熨平辊装置的气动控制回路设计

韩吕昌

【摘 要】本文介绍了铝带冷轧机、箔轧机、合卷机等设备的熨平辊装置的气动控制回路设计的优点.

【期刊名称】《有色金属加工》 【年(卷),期】2010(039)006 【总页数】3页(P41-42,28)

【关键词】熨平辊;气动比例减压阀;气液转换器 【作 者】韩吕昌

【作者单位】中色科技股份有限公司,河南洛阳471039 【正文语种】中 文 【中图分类】TG333.2

目前铝带冷轧机、箔轧机、合卷机都向高速、宽幅、大卷重方向发展的趋势正在逐渐更新原来的设备设计理念,特别是在追求运行速度和生产效率方面。因此,对新的高性能铝带箔轧机的挑战也就是解决这些问题,并提高设备性能的极限参数。 随着铝带箔轧制速度的提高,在铝带箔卷取过程中,由于空气进入导致卷材鼓包、皱褶和松卷,严重破坏带、箔板形,增加了生产损耗和下道工序加工的难度。为避免出现上述现象,通常的做法是轧机的轧制速度,结果使轧机的生产能力不能充分发挥。

为解决这个问题,结合卷取熨平的工艺过程,找出关键因素就是如何设计一套包括动

平衡特性良好、低惯性的中空熨平辊、油气润滑辊轴承和控制系统。这中间就出现了三个特别需要考虑的因素:熨平辊在卷材上的位置、如何保持恒定的熨平压力和熨平辊表面包覆材料。熨平辊的材料有用钢面辊的、胶面辊的,还有的在同一台设备上同时采用两种辊的,根据不同的带材厚度来选用不同的辊。

熨平辊常用的控制系统有气动控制系统、气液控制系统和液压控制系统等,本文仅就熨平辊的气液控制系统进行阐述。

熨平辊的控制包括熨平辊落下、熨平、返回三种工作状态。

当带材需要熨平时,把熨平辊落下。这时气动电磁换向阀 1a、2b带电,气动比例减压阀 3、4、5给一合适的固定电压,让熨平辊落下来。

当熨平辊接触带材之后,操作手根据带材的边部情况来操作气动比例减压阀 3、4的给定信号主令开关,从而控制 17、18油缸力的大小。此时操作手根据需要可控制熨平辊压力的变化:同增、同减、一边增大另一边减小。在卷取过程中卷径不断变化,熨平辊对卷材的熨平力必须维持在一定范围内,这就需要在卷取过程中采用数学模型做好对熨平力的补偿控制,从而实现对熨平力的精确控制,以满足带材高速卷取的需要。在熨平辊控制回路中,一般采用气动比例减压阀来实现对熨平辊油缸或气缸的压力控制。

当卷材熨平结束时,把熨平辊抬起,这时气动电磁换向阀 1b、2a带电,气动比例减压阀 3、4电压设为零,气动比例减压阀 5给一合适的固定电压,让熨平辊抬起来。 熨平辊的速度快慢由 13、14、15、16单向节流阀调节。

该熨平辊控制系统中主要使用了图 1中 9、10、11、12气液转换器以求获得熨平过程稳定,因此就需要一种把气压信号转换成液压信号的输出装置,压缩空气直接作用在液面 (多为液压油)上,压迫液体以同样的压力输出至系统或液压缸等,这就是气液转换器。由于气体的压缩性大、粘度小、刚度低等因素,导致了熨平过程的不平稳性。为了提高熨平过程稳定性,又充分发挥气动的优点,该熨平辊控制系统采用气

液联合控制,提高了系统的性能。

如图 2所示,压缩空气由输入口 1进入气液转换器,经缓冲装置 2后作用在液压油面上,因而液压油即以压缩空气相同的压力从气液转换器输出口 4输出。缓冲装置 2用以避免气流直接冲到液面上引起飞溅,观察口 3用于观察液位高低,气液转换器的储油量液位不能过低。气液转换器的特点:(1)规格多,适应性强。例如某国外公司生产的气液转换器有 48种规格,输出压力油的有效容积为 40～27000cm3,常用工作压力为 013～017MPa,只要改变气动比例减压阀的给定电压或电流给定值,就能获得相应的压力变化;(2)由于工作油温稳定,空气不会混入油中,效率高,因而能获得稳定的压力;(3)与液压相比,不需复杂、庞大的泵站和冷却系统等,价格便宜;(4)可安装在任意位置,操作方便,自由度高。

本文叙述的控制方式能够满足一般高速轧机的卷取要求,但是还不能完全准确地控制熨平辊的熨平力。如果条件允许的话,可以采用数学模型与闭环控制相结合的伺服系统,即在熨平辊的轴承座上安装测压传感器对熨平力进行在线测量,用气动伺服阀来对油缸压力进行控制,最终实现对熨平力的精确控制。

本文介绍的熨平辊控制系统是将气 -液转换器与气动阀单元紧凑地一体化,将空气压力转换成压力相同的油压力,用油压来驱动执行机构,消除了空气易压缩性带来的熨平稳定性差的问题。该熨平辊控制系统已在诸多项目上成功应用,效果良好,对类似系统设计具有实际参考作用。

【相关文献】

[1]肖亚庆.铝加工技术实用手册[M].北京:冶金工业出版社,2005