CN105102143B - 用于缠绕金属带的方法以及装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于将金属带(2)缠绕到具有缠绕芯轴(1)的绞盘上的方法，通过一对第一传动滚轮和第二传动滚轮(3、4)将金属带(2)输送给绞盘，传动滚轮中的至少一个被驱动，其特征在于，以从可测得的过程参数中测量带速度和所述传动滚轮(3、4)中的至少一个的速度(v5、v6)为基础，调整在所述金属带(2)的带速度(vB)和所述传动滚轮的速度(v5、v6)之间的差。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于将金属带缠绕到具有缠绕芯轴的绞盘上的方法，通过一对第一传动滚轮和第二传动滚轮将金属带输送给该绞盘，传动滚轮中的至少一个被驱动。
背景技术
从文献DE-OS 26 14 254中已知一种特别是在宽带轧制机组的带绞盘之前用于调节在用于轧制带的传动设备上的带拉紧力的方法，在其中，利用在彼此相反的方向上可预先规定的恒定的保持力加载两个相应于相应的板厚调整到间隙距离上的传动滚轮。
同样，该文献的对象是一种用于轧制带的、特别是用于带绞盘布置在宽带轧制机组中的传动设备，其由两个传动滚轮组成，为了预调整到不同的带厚度上，可通过起重主轴式升降机构使该传动滚轮相对于彼此具有间隙距离，并且为了调整滚轮压紧力，通过压力介质缸使传动滚轮在彼此相反的方向上预紧，其中，传动滚轮中的一个支承在摇臂中并且另一方面作用在压力介质缸上。滚轮压紧力仅仅刚好被保持得如此大，使得其足够用于在考虑安全系数的情况下维持在轧制带和滚轮之间的摩擦配合。在此，必须根据相应的带厚度和带宽度如此调节滚轮压紧力，使得特殊的带拉力随着带厚度的增加而减小。
在文献WO 2008 037395 A1中描述了一种用于将金属带缠绕到布置在绞盘井中的缠绕芯轴上方法和装置，金属带由具有下部的传动滚轮和上部的传动滚轮的传动器输送给该缠绕芯轴，其中，为了引导，工作台设置在金属带之下，并且在金属带之上布置可摆动的带转接器，以及直至缠绕芯轴附近紧接着布置可摆动的井闸门。借助于在绞盘井中从上方侵入金属带中的带拉力测量装置，获得由传动器施加到金属带上的、用于控制带行进通过传动器的纵向拉力并且将测量信号输送给传动器调节部。通过根据本发明使带拉力测量装置从上方摆到金属带上，特别是也还可在带端部上保持最优的包角。在绞盘井中的金属带的拉力测量用于通过带行进的这种影响调节传动设备，使得可实现直边的金属卷。
从文献WO 2008 092896 A1中得到一种用于将金属带卷起和开卷的绞盘装置所用的运行方法以及一种控制装置和绞盘装置。可为该绞盘分配传动滚轮。为绞盘分配控制装置。
为了避免作用到带上的拉力过高(该拉力可如此高，使得其超过带的屈服点，即，导致塑性的形状变化，例如导致带的收缩)，作为带的当前性能的实际值，测量或者通过模型计算获得当前的带温度和/或带的当前微结构性能。控制装置从实际值中或者从由此导出的参数中获得在带行进方向上的和/或与带行进方向相反地作用的当前扭矩值，并且在使用当前扭矩值的情况下使绞盘和/或传动滚轮运行。该扭矩值可用作扭矩理论值和/或扭矩极限值。为了计算扭矩极限，使用待缠绕的带的当前刚性。该刚性主要受到带温度和/或带的微观结构影响。通过基于确定带在整个缠绕过程中的刚性的参数的实际值主动地匹配扭矩计算，得到更均匀的缠绕力矩和更好的缠绕质量。
发明内容
本发明的目标是，实现一种用于缠绕金属带的新方法。
根据本发明，在开头所述类型的方法中该目标通过以下方式实现，即，以从可测得的过程参数中测量带速度和传动滚轮中的至少一个的速度为基础，调整在金属带的带速度和传动滚轮的速度之间的差。
或者如此调节在两个传动滚轮之间的间隙中作用到金属带上的合力或者如此调节传动滚轮驱动部的驱动力矩，使得其可靠地被传递到金属带上，其中，在传动滚轮的表面和金属带之间力求小的或受控的速度差。
为此，或者由调节器根据传动滚轮的测得的速度如此改变在两侧上预先规定的理论力(力修正)使得实现在一方面传动滚轮的表面和另一方面金属带之间的期望的速度差，或者如此改变被驱动的传动滚轮的驱动力矩，使得为传动滚轮的驱动部中的每一个实现相对于金属带的速度差(力矩修正)。
从下列设计方案、说明和附图中得到本发明的有利的改进方案。
优选地，通过调节装置如此调节在金属带的带速度和传动滚轮中的至少一个的速度之间的差，使得在带速度和传动滚轮的表面速度之间的差不超过可调整的极限值。
根据方法的有利的设计方案规定，通过调节传动滚轮压靠带的压紧力调节传动滚轮和缠绕芯轴的驱动部，并且如此预先规定驱动部的理论转速，使得在传动滚轮之间出现预先规定的相对速度，并且如此调节传动滚轮的压紧力的理论值，使得预先规定的拉力在传动滚轮和被缠绕在缠绕芯轴上的卷之间的区域中在金属带中起作用。
特别有利的是，如此预先规定至少一个被驱动的传动滚轮相对于金属带的传动器抵靠力或者至少一个被驱动的传动滚轮的驱动力矩，使得在带速度和被驱动的传动滚轮的表面速度之间的差不超过可调整的极限值。优选地，也调节缠绕芯轴的转速。
根据方法的有利的设计方案规定，如此预先规定缠绕芯轴的驱动力矩，使得在带速度和传动滚轮中的至少一个的表面速度之间的差不超过可调整的极限值。
有利地，以非接触的方式或者通过被压靠到金属带上的速度测量滚轮测量带速度。备选地，通过测量缠绕芯轴的转速以及被缠绕在缠绕芯轴上的带卷的直径获得带速度。
有利地，也可测量金属带的被缠绕在缠绕芯轴上的卷的直径。
在有利的设计方案中，预先规定在带速度、传动滚轮的速度和由传动滚轮施加到金属带上的力之间的非线性的关系。
优选地，对力发生器、特别是气动缸或液压缸施加到传动滚轮上的力进行调节。在此可行的是，操作者附加地为在传动滚轮处的力调节部预先规定力修正值。
根据方法的优选的设计方案规定，通过比例积分调节器由用于在传动滚轮和被缠绕在芯轴上的卷之间的区域中的在金属带中的拉力的理论值和实际值的差确定传动滚轮的压紧力的修正。
这样的方法是有利的，即，在其中，通过三点调节器由在传动滚轮和卷之间的在金属带中的拉力的理论值和实际值的差确定传动滚轮的压紧力的时间修正。
本发明也涉及一种用于执行以上说明的方法的用于将金属带缠绕成卷的装置。
附图说明
下面以实施例详细解释本发明。其中：
图1示出了用于将金属带缠绕到缠绕芯轴上的、带有具有两个传动滚轮的传动器的缠绕装置的侧向示意图，
图2示出了传动滚轮和缠绕芯轴连同相应的驱动部的示意性的俯视图，
图3示出了用于计算传动滚轮和缠绕芯轴的转速的调节系统图，以及
图4示出了拉力调节部和传动滚轮的压紧力的调节系统图。
具体实施方式
具有缠绕芯轴1的缠绕装置(图1)用于缠绕金属带2，金属带2在芯轴1上缠绕成金属带2的卷或者带卷(卷材)12上。金属带2典型地在水平的辊道上到达缠绕装置，金属带2在辊道上通过两个抵靠金属带2且彼此抵靠的传动滚轮3、4转向芯轴1并且在此被缠绕成卷12。
传动滚轮3、4为金属带2赋予必要的拉力。传动滚轮3、4和缠绕芯轴1分别由马达7、8和19直接地或者备选地通过传动机构驱动。在本发明的实施方案中，对传动滚轮3、4中的仅仅一个进行驱动，其中，另一传动滚轮3、4同时被拖动。优选地，可调节传动滚轮3、4或缠绕芯轴1的力矩。马达7、8和19(图2)的转速通过转速传感器13、14或20测得。
马达7、8、19以调节转速的方式运行。对于每次驱动，由转速调节器71、81、191(图3)根据理论转速和实际转速以及两个信号的时间走向确定力矩理论值，其被传递给调节马达电流的相应的变流器72、82和192。变流器72、82、192提供马达力矩的瞬态值。在图中，变流器72、82和192通过晶闸管符号示出，因为变流器72、82、192可包括优选地具有晶闸管的电路。
该方法的目标在于，利用比由缠绕芯轴1的驱动部预先规定的带速度vB更小的速度驱动传动滚轮3、4，从而在传动滚轮3、4和带2之间出现预先规定的相对速度。为此，考虑传动滚轮3、4和卷12的圆周速度vu、vo，其由马达转速k1、k2、k3；反映传动机构的特性参数(例如滑差、摩擦等)的可能的传动因数；和传动滚轮3、4的直径以及卷12的半径计算出来。卷半径可由缠绕芯轴的可变的且可通过测量技术确定的直径、在缠绕过程期间算出的圈数和带厚度计算出来。备选地也可行的是，利用距离测量设备11直接测量卷半径。
也可利用非接触式传感器9、9a测量带速度vB，该传感器可布置在传动滚轮3、4之前或者布置在传动滚轮3、4和缠绕芯轴1之间。为了测量带速度vB，在一方面传动滚轮3、4和另一方面卷12之间应用接触式测量滚轮10也是可行的。
上级的调节系统(图3)预先规定用于带速度的理论值vB,理论与在一方面传动滚轮3、4和另一方面带2之间的相对速度的理论值Δv理论。
如根据传动滚轮4示例性地在图1中示出的那样，用于使传动滚轮3、4压靠金属带2的力产生装置可实施成液压缸5、6。液压缸5、6在面对驱动部的一侧(驱动侧AS)上和背离驱动部的一侧(工作侧BS)上作用到上部的传动滚轮4的辊颈上。由在液压缸5、6处测得的压力15、16和17、18获得力实际值，其中，压力15至18通过在环侧的面A环或在活塞侧的面A活塞处(如在图2中根据液压缸5示出的那样)测得的值得到。
作用在两侧上的力彼此独立地调节。理论力由对于两侧相同的基值F理论、操作者或其他调节系统的可能的修正值ΔFAS、ΔFBS和用于调整在带2中预先规定的拉力的力修正确定。
为了确定用于保持期望的带拉力的力修正，首先，在计算单元21中，在考虑可能的传动因数、当前的卷半径、摩擦损失和加速度效应以及带材料在绕缠绕芯轴1弯曲时的变形阻力的情况下由缠绕芯轴1的马达力矩计算出用于在传动滚轮3、4和卷12之间的区域中在带2中的拉力的实际值Z实际。
由在为带拉力预先规定的理论值Z理论和计算出的实际值Z实际之间的差以及其时间的走向确定用于传动滚轮3、4的压紧力的力修正ΔF，例如借助于比例积分调节器22(图4)确定，并且将其与力的理论值F理论一起输送给加法器，加法器的输出值不仅在驱动侧AS上而且在工作侧BS上通过另一加法器与修正值ΔFAS、ΔFBS相结合并且作为力理论值输送给相应的力调节器23、24。力调节器23、24由与从测得的压力中获得的力实际值FAS、FBS与力理论值的比较获得用于在驱动侧和工作侧上的呈液压缸5、6的形式的力发生装置的阀的信号。然而，调节器也可设计成用于力修正的时间变化的三点调节器。
由传动滚轮4的直径d4和该滚轮的驱动部的转速信号n14以“转/分钟”为单位得到上部的传动滚轮4的圆周速度vo：
vo＝πn14d4/60；
通过直径d3和转速信号n13适用于下部的传动滚轮3的是：
vu＝πn13d3/60。
通过可变的卷半径rB和驱动部的转速以“转/分钟”为单位适用于卷12的圆周速度vB的是：
vB＝πn20rB/30。
由芯轴直径dD和缠绕的圈数nw以及带厚度h可计算出卷半径：
rB＝1/2dD+nwh。
在示例性地示出的缸中的实际力FAS和FBS可由在此测得的压力和在相应的活塞的活塞侧和环侧上的液压作用面积计算出来。对于驱动侧AS来说适用的是：
FAS＝A活塞pl7-A环p18；
对于工作侧BS来说适用的是：
FBS＝A活塞pl5-A环p16。
附图标记列表
1 缠绕芯轴
2 带
3 下部的传动滚轮
4 上部的传动滚轮
5 在驱动侧上的力发生装置
6 在工作侧上的力发生装置
7 上部的传动滚轮的驱动部
8 下部的传动滚轮的驱动部
9 用于探测带速度的传感器
9a 用于探测带速度的传感器
10 速度测量滚轮
11 用于探测卷的直径的传感器
12 卷
13 下部的传动滚轮的转速测量器
14 上部的传动滚轮的转速测量器
15 缸5的压力传感器，活塞侧的压力
16 缸5的压力传感器，环侧的压力
17 缸6的压力传感器，活塞侧的压力
18 缸6的压力传感器，环侧的压力
19 芯轴驱动部
20 缠绕芯轴转速传感器
21 用于计算在传动器和卷之间的实际拉力的计算单元
22 用于在传动器和卷之间的带中的拉力的调节器
23 力调节器
24 力调节器
71 转速调节器
72 变流器
81 转速调节器
82 变流器
191 转速调节器
192 变流器
Claims (12)
1.一种用于将金属带(2)缠绕到具有缠绕芯轴(1)的绞盘上的方法，通过一对第一传动滚轮和第二传动滚轮(3、4)将所述金属带(2)输送给所述绞盘，传动滚轮中的至少一个被驱动，
在其中，以从能够测得的过程参数中测量带速度(vB)和所述传动滚轮(3、4)中的至少一个的速度(vu、vo)为基础，调整在所述金属带(2)的带速度(vB)和所述传动滚轮的速度之间的差，并且通过调节装置(16)调节在所述金属带(2)的带速度(vB)和所述传动滚轮(3、4)中的至少一个的速度之间的差，使得在所述带速度(vB)和所述传动滚轮(3、4)的表面或圆周速度(vu、vo)之间的差不超过能够调整的极限值，
其特征在于，预先规定至少一个被驱动的传动滚轮(3、4)的驱动力矩，使得在所述带速度(vB)和分别被驱动的所述传动滚轮(3、4)的表面速度(vu、vo)之间的差不超过能够调整的极限值；并且通过调节所述传动滚轮(3、4)压靠所述带(2)的压紧力调节所述传动滚轮(3、4)和所述缠绕芯轴(1)的驱动部；并且预先规定所述驱动部的理论转速，使得在所述传动滚轮(3、4)之间出现预先规定的相对速度(Δv理论)；并且调节所述传动滚轮(3、4)的压紧力的理论值，使得预先规定的拉力在所述传动滚轮(3、4)和被缠绕在所述缠绕芯轴(1)上的卷(12)之间的区域中在金属带(2)中起作用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先规定至少一个被驱动的传动滚轮(3、4)相对于所述金属带(2)的传动器抵靠力，使得在所述带速度(vB)和分别被驱动的所述传动滚轮(3、4)的表面速度(vu、vo)之间的差不超过能够调整的极限值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，调节所述缠绕芯轴(1)的转速。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，预先规定所述缠绕芯轴(1)的驱动力矩，使得在所述带速度(vB)和所述传动滚轮(3、4)中的至少一个的表面速度(vu、vo)之间的差不超过能够调整的极限值。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，以非接触的方式通过传感器(9、9a)或者通过被压靠到所述金属带(2)上的速度测量滚轮(10)测量所述带速度(vB)，或者，通过测量所述缠绕芯轴(1)的转速以及被缠绕在所述缠绕芯轴(1)上的带卷或卷(12)的直径获得所述带速度(vB)。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，预先规定在所述带速度(vB)、所述传动滚轮(3、4)的速度(vu、vo)和由所述传动滚轮(3、4)施加到所述金属带(1)上的力之间的非线性的关系。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，调节力发生器施加到所述传动滚轮(3、4)上的力。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，附加地为在所述传动滚轮(3、4)处的力调节部预先规定力修正值(ΔFAS、ΔFBS)。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过比例积分调节器由用于在所述传动滚轮(3、4)和被缠绕在所述芯轴(1)上的卷(12)之间的区域中的在金属带(2)中的拉力的理论值和实际值的差确定所述传动滚轮(3、4)的压紧力的修正。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过三点调节器由在所述传动滚轮(3、4)和卷(12)之间的金属带(2)中的拉力的理论值和实际值的差确定所述传动滚轮(3、4)的压紧力的时间修正。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述力发生器是气动缸或液压缸(5、6)。
12.一种用于执行根据权利要求1至11中任一项所述方法的用于将金属带(2)缠绕成卷(12)的装置。
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