卷取机助卷系统动态研究及助卷支臂有限元分析

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辊式卷取机适用于将长轧件卷绕成盘材或板卷,是冶金生产线上重要的工序设备。运行高效的收卷过程保证了高质量钢材的连续生产。随着我国工业经济的快速发展,市场提出了多样化、更高品质的钢铁产品诉求,各科研院校对高性能卷取技术的研究正如火如荼。而助卷执行机构性能的优劣是决定卷取机工作成效高低的关键。本文以衡钢热连轧带钢机组线卷取机(采用AJC系统三辊式)为研究对象,重点分析其助卷系统的机、电、液工作流程。采用先简化数学建模,再参数选择,最后仿真分析验证的基本思路。从以下几点角度探究,达到提高助卷效能的工程目的:(1)探究先进的助卷踏步控制技术,提炼出该技术的关键在于两种工作控制环的规律性切换。保证卷钢位置要求的前提下,指令信号通过驱动液压缸带动助卷辊跳跃,实现消减层叠带钢冲击的目的。(2)为研究位置控制环节和压力控制环节的具体工作过程及动态影响因素,本文对助卷系统各关联元件建立了实用数学模型,并运用Matlab/simulink搭建了仿真平台。通过仿真参数对比设定,达到研究系统变化动因的目的。得到关于管道配置对助卷系统性能的影响,具有工程指导意义。(3)工作控制环转换顺畅与否,直接决定了带钢顺利收卷成败。过大的系统波动易造成卷钢表面不均,卷型松塌。同时,过程中产生的激烈震动,可能导致执行机构损伤。针对存在的问题,本文探究能降低切换过程系统压力突变的算法。通过仿真验证了该算法的可行性。(4)助卷辊支臂是助卷动作的执行机构,是受带钢冲击的直接作用对象。本文对1#支臂进行了三维建模,简化了一些影响不大的结构。分析得出该支臂工作过程中,受脉冲冲击作用,利用有限元计算结果,进行了疲劳校核。支臂结构在该工况下运行存在疲劳缺陷,重新设置支臂旋转支点安装位置,保证了卷取机长期运行的安全性。
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