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专利号: 202210520672X
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种带钢精整机组传动参数建模方法,其特征在于,其包括以下步骤:S1、给定机组工艺力能参数,所述参数包括带钢宽度B、带钢厚度H、带钢屈服强度σs、机组最大速度vmax、机组正常加减速时间Tcal、机组快停时间Tq、带钢穿带速度vt、最大开卷张力Tkmax、最大卷取张力Tjmax、卷取张力梯度Td、最大拉矫张力Tlmax、圆盘剪区域最小带钢张力Tsmin及水平检查站区域最小带钢张力TImin;

S2、给定机组中各辊子的编号i;

S3、确定所述机组中各传动电机的级数,并建立所述机组的传动速比模型,具体包括如下步骤:S31、确定所述开卷机的传动速比,所述开卷机速比表达式为:式中,Dk0表示开卷机卷筒直径;ψ表示开卷机所用电机的弱磁倍数;N0n表示电机的额定转速,n表示传动电机的电机极数;

S32、确定所述机组中离线辊子的传动速比,先根据所述机组的机组速度v,判断所述机组速度v是否大于带钢穿带速度vt,若所述机组速度v小于等于所述穿带速度vt,则所述离线辊子参与所述机组的运行,并执行步骤S33;若所述机组速度v大于所述穿带速度vt,则所述离线辊子不参与所述机组的运行,并执行步骤S34;

S33、所述离线辊子速比表达式为:

式中,Di为第i个辊子的直径;

S34、确定所述机组中在线辊子的传动速比,首先根据所述机组的机组速度v,判断所述机组的机组速度v是否大于所述带钢穿带速度vt,若所述机组速度v大于所述穿带速度vt,则执行步骤S35;若所述机组速度v小于等于所述穿带速度vt,则执行步骤S36;

S35、所述在线辊子速比表达式为:

S36、所述在线辊子速比表达式为:

S37、确定所述机组中卷取机的传动速比,所述卷取机速比表达式为:式中,Dj0表示卷取机卷筒直径;

S4、建立所述开卷机及卷取机的传动功率模型;

S5、根据不同工况,建立所述机组中各辊子的传动功率模型;

S6、完成所述机组的传动参数计算。

2.根据权利要求1所述的带钢精整机组传动参数建模方法,其特征在于,所述水平检查站区域最小带钢张力TImin为:式中,y表示带钢距水平检查站托辊x处带钢悬垂量;x表示带钢距托辊距离;TImin表示带钢张力;ρ表示带钢密度;a表示水平检查站托辊与前一转向辊水平距离;b表示水平检查站托辊与前一转向辊高度差。

3.根据权利要求1所述的带钢精整机组传动参数建模方法,其特征在于,所述离线辊子包括上焊前夹送辊、下焊前夹送辊、上焊后夹送辊、下焊后夹送辊、上出口夹送辊、下出口夹送辊和上出口转向辊。

4.根据权利要求1所述的带钢精整机组传动参数建模方法,其特征在于,所述在线辊子包括头机上辊、开头机下辊、第一入口张力辊、第二入口张力辊、第三入口张力辊、第四入口张力辊、第五出口张力辊、第六出口张力辊、第七出口张力辊、第八出口张力辊、纠偏入口转向辊、第一纠偏辊、第二纠偏辊、纠偏出口转向辊、第一转向辊、第二转向辊、第三转向辊、第四转向辊、第五转向辊、第六转向辊、第七转向辊、下出口转向辊和后出口转向辊。

5.根据权利要求1所述的带钢精整机组传动参数建模方法,其特征在于,所述步骤S5中根据不同工况,建立所述机组中各辊子传动功率模型,具体包括如下工况:S51、当所述开卷机上的钢卷外径小于一定值时,所述机组降速至穿带速度vt生产,直至所述带钢带尾脱离所述开卷机,并将所述带钢带尾控制至所述焊机入口,使得所述上焊后夹送辊及下焊后夹送辊到所述卷取机之间的带钢均保持张力,此时所述机组处于机组甩尾生产工况,且所述机组甩尾生产工况下各辊子的传动功率,具体如下:S511、计算所述上焊后夹送辊及下焊后夹送辊的传动功率,且所述上焊后夹送辊及下焊后夹送辊的传动功率表达式为:式中,Tf表示机组前张力,Ji表示辊子i的转动惯量,εqsi表示辊子i快停减速度,εqsi=

50vmax/3πDiTq;

S512、计算所述第一入口张力辊、第二入口张力辊、第三入口张力辊、第四入口张力辊、第五出口张力辊、第六出口张力辊、第七出口张力辊及第八出口张力辊的传动功率,具体如下:其中,所述第一入口张力辊的传动功率表达式为:

式中,θi表示辊子i上带钢的包角角度,Tsmin表示圆盘剪区域最小带钢张力;

所述第二入口张力辊的传动功率表达式为:

所述第三入口张力辊的传动功率表达式为:

所述第四入口张力辊的传动功率表达式为:

所述第五出口张力辊的传动功率表达式为:

所述第六出口张力辊的传动功率表达式为:

所述第七出口张力辊的传动功率表达式为:

所述第八出口张力辊的传动功率表达式为:

S513、计算所述第六转向辊及第七转向辊的传动功率,具体如下:其中,所述第六转向辊的传动功率表达式为:

式中,Tjmax表示最大卷取张力;

所述第七转向辊的传动功率表达式为:

S514、计算所述纠偏入口转向辊、第一纠偏辊、第二纠偏辊、纠偏出口转向辊、第一转向辊、第二转向辊、第三转向辊、第四转向辊、第五转向辊、下出口转向辊及后出口转向辊的传动功率,且所述各辊子的传动功率表达式均为:S52、当所述机组甩尾生产结束后,所述焊机入口到所述卷取机上的带钢保持静止张力,且新钢卷由所述开卷机、开头机上辊、开头机下辊、上焊前夹送辊及下焊前夹送辊一起向前夹送所述新钢卷的带头到所述焊机入口,等待焊接,此时所述机组处于新卷穿带生产工况,且所述新卷穿带生产工况下各机组辊子的传动功率,具体如下:S521、计算所述开头机上辊及开头机下辊的传动功率,且所述开头机上辊及开头机下辊的传动功率表达式均为:式中,Ti表示辊子的夹送力;

S522、计算所述上焊后夹送辊及下焊后夹送辊的传动功率,所述上焊后夹送辊及下焊后夹送辊的传动功率表达式均为:S53、当所述机组在卷取初期处于非拉矫联动生产工况时,所述机组中各辊子的传动功率具体如下:S531、计算所述第一入口张力辊的传动功率,且所述第一入口张力辊的传动功率表达式为:式中,Tk表示开卷张力;

S532、计算所述第二入口张力辊的传动功率,所述第二入口张力辊的传动功率表达式为:S533、计算所述第三入口张力辊的传动功率,所述第三入口张力辊的传动功率表达式为:S534、计算所述第四入口张力辊的传动功率,所述第四入口张力辊的传动功率表达式为:S535、计算所述第五出口张力辊的传动功率,所述第五出口张力辊的传动功率表达式为:S536、计算所述第六出口张力辊的传动功率,所述第六出口张力辊的传动功率表达式为:S537、计算所述第七出口张力辊的传动功率,所述第七出口张力辊的传动功率表达式为:S538、计算所述第八出口张力辊的传动功率,所述第八出口张力辊的传动功率表达式为:S539、计算所述第六转向辊的传动功率,所述第六转向辊的传动功率表达式为:S5310、计算所述第七转向辊的传动功率,所述第七转向辊的传动功率表达式为:S5311、计算所述开头机上辊、开头机下辊、纠偏入口转向辊、第一纠偏辊、第二纠偏辊、纠偏出口转向辊、第一转向辊、第二转向辊、第三转向辊、第四转向辊、第五转向辊、下出口转向辊及后出口转向辊的传动功率,且所述各辊子的传动功率表达式均为:S54、当所述机组在卷取末期处于非拉矫联动生产工况时,所述机组中各辊子的传动功率具体如下:S541、计算所述第一入口张力辊的传动功率,所述第一入口张力辊的传动功率表达式为:S542、计算所述第二入口张力辊的传动功率,所述第二入口张力辊的传动功率表达式为:S543、计算所述第三入口张力辊的传动功率,所述第三入口张力辊的传动功率表达式为:S544、计算所述第四入口张力辊的传动功率,所述第四入口张力辊的传动功率表达式为:S545、计算所述第五出口张力辊的传动功率,所述第五出口张力辊的传动功率表达式为:S546、计算所述第六出口张力辊的传动功率,所述第六出口张力辊的传动功率表达式为:S547、计算所述第七出口张力辊的传动功率,所述第七出口张力辊的传动功率表达式为:S548、计算所述第八出口张力辊的传动功率,所述第八出口张力辊的传动功率表达式为:S549、计算所述第六转向辊的传动功率,所述第六转向辊的传动功率表达式为:S5410、计算所述第七转向辊的传动功率,所述第七转向辊的传动功率表达式为:S5411、计算所述开头机上辊、开头机下辊、纠偏入口转向辊、第一纠偏辊、第二纠偏辊、纠偏出口转向辊、第一转向辊、第二转向辊、第三转向辊、第四转向辊、第五转向辊、下出口转向辊及后出口转向辊的传动功率,且所述各辊子的传动功率表达式均为:S55、当所述机组在卷取初期处于机组拉矫联动生产工况时,所述机组中各辊子的传动功率具体如下:S551、计算所述第一入口张力辊的传动功率,所述第一入口张力辊的传动功率表达式为:S552、计算所述第二入口张力辊的传动功率,所述第二入口张力辊的传动功率表达式为:S553、计算所述第三入口张力辊的传动功率,所述第三入口张力辊的传动功率表达式为:S554、计算所述第四入口张力辊的传动功率,所述第四入口张力辊的传动功率表达式为:S555、计算所述第五出口张力辊的传动功率,所述第五出口张力辊的传动功率表达式为:S556、计算所述第六出口张力辊1的传动功率,所述第六出口张力辊1的传动功率表达式为:S557、计算所述第七出口张力辊的传动功率,所述第七出口张力辊的传动功率表达式为:S558、计算所述第八出口张力辊的传动功率,所述第八出口张力辊的传动功率表达式为:S559、计算所述第六转向辊的传动功率,所述第六转向辊的传动功率表达式为:S5510、计算所述第七转向辊的传动功率,所述第七转向辊的传动功率表达式为:S5511、计算所述开头机上辊、开头机下辊、纠偏入口转向辊、第一纠偏辊、第二纠偏辊、纠偏出口转向辊、第一转向辊、第二转向辊、第三转向辊、第四转向辊、第五转向辊、下出口转向辊及后出口转向辊的传动功率,且所述各辊子的传动功率表达式均为:S56、当所述机组在卷取末期处于机组拉矫联动生产工况时,所述机组中各辊子的传动功率具体如下:S561、计算所述第一入口张力辊的传动功率,所述第一入口张力辊的传动功率表达式为:S562、计算所述第二入口张力辊的传动功率,所述第二入口张力辊的传动功率表达式为:S563、计算所述第三入口张力辊的传动功率,所述第三入口张力辊的传动功率表达式为:S564、计算所述第四入口张力辊的传动功率,所述第四入口张力辊的传动功率表达式为:S565、计算所述第五出口张力辊的传动功率,所述第五出口张力辊的传动功率表达式为:S566、计算所述第六出口张力辊的传动功率,所述第六出口张力辊的传动功率表达式为:S567、计算所述第七出口张力辊的传动功率,所述第七出口张力辊的传动功率表达式为:S568、计算所述第八出口张力辊的传动功率,所述第八出口张力辊的传动功率表达式为:S569、计算所述第六转向辊的传动功率,所述第六转向辊的传动功率表达式为:S5610、计算所述第七转向辊的传动功率,所述第七转向辊的传动功率表达式为:S5611、计算所述开头机上辊、开头机下辊、纠偏入口转向辊、第一纠偏辊、第二纠偏辊、纠偏出口转向辊、第一转向辊、第二转向辊、第三转向辊、第四转向辊、第五转向辊、下出口转向辊及后出口转向辊的传动功率,且所述各辊子的传动功率表达式均为:S57、当所述带钢分切后,所述开卷机到所述上出口夹送辊及下出口夹送辊之间的带钢保持静止张力,所述上出口转向辊、下出口转向辊、后出口转向辊和卷取机37一起运行,且所述带钢穿带速度vt=30m/min,此时所述机组处于微张力收尾生产工况,且所述机组在微张力收尾生产工况下各机组辊子的传动功率,具体如下:S571、计算所述上出口转向辊的传动功率,且所述上出口转向辊的传动功率表达式为:式中,T34表示上出口转向辊的出力;

S572、计算所述下出口转向辊及后出口转向辊的传动功率,且所述下出口转向辊及后出口转向辊的传动功率表达式均为:式中,T35表示下出口转向辊的出力;T36表示后出口转向辊的出力;

S58、当所述带钢分切后,所述开卷机到所述上出口夹送辊及下出口夹送辊之间所述带钢的保持张力,并所述带钢以穿带速度vt=30m/min向前送料,此时所述机组处于分切后重新穿带生产工况,且所述机组在分切后重新穿带生产工况下各机组辊子的传动功率,具体如下:S581、计算所述上出口夹送辊和下出口夹送辊的传动功率,所述上出口夹送辊和下出口夹送辊的传动功率表达式为:S582、计算所述第六转向辊和第七转向辊的传动功率,所述第六转向辊和第七转向辊的传动功率表达式分别为:式中,TImin表示水平检查站区域最小带钢张力,TB表示机组后张力;

S583、计算所述第一入口张力辊的传动功率,所述第一入口张力辊的传动功率表达式为:S584、计算所述第二入口张力辊的传动功率,所述第二入口张力辊的传动功率表达式为:S585、计算所述第三入口张力辊的传动功率,所述第三入口张力辊的传动功率表达式为:S586、计算所述第四入口张力辊的传动功率,所述第四入口张力辊的传动功率表达式为:S587、计算所述第五出口张力辊的传动功率,所述第五出口张力辊的传动功率表达式为:S588、计算所述第六出口张力辊的传动功率,所述第六出口张力辊的传动功率表达式为:S589、计算所述第七出口张力辊的传动功率,所述第七出口张力辊的传动功率表达式为:S5810、计算所述第八出口张力辊的传动功率,所述第八出口张力辊的传动功率表达式为:S5811、计算所述开头机上辊、开头机下辊、纠偏入口转向辊、第一纠偏辊、第二纠偏辊、纠偏出口转向辊、第一转向辊、第二转向辊、第三转向辊、第四转向辊及第五转向辊的传动功率,且所述各辊子的传动功率表达式均为:S59、确定所述机组辊子传动功率,依据步骤S51至步骤S58所述机组辊子i的传动功率,取八种工况下计算值的最大值,表达式为:通过步骤S51至步骤S59能获得不同工况所述机组中各辊子传动功率模型,从而能得到所述机组中各辊子的传动参数。