CN106363042A - 拉矫机压下量精度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种拉矫机压下量精度控制方法，该拉矫机包括矫直上辊单元和矫直下辊单元，该矫直上辊单元和矫直下辊单元分别设置于上机架和下机架上且分别包括支撑辊、中间辊和工作辊，该拉矫机压下量精度控制方法包括：a.分别获得该矫直上辊单元和矫直下辊单元的基准辊径总长；b.在该中间辊或工作辊被替换后，计算该矫直上辊单元和矫直下辊单元的新辊径总长；c.根据该基准辊径总长和该新辊径总长来计算零位间隙；d.根据该零位间隙调整该上机架和/或该下机架的位置。

Description

拉矫机压下量精度控制方法

技术领域

本发明涉及冷轧薄板的拉矫机，尤其涉及一种拉矫机压下量精度控制方法。

背景技术

随着我国家用电器、制罐等工业的发展，对冷轧薄板的需求量不断增加，特别是对薄板的质量要求越来越高，板带质量已经成为竞争力的主要因素，板形作为衡量薄板质量的重要指标越来越受到用户的青睐，拉伸弯曲矫直机作为消除板带缺陷、改善板带的平直度的关键设备成为涂层机组不可或缺的重要设备。新建的镀锡和镀铬机组拉矫机都是进口设备，它由两个延伸单元、一个弯曲单元组成和一个多辊单元组成。矫直单元的压下量调节方式是由马达驱动每个单元的下辊提升装置(多辊单元有两个提升装置分别控制入口和出口)来达到压下量调节的目的，压下量的调节数值将被显示在操作板上。

上表就是压下量和板厚的关系；从该表可以看出压下量要根据带钢板厚来进行调节，而压下量调节就是调整拉矫机上矫直单元和下矫直单元的相对位置，而这两者相对移动的具体数值就是以零位(本拉矫机是以提升装置将下辊单元向上提升到某一位置，此时上辊单元的下表面和下辊单元的上表面刚好在同一水平线上，测出上下机架基准点之间的距离，并设这一开口度的大小为零位)为基准得来的，由于压下量数值都要精确到0.01mm，可以说零位的微小变化，对整个拉矫机的矫直效果都有重要影响。

前面说了该拉矫机零位就是指：拉矫机提升装置将下辊单元向上提升到某一位置，此时上辊单元的下表面和下辊单元的上表面刚好在同一水平线上，然后用内径千分尺量出上下机架基准点之间的距离，并在系统中将此时上下基准点间的开口度设为零位，而上辊单元和下辊单元的高度都是由三种矫直辊(支撑辊、中间辊、工作辊)在机架上叠加而来的，所以说一旦矫直辊的辊径发生变化，也会相应的导致零位发生变化。现在拉矫机的零位是由厂商根据初始辊径来确定的，一旦辊径发生变化，就会导致原有零位的不准确。但是在实际使用过程中拉矫机的中间辊和工作辊更换频繁(一般工作辊更换周期是三个月，中间辊更换周期是一年)，而修复后的辊子又必然会导致辊子的辊径发生变化，考虑到压下量的精度要求特别高(精确到0.01mm)如果不对零位进行修正的话，就无法保证拉矫机的压下量精度。而如果没有有效的零位修正的手段的话，要保证拉矫机的压下量精度，就只能每次换辊都直接更换厂商提供的原装进口备件，这样维修成本实在太高。所以针对这一现状，必须想出有效的手段来节约成本，同时又能保证压下量的精度

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明的目的就是通过现场的实际工况条件和几何原理相结合，开发一种既不需要更换原装辊子同时又能保证设备的压下量精度的方法。

具体的，本发明提供了一种拉矫机压下量精度控制方法，该拉矫机包括矫直上辊单元和矫直下辊单元，该矫直上辊单元和矫直下辊单元分别设置于上机架和下机架上且分别包括支撑辊、中间辊和工作辊，该拉矫机压下量精度控制方法包括：

a.分别获得该矫直上辊单元和矫直下辊单元的基准辊径总长；

b.在该中间辊或工作辊被替换后，计算该矫直上辊单元和矫直下辊单元的新辊径总长；

c.根据该基准辊径总长和该新辊径总长来计算零位间隙；

d.根据该零位间隙调整该上机架和/或该下机架的位置。

根据一个较佳实施例，该基准辊径总长是根据该矫直上辊单元和矫直下辊单元各自的支撑辊、中间辊和工作辊的辊径和相对位置关系来计算的。

根据一个较佳实施例，该新辊径总长是根据该矫直上辊单元和矫直下辊单元各自的支撑辊以及替换后的中间辊或工作辊的辊径和相对位置关系来计算的。

根据一个较佳实施例，在替换该中间辊或工作辊之后且在计算该新辊径总长之前，还包括：调整中间辊以使该中间辊和该支撑辊之间的接触条件小于或等于0.04mm且80％以上的接触为0mm。

根据一个较佳实施例，在替换该中间辊或工作辊之后且在计算该新辊径总长之前，还包括：调整工作辊以使该中间辊和该工作辊之间的接触条件小于或等于0.04mm且80％以上的接触为0mm。

根据一个较佳实施例，在替换该中间辊或工作辊之后且在计算该新辊径总长之前，还包括：调整该工作辊的两端和中间共三个点的平行度，以使该三个点的平行度小于或等于0.05mm/m。

根据一个较佳实施例，该步骤d进一步包括：调整该上机架和/或该下机架的位置，以使该上机架和该下机架之间的垂直距离减小该零位间隙的距离值。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求该本发明提供进一步的解释。

附图说明

附图主要是用于提供对本发明进一步的理解。附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1a和图1b示出了拉矫机的结构示意图。

图2示出了根据本发明的基本步骤的流程图。

图3示出了延伸单元和弯曲单元上机架示意图。

图4示出了多辊单元的上机架示意图。

图5示出了延伸单元下机架示意图。

图6示出了弯曲单元下机架示意图。

图7示出了多辊单元的下机架示意图。

具体实施方式

首先参考图1a和图1b，其中图1a是初始辊径的零位示意图且图1b示出了辊径变小后产生的零位间隙。

所谓拉矫机零位z就是指上辊的下表面和下辊的上表面刚好在同一水平线上。通过现场实际和机械图纸的比对可以发现，一旦辊径发生变化，由于矫直单元的机架是固定不发生变化的，因辊径变化而产生的上下辊面的间隙量(重叠量)A_ME是由于L_u和L_L这两段发生变化而产生的，如图1a和图1b所示，而这两段是由拉矫机的支撑辊1、中间辊2和工作辊3三种辊子彼此叠加后所产生的。由于辊子的安装精度要求，这三种辊子安装后要完全啮合，彼此之间不能有任何间隙，加之矫直辊的倾斜角度是由机架本身所决定的，也是固定不变的，所以可以将L_u、L_L和辊径的关系，由关系式推导出，然后将变化后的辊径带入公式中，求出新的L_u和L_L，并设为L_u新和L_L新；将初始辊径带入公式中，算出后设为L_u原和L_L原(这两个数值第一次算出后，就不需要再算，为固定数值)，接着将L_u新、L_L新和L_u原、L_L原进行比对，即可得出其变化量A_ME，最后对初始零位(初始零位是厂商提供的原始数据)进行补偿，便得到新的零位，从而保证辊径变化而压下量精度不变。

具体地，本发明基于上述原理提出了一种拉矫机压下量精度控制方法，如图2所示。上述的拉矫机包括矫直上辊单元和矫直下辊单元，该矫直上辊单元和矫直下辊单元分别设置于上机架和下机架上且分别包括支撑辊、中间辊和工作辊。

该拉矫机压下量精度控制方法主要包括：

步骤201：分别获得该矫直上辊单元和矫直下辊单元的基准辊径总长，其中该基准辊径总长是根据该矫直上辊单元和矫直下辊单元各自的支撑辊、中间辊和工作辊的辊径和相对位置关系来计算的；

步骤202：在该中间辊或工作辊被替换后，计算该矫直上辊单元和矫直下辊单元的新辊径总长，其中该新辊径总长是根据该矫直上辊单元和矫直下辊单元各自的支撑辊以及替换后的中间辊或工作辊的辊径和相对位置关系来计算的；

步骤203：根据该基准辊径总长和该新辊径总长来计算零位间隙；

步骤204：根据该零位间隙调整该上机架和/或该下机架的位置，例如该步骤204可以是调整该上机架和/或该下机架的位置，以使该上机架和该下机架之间的垂直距离减小该零位间隙的距离值。

较佳地，在替换该中间辊或工作辊之后且在计算该新辊径总长之前，该拉矫机压下量精度控制方法还可以包括：调整中间辊以使该中间辊和该支撑辊之间的接触条件(即两辊之间的辊缝)小于或等于0.04mm且80％以上的接触为0mm。例如，可以用塞尺来检查中间辊和支撑辊之间的接触状态，且每个支撑辊的头尾都要进行检测。这是为了要确认支撑辊和中间辊是否平行，和是否局部地区有硬性接触。

较佳地，在替换该中间辊或工作辊之后且在计算该新辊径总长之前，该拉矫机压下量精度控制方法还可以包括：调整工作辊以使该中间辊和该工作辊之间的接触条件(即两辊之间的辊缝)小于或等于0.04mm且80％以上的接触为0mm。例如，可以用塞尺来检查中间辊和工作辊之间的接触状态，且每个中间辊的头尾都要进行检测。这是为了要确认工作辊和中间辊是否平行，和是否局部地区有硬性接触。

更优选的，在替换该中间辊或工作辊之后且在计算该新辊径总长之前，该拉矫机压下量精度控制方法还可以包括：调整该工作辊的两端和中间共三个点的平行度，以使该三个点的平行度小于或等于0.05mm/m。

以下结合图1a和图1b的示例，来详细讨论本发明的上述精度控制方法的一个计算实例。其中根据图1a和图1b的示例的新零位公式为：

A_ME＝L_u原+L_L原-L_u新-L_L新

I_ME＝I_ME0-A_ME 公式(1)

其中，A_ME是辊径变化后上下辊面所产生的间隙量(重叠量)；I_ME是辊径变化后的新零位数值；I_ME0是初始零位数值(例如可以是厂方提供的初始数据)；L_u原是矫直上辊单元初始的辊径总长；L_L原是矫直下辊单元初始的辊径总长；L_u新是矫直上辊单元辊径变化后的辊径总长；L_L新是矫直下辊单元辊径变化后的辊径总长。

参考图3，可将L_u原、L_L原、L_u新、L_L新和辊径之间的关系用公式推导出来。其中延伸单元和弯曲单元上机架L_u和辊径的推导关系公式：

$H_u=B+\cos \mathrm{\θ}\sqrt{{\left(\frac{D_{MU}+D_{BU}}{2}\right)}^2-C^2}+\sqrt{{\left(\frac{D_{MU}+D_{WU}}{{\mathrm{\θ}}^2}\right)}^2-{(A-sin\mathrm{\θ}\sqrt{{\left(\frac{D_{MU}+D_{BU}}{2}\right)}^2-C^2})}^2}$

$L_u=H_u+\frac{D_{WU}}{2}$ 公式(2)

其中，D_MU是上辊单元的中间辊直径；D_BU是上辊单元的支撑辊直径；D_WU是上辊单元的工作辊直径。

此外，参考图4，多辊单元的上机架L_u和辊径的推导关系公式为：

$H_u=\frac{(D_{BU}+D_{WU})}{2}\×cos\{90-{\tan }^{-1}(B/A)-{\cos }^{-1}\left(\frac{\sqrt{A^2+B^2}}{D_{BU}+D_{WU}}\right)\}$

$L_u=H_u+\frac{D_{WU}}{2}$ 公式(2)

其中，D_MU是上辊单元的中间辊直径；D_BU是上辊单元的支撑辊直径；D_WU是上辊单元的工作辊直径。

A：，B，C，θ为机架固定数值，可实际测得，具体数值见下表：

	A	B	C	θ
					延伸单元	32.5	15.85	36.16	26°
弯曲单元	32.5	15.85	36.16	26°
					多辊单元	39.659	5.221	——	——

此外，如图5所示，延伸单元下机架LL和辊径的推导关系公式：

$H_L=B+\cos \mathrm{\θ}\sqrt{{\left(\frac{D_{ML}+D_{BL}}{2}\right)}^2-C^2}+\sqrt{{\left(\frac{D_{ML}+D_{WL}}{2}\right)}^2-{(A-sin\mathrm{\θ}\sqrt{{\left(\frac{D_{ML}+D_{BL}}{2}\right)}^2-C^2})}^2}$

$L_L=H_L{\cos }^{\mathrm{\β}}+\frac{D_{WL}}{2}$ 公式(3)

其中，D_ML是下辊单元的中间辊直径；D_BL是下辊单元的支撑辊直径；D_WL是下辊单元的工作辊直径。

参考图6，弯曲单元下机架L_L和辊径的推导关系公式为：

公式(3)

参考图7，多辊单元的下机架L_L和辊径的推导关系公式：

$H_L=\frac{(D_{BL}+D_{WL})}{2}\×cos\{90-{\tan }^{-1}(B/A)-{\cos }^{-1}\left(\frac{\sqrt{A^2+B^2}}{D_{BL}+D_{WL}}\right)\}$

$L_L=H_L+\frac{D_{WL}}{2}$ 公式(3)

其中，D_ML是下辊单元的中间辊直径；D_BL是下辊单元的支撑辊直径；D_WL是下辊单元的工作辊直径。

A、B、C、θ、β为机架固定数值，可实际测得，具体数值见下表：

	β	A	B	C	θ
						延伸单元	6°	32.5	15.85	36.16	26°
多辊单元	——	39.659	5.221	——	——

同时为了保证零位的精度，应严格控制矫直辊的安装精度。

通过采用本发明的方法进行修正后，不仅使原先待报废的辊子，都可以进行修复再利用；而且这些修复后的辊子，在进行修正后，使得拉矫机的压下量精度有了保证，其矫直效果完全可以和采用全新进口辊子的矫直效果相媲美。

第一实施例

一)计算延伸单元的新零位步骤如下：

先计算延伸上单元的L_u原和L_u新的数值：

$H_u=B+\cos \mathrm{\θ}\sqrt{{\left(\frac{D_{MU}+D_{BU}}{2}\right)}^2-C^2}+\sqrt{{\left(\frac{D_{MU}+D_{WU}}{2}\right)}^2-{(A-sin\mathrm{\θ}\sqrt{{\left(\frac{D_{MU}+D_{BU}}{2}\right)}^2-C^2})}^2}$

式中已知：B＝15.85；A＝32.5；C＝36.16；θ＝26°；

原始辊径为：

D_MU：上辊单元的中间辊直径＝30

D_BU：上辊单元的支撑辊直径＝65

D_WU：上辊单元的工作辊直径＝30

将上列数值代入公式中：

则

当辊径发生变化后，例如辊径变为

D_MU：上辊单元的中间辊直径＝29

D_BU：上辊单元的支撑辊直径＝64

D_WU：上辊单元的工作辊直径＝29

将辊径的新数值继续带入该公式中：

$H_u=B+\cos \mathrm{\θ}\sqrt{{\left(\frac{D_{MU}+D_{BU}}{2}\right)}^2-C^2}+\sqrt{{\left(\frac{D_{MU}+D_{WU}}{{\mathrm{\θ}}^2}\right)}^2-{(A-sin\mathrm{\θ}\sqrt{{\left(\frac{D_{MU}+D_{BU}}{2}\right)}^2-C^2})}^2}$

则

再计算延伸下单元的L_L原和L_L新的数值：

$H_L=B+\cos \mathrm{\θ}\sqrt{{\left(\frac{D_{ML}+D_{BL}}{2}\right)}^2-C^2}+\sqrt{{\left(\frac{D_{ML}+D_{WL}}{2}\right)}^2-{(A-sin\mathrm{\θ}\sqrt{{\left(\frac{D_{ML}+D_{BL}}{2}\right)}^2-C^2})}^2}$

式中已知：B＝15.85；A＝32.5；C＝36.16；θ＝26°；β＝6°

原始辊径为：

D_ML：下辊单元的中间辊直径＝30

D_BL：下辊单元的支撑辊直径＝65

D_WL：下辊单元的工作辊直径＝30

将上列数值代入公式中：

则

当辊径发生变化后，例如辊径变为

D_ML：下辊单元的中间辊直径＝29

D_BL：下辊单元的支撑辊直径＝64

D_WL：下辊单元的工作辊直径＝29

将辊径的新数值继续带入该公式中：

$H_L=B+\cos \mathrm{\θ}\sqrt{{\left(\frac{D_{ML}+D_{BL}}{2}\right)}^2-C^2}+\sqrt{{\left(\frac{D_{ML}+D_{WL}}{2}\right)}^2-{(A-sin\mathrm{\θ}\sqrt{{\left(\frac{D_{ML}+D_{BL}}{2}\right)}^2-C^2})}^2}$

则

则延伸单元的A_ME＝L_u原+L_L原-L_u新-L_L新＝81.786+81.419-77.93-77.58＝7.695

假设原厂家提供的初始零位为I_ME0＝100

则在辊径发生变化后，新的零位变成I_ME＝I_ME0-A_ME＝100-7.695＝92.305

然后根据该数值提升延伸单元的下机架，使上下机架基准点之间的距离刚好等于这一数值(用内径千分尺作为量具)

二)计算弯曲单元的新零位步骤如下：

先计算弯曲上单元的L_u原和L_u新的数值：

$H_u=B+\cos \mathrm{\θ}\sqrt{{\left(\frac{D_{MU}+D_{BU}}{2}\right)}^2-C^2}+\sqrt{{\left(\frac{D_{MU}+D_{WU}}{{\mathrm{\θ}}^2}\right)}^2-{(A-sin\mathrm{\θ}\sqrt{{\left(\frac{D_{MU}+D_{BU}}{2}\right)}^2-C^2})}^2}$

式中已知：B＝15.85；A＝32.5；C＝36.16；θ＝26°；

原始辊径为：

D_MU：上辊单元的中间辊直径＝30

D_BU：上辊单元的支撑辊直径＝65

D_WU：上辊单元的工作辊直径＝30

将上列数值代入公式中：

则

当辊径发生变化后，例如辊径变为

D_MU：上辊单元的中间辊直径＝29

D_BU：上辊单元的支撑辊直径＝64

D_WU：上辊单元的工作辊直径＝29

将辊径的新数值继续带入该公式中：

$H_u=B+\cos \mathrm{\θ}\sqrt{{\left(\frac{D_{MU}+D_{BU}}{2}\right)}^2-C^2}+\sqrt{{\left(\frac{D_{MU}+D_{WU}}{{\mathrm{\θ}}^2}\right)}^2-{(A-sin\mathrm{\θ}\sqrt{{\left(\frac{D_{MU}+D_{BU}}{2}\right)}^2-C^2})}^2}$

则

再计算弯曲下单元的L_L原和L_L新的数值：原弯曲单元支撑辊辊径为180

当辊径发生变化后，例如辊径变为178

L_L新＝178/2＝89

则弯曲单元的A_ME＝L_u原+L_L原-L_u新-L_L新＝81.786+90-77.93-89＝4.856

假设原厂家提供的初始零位为I_ME0＝100

则在辊径发生变化后，新的零位变成I_ME＝I_ME0-A_ME＝100-4.856＝95.144

然后根据该数值提升弯曲单元的下机架，使上下机架基准点之间的距离刚好等于这一数值(用内径千分尺作为量具)

三)计算多辊单元的新零位步骤如下：

先计算多辊上单元的L_u原和L_u新的数值：

$H_u=\frac{(D_{BU}+D_{WU})}{2}\×cos\{90-{\tan }^{-1}(B/A)-{\cos }^{-1}\left(\frac{\sqrt{A^2+B^2}}{D_{BU}+D_{WU}}\right)\}$

式中已知：A＝39.659；B＝5.221，

原始辊径为：

D_BU：上辊单元的支撑辊直径＝38

D_WU：上辊单元的工作辊直径＝40

将上列数值代入公式中：

则

当辊径发生变化后，例如辊径变为

D_BU：上辊单元的支撑辊直径＝37

D_WU：上辊单元的工作辊直径＝39

将辊径的新数值继续带入该公式中：

$H_u=\frac{(D_{BU}+D_{WU})}{2}\×cos\{90-{\tan }^{-1}(B/A)-{\cos }^{-1}\left(\frac{\sqrt{A^2+B^2}}{D_{BU}+D_{WU}}\right)\}$

则

再计算多辊下单元的L_L原和L_L新的数值：

$H_L=\frac{(D_{\mathrm{BU}}+D_{\mathrm{WU}})}{2}\×cos\{90-{\tan }^{-1}(B/A)-{\cos }^{-1}\left(\frac{\sqrt{A^2+B^2}}{D_{\mathrm{BU}}+D_{\mathrm{WU}}}\right)\}$

式中已知：A＝39.659；B＝5.221，

原始辊径为：

D_BL：上辊单元的支撑辊直径＝38

D_WL：上辊单元的工作辊直径＝40

将上列数值代入公式中：

则

当辊径发生变化后，例如辊径变为

D_BL：上辊单元的支撑辊直径＝37

D_WL：上辊单元的工作辊直径＝39

将辊径的新数值继续带入该公式中：

$H_u=\frac{(D_{\mathrm{BL}}+D_{\mathrm{WL}})}{2}\×cos\{90-{\tan }^{-1}(B/A)-{\cos }^{-1}\left(\frac{\sqrt{A^2+B^2}}{D_{\mathrm{BL}}+D_{\mathrm{WL}}}\right)\}$

则

则多辊单元的A_ME＝L_u原+L_L原-L_u新-L_L新＝44.18+44.18-43.06-43.06＝2.24

假设原厂家提供的初始零位为I_ME0＝100

则在辊径发生变化后，新的零位变成I_ME＝I_ME0-A_ME＝100-2.24＝97.76

然后根据该数值提升弯曲单元的下机架，使上下机架基准点之间的距离刚好等于这一数值(用内径千分尺作为量具)。

上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (7)

1.一种拉矫机压下量精度控制方法，其特征在于，所述拉矫机包括矫直上辊单元和矫直下辊单元，所述矫直上辊单元和矫直下辊单元分别设置于上机架和下机架上且分别包括支撑辊、中间辊和工作辊，所述拉矫机压下量精度控制方法包括：

a.分别获得所述矫直上辊单元和矫直下辊单元的基准辊径总长；

b.在所述中间辊或工作辊被替换后，计算所述矫直上辊单元和矫直下辊单元的新辊径总长；

c.根据所述基准辊径总长和所述新辊径总长来计算零位间隙；

d.根据所述零位间隙调整所述上机架和/或所述下机架的位置。

2.如权利要求1所述的拉矫机压下量精度控制方法，其特征在于，所述基准辊径总长是根据所述矫直上辊单元和矫直下辊单元各自的支撑辊、中间辊和工作辊的辊径和相对位置关系来计算的。

3.如权利要求1所述的拉矫机压下量精度控制方法，其特征在于，所述新辊径总长是根据所述矫直上辊单元和矫直下辊单元各自的支撑辊以及替换后的中间辊或工作辊的辊径和相对位置关系来计算的。

4.如权利要求1所述的拉矫机压下量精度控制方法，其特征在于，在替换所述中间辊或工作辊之后且在计算所述新辊径总长之前，还包括：调整中间辊以使所述中间辊和所述支撑辊之间的接触条件小于或等于0.04mm且80％以上的接触为0mm。

5.如权利要求1所述的拉矫机压下量精度控制方法，其特征在于，在替换所述中间辊或工作辊之后且在计算所述新辊径总长之前，还包括：调整工作辊以使所述中间辊和所述工作辊之间的接触条件小于或等于0.04mm且80％以上的接触为0mm。

6.如权利要求1所述的拉矫机压下量精度控制方法，其特征在于，在替换所述中间辊或工作辊之后且在计算所述新辊径总长之前，还包括：调整所述工作辊的两端和中间共三个点的平行度，以使所述三个点的平行度小于或等于0.05/1000mm。

7.如权利要求1所述的拉矫机压下量精度控制方法，其特征在于，所述步骤d进一步包括：调整所述上机架和/或所述下机架的位置，以使所述上机架和所述下机架之间的垂直距离减小所述零位间隙的距离值。