力T、钢带弹塑拉力T 弹塑、钢带运动
的离心拉力T 离，当然还有机械传动如轴承的摩擦力，在图中未画出。
图1中T 弹塑实线部分受力为张力辊处于电动状态，虚线部分受力为张力辊处于发电状态。
2号张力辊入口和出口的受力与1号张力辊相同。
2.2张力辊组的计算
张力辊的计算主要包括张力辊几何尺寸计算、张力的计算、张力辊传动力矩、传动功率的计算等。
2.2.1张力辊几何尺寸的确定
张力辊辊径的选择，应以带钢最外层表面达到屈服极限为出发点，这样可防止带钢出现永久变形，张力辊的最小半径为:
（1）
式中：D 为张力辊辊径（mm）；E 为带钢弹性模量（MP a ）；h max 为带钢最大厚度（mm）；σs 为带钢屈服极限（MP a ）
辊身尺寸依据带钢的宽度选取，通常是带宽加200~300mm。
张力辊组的辊径大小对设备成本有较大影响，因为所要求的张力转矩等或电机输出转矩随辊子直径的增大而增大，传动设备的投资成本也随之增加。
2.2.2张力及传动力矩计算
根据欧拉公式可计算出张力T ，张力辊组传动力矩M 为张力辊出入口综合张力差与张力辊半径的乘积，如图1受力分析
张力辊处于电动状态（T<T1）时：
（2）（3）
张力辊处于发电状态（T>T1）时：（4）（5）
式中μ为辊子与带钢的摩擦系数，α为带钢在辊子上的包角（rad），D 为张力辊直径；T 弹塑、T 离的计算详见参考文件。
由张力辊转矩可计算出张力辊传动功率，详见参考文件。
上述计算式主要用于张力辊的设计，其出发点是满足要求的张力放大倍数，并确保钢带在张力辊组上不打滑。
从控制角度考虑，在钢带不打滑的情况下，张力辊组中的张力辊1和张力辊2是一个整体，且张力辊组入口张力T1和出口张力T2是已知的，考虑传动摩擦力矩Mf，张力辊组总的传动力矩计算式：
张力辊处于电动状态（T2<T1）时：2（6）
张力辊处于发电状态（T2>T1）时：
2
（7）
3张力辊组的分类及工作状态
在带材连续生产线中，根据张力放大倍数的需要，张力辊组有两辊、三辊、四辊等几种，同时张力辊可全部带传动，也可部分张力辊带传动。
在整个生产线中，一部分张力辊组只是分隔张力区并产生主令速度，并不调节张力，属于主令速度张力辊组；更多的张力辊组用于调节张力，采用张力控制。
在生产线中，一部分张力辊组工作在电动状态（入口张力大于出口张力），一部分张力辊组工作在发电状态（出口张力大于入口张力）。
在生产线的每一区段有各自的主令速度，即每一区段有一主令速度张力辊组；相邻两组张力辊组不能均为主令速度张力辊组，相邻两组张力辊组可均采用张力控制。
4张力辊组的控制
4.1
主令速度张力辊组控制
图2张力辊组控制框图
主令速度张力辊组控制如图2所示，张力辊速度闭环控制，张力辊负荷平衡采用相同的转矩控制量即转矩等比例控制（近似于电机功率等比例）。
负荷平衡具体控制方法是：将张力辊组中功率最大的张力辊的速度调节器积分量输出送给其它张力辊使用，而其它张力辊的速度调节器积分不使能，张力辊的转矩限幅只是起到保护电机的作用，而不起调节转矩作用。
4.2张力辊组张力控制
张力辊组张力控制有直接张力控制和间接张力两种方式。
4.2.1间接张力控制
间接张力控制属于张力开环控制，张力辊电机工作在转矩控制方式，如图3
所示。
图3间接张力控制框图
使用式（6）或式（7）计算出传动的总转矩，通过速比i、效率η及负荷平衡（转矩等比例）等计算，计算出两个电机的转矩，作为转矩限幅给定到变频器，通过转矩限幅调节控制张力，而速度调节器使用附加速度给定使其工作在饱和状态，从而达到速度开环，而转矩闭环。
4.2.1直接张力控制
直接张力控制是张力闭环控制，一般用于对张力要求较高的情况，使用张力计反馈实际张力，变频器工作在转矩或速度都可以，区别只是张力控制器的输出送给不同的调节器而已。
如图2，为变频器工作在速度状态时的直接张力控制方式，张力辊负荷平衡仍采用转矩等比例控制法，负荷平衡控制具体方法与主令速度张力辊组负荷平衡控制相同。
直接张力控制采用张力闭环控制，张力控制精度高，不需要考虑钢带的弹性力和传动摩擦，也不需要考虑传动比和效率，计算较间接张力控制法简单得多，但由于采用了张力计，设备投资增大，所以一般用于对张力精度要求较高的场合。
为进一步提高直接张力的控制精度，采用张力自适应控制。
如图4所示，通过张力自适应控制器输出，调整张力调节器及速度调节器的控制参数，
消除机组速度、钢带参数等对张力控制的影响。
图4张力自适应控制框图
4.3张力辊组的传动控制
在钢带连续生产线中，一部分张力辊组工作在电动状态，一部分工作在发电状态，电机发电状态的能量可直接供给电动状态电机用。
所以，张力辊组合理搭配，采用公共直流母线的集中整流和独立逆变的变频调速方案最为经济合理，因减少了从电网获取的能量，可减少整流逆变装置、整流变压器及上级电网设备装机容量，同时可减少线损和电缆投资。
5结束语
在钢带连续生产线中，为满足生产工艺要求并确保不断带，需将全线分成多个不同的张力分区，因此张力辊组的设置和张力辊组的控制显得非常重要。
为保证全线稳定高速运行，目前张力辊组更多采用直接张力闭环控制，同时为减少投资和节能，张力辊组采用公共直流母线的集中整流和独立逆变的变频调速方案。
参考文献
［1］李海燕.冷连轧机组中张力辊组的设
计.一重技术［J］.2006（4）：5-6
［2］潘卫东等.二次冷轧机组张力辊设计
计算.江苏冶金.2007（3）：59-60
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