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。

另一方面，带钢的运行速度也会对带钢与辊面的总摩擦力产生影响。当硅钢板在较高速度下运行时，由于带钢对辊面的正压力较小，在入口窜人带钢与辊面之间的气体不能迅速赶出，并且随着速度的增高而不断增加。这样，一方面带钢与辊面的实际包角减小了，另一方面带钢与辊面的摩擦系数也减小了，最终导致总体摩擦力下降。这一点在来料板形较差时表现得较为明显：在张力辊组初始张力相同的情况下，受力小的人口张力辊组反而比受力大的出口张力辊组打滑几率高。此外，打滑经常发生在传动功率较小的张力辊上，也是这一影响因素的反映。

3.打滑对生产造成的影响

3.1.打滑对产品质量的影响

任一张力辊组的打滑都将对带钢表面造成划伤，在冷轧硅钢连退机组，轻的会使产品质量降级，重的则会使带钢报废。所以，张力辊组的打滑对生产是极为有害的。

3.2打滑对机械设备的影响

张力辊组的打滑首先会对张力辊本身造成直接影响，使辊面越来越光滑，摩擦系数迅速下降，不得不进行辊面重磨，从而缩短了辊子寿命。另外，张力辊组打滑会使电机输出力矩处于一种波动状态，对传动减速机造成冲击，导致齿轮失效，造成减速机损坏。

4.防范措施

4.1.给张力辊增加压辊

增加压辊是防止带钢打滑的有效方法之一，通过控制压辊压力来控制带钢在包角处的打滑。

4.2.张力辊辊径方面

张力辊辊径的选择是以带钢经过张力辊后不产生塑性变形为原则。由公式可知，带钢最大厚度是决定张力辊最大直径的主要因素。鉴由前面可知，冷轧薄带钢在大张力辊辊径下打滑几率显著升高的现象，对于带钢的适应范围应有一定限制，张力辊径并非越大越好。对于目前大量生产的厚度0.5mm左右的硅钢板，采用500mm直径的张力辊是比较合适。

4.3.表面硬度方面

张力辊子表面是采用挂胶技术粘了一层约为30mm厚的聚胺脂。硬度要求为50±4（邵式硬度）。张力辊的表面硬度是一项重要的性能指标，它决定着张力辊是否打滑的重要因素，

4.4.张力辊的加工方面

为尽可能增加张力辊辊面的摩擦系数，在加工张力辊时应着重注意以下几点：

4.4.1.张力辊辊面聚胺脂的加工应采用粗化磨削工艺，提高表面粗糙度；或采用精车工艺，增加压扁变形量；

4.4.2.辊子加工应保证辊面的圆柱度和同轴度以及辊子的动平衡精度。以减小运行当中的力矩波动或速度波动。

4.5.电气控制方面

虽然改进张力辊组的电气控制方式并不能从根本上根除张力辊打滑现象，但较为完善合理的电气控制方式，采用电机分别驱动，有助于减小张力辊打滑的程度，从而减小张力辊的磨损，并对生产中及早发现与纠正打滑现象有很大帮助。

5.结束语

冷轧硅钢连退机组张力辊组满足生产要求，但在生产过程中也出现过掉张，断带现象，我们也分析了各种原因，提出了改进方法：在压辊方面，我们通过尝试，压辊气缸压力为5bar时效果不错；在张力辊备件方面，我们严格把关，测量出每个辊面聚氨酯的硬度，表面加工粗糙度，选择合格的备件产品进行更换；在维护方面，我们定期给轴承注油，保证轴承润滑良好；在日常点检方面，我们每日由专人进行点检，时刻跟踪辊子的使用情况，对有划伤的辊子及时更换。

参考文献

[1] 许将宝钢技术上海2003

[2] 濮量贵机械设计北京高等教育出版社1994

[3] 徐灏机械设计手册北京机械工业出版社1995