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[摘 要]打滑是冷轧生产线中张力辊组常见的问题之一，本文根据生产线在生产过程中遇到的打滑现象进行分析，总结出造成打滑的多种原因，并提出相应的有效解决措施。
[关键词]打滑 张力辊组 电气控制
中图分类号：P426.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）07-0009-01
张力辊组一般由入口和出口呈S 形分布的张力辊组成，作用是使带钢产生一定的张力，后张力辊组的线速度高于前张力辊组，带钢的张力是由线速度差产生的。入口张力辊的作用是提高入口段张力，使带钢达到拉伸所需的拉伸力；出口张力辊的作用是使带钢张力降低到输出值。张力辊的数目及布置形式决定于带钢拉弯所需的最大拉伸力和工艺现场条件。张力辊的布置形式有多种，工艺要求使得工艺设备选型不一，则工艺设备布置位置也不一致，工艺设备结构及张力辊的布置形式也会不一样。一般有两辊式和四辊式。张力辊组因其对张力良好的调控性能被广泛应用于冷轧厂各生产机组，在实际使用过程中由于设备自身及操作等方面原因往往出现带钢打滑现象，不仅会引起诸如带钢跑偏等生产故障，同时对生产设备的安全也构成威胁。
1.打滑造成的影响
首先，由于打滑，带钢与张力辊辊面会存在相对滑动，造成带钢表面擦伤，对产品质量造成很大影响，严重时导致卷材报废。
其次，张力辊组打滑使辊面吸附大量的铝灰，辊面变得光滑，摩擦系数减小，当生产厚料打滑严重时会造成张力辊脱胶，需要对辊面重磨，从而缩短了辊子寿命，增加成本。
最后，张力辊组打滑使电机处于自动调节状态，导致转矩一直在波动，张力的波动使张力辊传动装置过载或承受动载荷，加快传动装置的磨损从而缩短其使用寿命。
2.张力辊组打滑现象分析
2.1张力辊组的张力放大倍数
2.2 打滑现象分析
打滑可分为物理性打滑和控制性打滑两种。
2.2.1 物理性打滑
由欧拉公式可知，张力辊组的递增倍数取决于张力辊的辊面摩擦系数和设计包角，由于设计包角已经固定，所以张力辊组的物理性打滑多是由于张力辊的摩擦系数变小引起，而导致辊面摩擦系数变小有多个原因。
首先，张力辊辊面材料多选用聚胺脂，而板材表面的锌渣在生产过程会吸附在辊面上，使得辊面变得光滑，带钢与辊面的摩擦系数变小，最终使两个张力辊之间无法满足相应的递增倍数，从而导致张力辊组打滑。打滑使得带钢表面与辊面存在相对滑动，导致更多的铝灰附着在辊面上。针对此种现象，分厂每周二、周五都要清洁张力辊组，防止由于锌渣附着辊面引起的打滑。
其次，带钢的运行速度对带钢与辊面间摩擦系数的影响。当带钢在较高速度下运行时，受到与速度平方成正比的离心力的影响，带钢与辊面间夹入空气层，使得带钢与辊面的实际包角和摩擦系数都减小。对于此种情况，常用的方法是在张力辊处加压辊，通过控制压辊压力来控制带钢在包角处的打滑，如图 1 所示。
2.2.2 控制性打滑
张力辊组负载分配不当。调试期间张力辊组控制主要是以出口 1#张力辊的速度为基准，其他张力辊电机将速度环饱和，同时给定与速度基准电机相同的转矩比率进行转矩控制，从而达到张力控制目的，得到理想的带钢屈服强度。这一控制方式会存在较大的速度差，容易引起打滑，磨损辊面，损伤带钢。后来张力辊组改用速度控制模式，仍以出口 1#张力辊的速度为基准，其他张力辊电机按照一定的速度给定进行速度控制，其他电机则给定 100% 转矩比率作为转矩限幅。
完善合理的电气控制方式将有助于减小张力辊打滑的程度， 从而减小张力辊的磨损。一般常用的张力辊控制方式是在整条生产线的所有张力辊中选定一组张力辊作为速度辊， 其它张力辊则以该张力辊速度为基准，采用张力闭环控制， 以期达到配重平衡为目的的控制原则， 即按照相同的转矩比率进行转矩控制。在此控制方式下， 在打滑的张力辊与带钢之间会产生较大的速度差。如果在张力辊采用电机相同的转矩比率控制的同时， 张力辊电机也采用速度控制。这样， 一方面保证了张力辊在稳定运行情况时的力矩分配处于平衡状态， 即配重平衡； 另一方面， 当张力辊出現打滑时， 由于张力辊本身也采用了速度控制， 从而遏制了张力辊由于力矩分配需趋于平衡而造成张力辊速度与带钢之间的速度差， 从而减小了张力辊的磨损。
3.生产操作的建议
以下是对实际生产操作中出现张力辊打滑现象时应采取的一些措施的总结。
对于生产操作人员：
（1）控制机组运行的速度，使其平稳运行，尽量避免紧急停车的现象发生，以至于造成张力辊的拉伸应力的增加 。
（2）建立定期磨辊的生产制度。
对于设备维护人员：
（1）检查张力辊传动侧齿接手、齿面有无过度磨损及压痕，油脂润滑是否正常 。
（2）单独传动张力辊，判断轴承有无异音 。
（3）优化张力辊组前后相关设备的控制方案，避免带钢的张力波动。
结语
张力辊组在工业大型带钢机组应用比较广泛，在实际生产中，张力辊的辊子大多采用耐磨性能很好地材料，辊子不易发生磨损，为适应带钢精度越来越高的需要，在张力机组后应用矫直机，且其应用也越来越广泛。拉矫机投入使用之后，通过设定合理的延伸率和弯曲辊的压下量及出入口张力，带钢的边浪和中间浪得到了明显矫直平整。通过以上对张力辊打滑的理论和应用分析，能够更好地合理布置机组设备，从而实现更好的张力控制，达到机组张力的合理匹配，获得更高的产品质量。
参考文献
[1] 黄海生.张力辊组及其控制[J] 柳钢科技.2009（S1）.
[2] 张京诚.张力辊组打滑与设计原则分析[J].有色金属加工.2003（03）.
[3] 况群意.硅钢机组张力辊打滑现象的分析和解决措施[J].机械设计与制造.2007（11）.
[关键词]打滑 张力辊组 电气控制
中图分类号：P426.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）07-0009-01
张力辊组一般由入口和出口呈S 形分布的张力辊组成，作用是使带钢产生一定的张力，后张力辊组的线速度高于前张力辊组，带钢的张力是由线速度差产生的。入口张力辊的作用是提高入口段张力，使带钢达到拉伸所需的拉伸力；出口张力辊的作用是使带钢张力降低到输出值。张力辊的数目及布置形式决定于带钢拉弯所需的最大拉伸力和工艺现场条件。张力辊的布置形式有多种，工艺要求使得工艺设备选型不一，则工艺设备布置位置也不一致，工艺设备结构及张力辊的布置形式也会不一样。一般有两辊式和四辊式。张力辊组因其对张力良好的调控性能被广泛应用于冷轧厂各生产机组，在实际使用过程中由于设备自身及操作等方面原因往往出现带钢打滑现象，不仅会引起诸如带钢跑偏等生产故障，同时对生产设备的安全也构成威胁。
1.打滑造成的影响
首先，由于打滑，带钢与张力辊辊面会存在相对滑动，造成带钢表面擦伤，对产品质量造成很大影响，严重时导致卷材报废。
其次，张力辊组打滑使辊面吸附大量的铝灰，辊面变得光滑，摩擦系数减小，当生产厚料打滑严重时会造成张力辊脱胶，需要对辊面重磨，从而缩短了辊子寿命，增加成本。
最后，张力辊组打滑使电机处于自动调节状态，导致转矩一直在波动，张力的波动使张力辊传动装置过载或承受动载荷，加快传动装置的磨损从而缩短其使用寿命。
2.张力辊组打滑现象分析
2.1张力辊组的张力放大倍数
2.2 打滑现象分析
打滑可分为物理性打滑和控制性打滑两种。
2.2.1 物理性打滑
由欧拉公式可知，张力辊组的递增倍数取决于张力辊的辊面摩擦系数和设计包角，由于设计包角已经固定，所以张力辊组的物理性打滑多是由于张力辊的摩擦系数变小引起，而导致辊面摩擦系数变小有多个原因。
首先，张力辊辊面材料多选用聚胺脂，而板材表面的锌渣在生产过程会吸附在辊面上，使得辊面变得光滑，带钢与辊面的摩擦系数变小，最终使两个张力辊之间无法满足相应的递增倍数，从而导致张力辊组打滑。打滑使得带钢表面与辊面存在相对滑动，导致更多的铝灰附着在辊面上。针对此种现象，分厂每周二、周五都要清洁张力辊组，防止由于锌渣附着辊面引起的打滑。
其次，带钢的运行速度对带钢与辊面间摩擦系数的影响。当带钢在较高速度下运行时，受到与速度平方成正比的离心力的影响，带钢与辊面间夹入空气层，使得带钢与辊面的实际包角和摩擦系数都减小。对于此种情况，常用的方法是在张力辊处加压辊，通过控制压辊压力来控制带钢在包角处的打滑，如图 1 所示。
2.2.2 控制性打滑
张力辊组负载分配不当。调试期间张力辊组控制主要是以出口 1#张力辊的速度为基准，其他张力辊电机将速度环饱和，同时给定与速度基准电机相同的转矩比率进行转矩控制，从而达到张力控制目的，得到理想的带钢屈服强度。这一控制方式会存在较大的速度差，容易引起打滑，磨损辊面，损伤带钢。后来张力辊组改用速度控制模式，仍以出口 1#张力辊的速度为基准，其他张力辊电机按照一定的速度给定进行速度控制，其他电机则给定 100% 转矩比率作为转矩限幅。
完善合理的电气控制方式将有助于减小张力辊打滑的程度， 从而减小张力辊的磨损。一般常用的张力辊控制方式是在整条生产线的所有张力辊中选定一组张力辊作为速度辊， 其它张力辊则以该张力辊速度为基准，采用张力闭环控制， 以期达到配重平衡为目的的控制原则， 即按照相同的转矩比率进行转矩控制。在此控制方式下， 在打滑的张力辊与带钢之间会产生较大的速度差。如果在张力辊采用电机相同的转矩比率控制的同时， 张力辊电机也采用速度控制。这样， 一方面保证了张力辊在稳定运行情况时的力矩分配处于平衡状态， 即配重平衡； 另一方面， 当张力辊出現打滑时， 由于张力辊本身也采用了速度控制， 从而遏制了张力辊由于力矩分配需趋于平衡而造成张力辊速度与带钢之间的速度差， 从而减小了张力辊的磨损。
3.生产操作的建议
以下是对实际生产操作中出现张力辊打滑现象时应采取的一些措施的总结。
对于生产操作人员：
（1）控制机组运行的速度，使其平稳运行，尽量避免紧急停车的现象发生，以至于造成张力辊的拉伸应力的增加 。
（2）建立定期磨辊的生产制度。
对于设备维护人员：
（1）检查张力辊传动侧齿接手、齿面有无过度磨损及压痕，油脂润滑是否正常 。
（2）单独传动张力辊，判断轴承有无异音 。
（3）优化张力辊组前后相关设备的控制方案，避免带钢的张力波动。
结语
张力辊组在工业大型带钢机组应用比较广泛，在实际生产中，张力辊的辊子大多采用耐磨性能很好地材料，辊子不易发生磨损，为适应带钢精度越来越高的需要，在张力机组后应用矫直机，且其应用也越来越广泛。拉矫机投入使用之后，通过设定合理的延伸率和弯曲辊的压下量及出入口张力，带钢的边浪和中间浪得到了明显矫直平整。通过以上对张力辊打滑的理论和应用分析，能够更好地合理布置机组设备，从而实现更好的张力控制，达到机组张力的合理匹配，获得更高的产品质量。
参考文献
[1] 黄海生.张力辊组及其控制[J] 柳钢科技.2009（S1）.
[2] 张京诚.张力辊组打滑与设计原则分析[J].有色金属加工.2003（03）.
[3] 况群意.硅钢机组张力辊打滑现象的分析和解决措施[J].机械设计与制造.2007（11）.