本發(fā)明涉及涂鍍領(lǐng)域,尤其涉及到一種適用于鍍鎳連續(xù)生產(chǎn)線的轉(zhuǎn)向輥前后張力綜合優(yōu)化設(shè)定方法。
背景技術(shù):
隨著市場競爭加劇,用戶對鍍鎳帶鋼表面質(zhì)量控制要求越來越高,要求廠家提供表面質(zhì)量更好的產(chǎn)品。由于現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜性,鍍鎳帶鋼的表面質(zhì)量不單單與涂鍍工藝參數(shù)有關(guān),現(xiàn)場的工況條件、設(shè)備狀態(tài)同樣會對鍍鎳帶鋼造成劃傷缺陷。轉(zhuǎn)向輥打滑是鍍鎳生產(chǎn)線常見的生產(chǎn)事故,會造成鍍鎳帶鋼表面造成劃傷,對鍍鎳帶鋼的表面質(zhì)量帶來嚴(yán)重影響。轉(zhuǎn)向輥打滑主要原因可以從兩個方面考慮,一方面轉(zhuǎn)向輥表面涂層粗糙粗磨損嚴(yán)重,導(dǎo)致摩擦系數(shù)衰減引起相對滑動,另一方面機組張力控制不當(dāng),導(dǎo)致轉(zhuǎn)向輥超載,引起打滑。一般各廠家往往從增加輥子粗糙度的角度,更換輥子表面涂層,以防止輥子打滑,但是鍍鎳生產(chǎn)線有工作強度大、生產(chǎn)時間長、生產(chǎn)任務(wù)重的特點,經(jīng)常更換表面涂層,影響了生產(chǎn)進(jìn)度,給企業(yè)帶來了經(jīng)濟損失。事實上,通過合理地進(jìn)行張力控制,可以大大地減緩轉(zhuǎn)向輥的磨損程度,防止帶鋼打滑,延長環(huán)輥周期,基于此,本發(fā)明專利通過合理的數(shù)學(xué)建模,模擬鍍鎳生產(chǎn)線上的轉(zhuǎn)向輥的受力狀態(tài),從張力控制的角度出發(fā),設(shè)定了張力控制合理的目標(biāo)值,有效延長了換輥周期,提高了生產(chǎn)效率,為企業(yè)帶來了效益。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對鍍鎳連續(xù)生產(chǎn)線上現(xiàn)場出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向輥打滑問題,本發(fā)明提供一種適用于鍍鎳連續(xù)生產(chǎn)線的轉(zhuǎn)向輥前后張力綜合優(yōu)化設(shè)定方法,通過合理的數(shù)學(xué)建模,模擬鍍鎳生產(chǎn)線上的轉(zhuǎn)向輥的受力狀態(tài),從張力控制的角度出發(fā),設(shè)定張力控制合理的目標(biāo)值,有效延長換輥周期,提高了生產(chǎn)效率,為企業(yè)帶來效益。
為了實現(xiàn)以上目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種適用于鍍鎳連續(xù)生產(chǎn)線的轉(zhuǎn)向輥前后張力綜合優(yōu)化設(shè)定方法,包括以下可由計算機執(zhí)行的步驟:
(a)收集現(xiàn)場工藝參數(shù),轉(zhuǎn)向輥的前張力Fq,后張力Fh,換輥周期內(nèi)轉(zhuǎn)向輥與鍍鎳帶鋼之間的最小相對摩擦系數(shù)μmin,轉(zhuǎn)向輥的包角α’,機組帶鋼的運行速度ν,帶鋼的寬度b,厚度h,帶鋼的密度ρ,重力加速度g,轉(zhuǎn)向輥半徑r,
(b)定義張力控制優(yōu)化步長ΔF、張力控制優(yōu)化參數(shù)i,并初始化i=1;
(c)定義帶鋼微分精度n、帶鋼微弧段變量j,并初始化j=1,計算帶鋼微弧段質(zhì)量Δm,
(1)
式中λ為考慮實際包角小于理論包角的修正系數(shù),根據(jù)現(xiàn)場情況確定,一般取0.7 ≤λ< 1;
(d)計算轉(zhuǎn)向輥模擬前張力值Fmqi,轉(zhuǎn)向輥模擬后張力值Fmhi,
Fmqi =Fq+iΔF-Fs (2)
Fmhi =Fh+iΔF+Fs (3)
式中Fs未考慮帶鋼彈塑性彎曲的張力損失值,根據(jù)現(xiàn)場情況確定,一般取50N≤Fs≤150N;
(e)計算第j微弧段的帶鋼的前張力Fmqij、后張力Fmhij,
(4)
(5)
(f)計算第j微弧段的帶鋼的摩擦力Ffij,
(6)
式中θj為第j個微弧段法向與重力方向的夾角,通過現(xiàn)場收集獲得;式中l為考慮帶鋼運動方向的系數(shù),且,δ為帶鋼運動方向與重力方向的夾角。
(g)計算第微弧段的帶鋼的支持力FNij,
(7)
(h)計算第j微弧段的帶鋼的必要摩擦系數(shù)
(8)
(i)判斷式μmin-μij>0是否成立,如果是轉(zhuǎn)入步驟(j),如果否轉(zhuǎn)入步驟(k);
(j)判斷式j<n是否成立,如果是令j=j+1,轉(zhuǎn)入步驟e),如果否令i=i+1,j=1轉(zhuǎn)入步驟(d);
(k)輸出張力控制的目標(biāo)值為ΔFm,完成對轉(zhuǎn)向輥前后張力控制的優(yōu)化。
ΔFm=(i-1) ΔF (9)
則機組正常運行時,必須保證前后張力的波動小于ΔFm,以此目標(biāo)對機組張力控制進(jìn)行優(yōu)化,即可保證有效延長換輥周期,提高生產(chǎn)效率,為企業(yè)帶來效益。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點和效果:
充分結(jié)合鍍鎳連續(xù)生產(chǎn)線的工藝與設(shè)備特點,并考慮到轉(zhuǎn)向輥打滑問題,本發(fā)明提供一種適用于鍍鎳連續(xù)生產(chǎn)線的轉(zhuǎn)向輥前后張力綜合優(yōu)化設(shè)定方法,通過合理的數(shù)學(xué)建模,模擬鍍鎳生產(chǎn)線上的轉(zhuǎn)向輥的受力狀態(tài),從張力控制的角度出發(fā),設(shè)定張力控制合理的目標(biāo)值。不但可以延長換滾周期,提高現(xiàn)場的生產(chǎn)效率,還可以防止因機組張力控制不當(dāng),導(dǎo)致轉(zhuǎn)向輥超載,引起的打滑事故,為鍍鎳連續(xù)生產(chǎn)線的轉(zhuǎn)向輥前后張力綜合優(yōu)化設(shè)定提供了依據(jù)。
具體實施方式
(a) 收集現(xiàn)場工藝參數(shù),轉(zhuǎn)向輥的前張力Fq=15000N,后張力Fh=13000N,換輥周期內(nèi)轉(zhuǎn)向輥與鍍鎳帶鋼之間的最小相對摩擦系數(shù)μmin=0.15,轉(zhuǎn)向輥的包角α’=200?,機組帶鋼的運行速度v=5m/s,帶鋼的寬度b=1000mm,厚度h=0.3mm,帶鋼的密度ρ=7850kg/m3,重力加速度g=9.8 kg/m3,轉(zhuǎn)向輥半徑r=300mm,
(b)定義張力控制優(yōu)化步長ΔF=150N、張力控制優(yōu)化參數(shù)i,并初始化i=1;
(c)定義帶鋼微分精度n=11、帶鋼微弧段變量j,并初始化j=1,并計算帶鋼第1微弧段質(zhì)量Δm,取λ=0.9;
Δm=0.182kg (1)
(d)計算轉(zhuǎn)向輥模擬前張力值Fmq1,轉(zhuǎn)向輥模擬后張力值Fmh1 ,取Fs=80N;
Fmq1=15070N (2)
Fmh1=12903N (3)
(e)計算第1微弧段的帶鋼的前張力Fmq11、后張力Fmh11,
Fmq11=13125N (4)
Fmh11=12903N (5)
(f)計算第1微弧段的帶鋼的摩擦力Ff11,
Ff11=195N (6)
(g)計算第1微弧段的帶鋼的支持力Fn11,
Fn11=3326N (7)
(h)計算第1弧段的帶鋼的必要摩擦系數(shù)
μ11=0.059 (8)
(i)通過在計算機上依次計算在不同的模擬張力設(shè)定下各微弧段的必要摩擦系數(shù),可以知道當(dāng)i=11,j=2時,μ11,2=0.1502>0.15;
(l)輸出張力控制的目標(biāo)值為ΔFm,完成對轉(zhuǎn)向輥前后張力控制的優(yōu)化。
ΔFm=1500N (9)
則機組正常運行時,必須保證前后張力的波動小于1500N,以此目標(biāo)對機組張力控制進(jìn)行優(yōu)化,即可保證有效延長換輥周期,提高生產(chǎn)效率,為企業(yè)帶來效益。