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板带轧机厚度控制技术

来源:http://myeducs.cn 联系QQ:点击这里给我发消息 作者: 用户投稿 来源: 网络 发布时间: 15/08/25

网学网为需要电子机械的朋友们搜集整理了板带轧机厚度控制技术相关资料,希望对各位网友有所帮助!

论文字数:36576,页数:88

1  绪论
1.1  引言
 21世纪世界钢铁工业发展的一个显著特点是钢材市场竞争愈演愈烈,竞争的焦点是高质量、低成本。随着国民经济的高速发展,科学技术的不断进步,汽车、机械制造、电器和电子行业对板、带材的质量(主要是板厚和板形的精度)提出了更高的要求。板厚控制技术已成为板带轧制过程中的关键技术之一[1],我国近年来从发达国家引进的一些大型的现代化的板带轧机,其关键技术就是高精度的板厚控制系统和板形控制系统。HGC系统是AGC(厚度自动控制)系统的重要组成部分,其作用是与轧制速度控制系统、带钢张力控制系统一起保证板、带材纵向厚度的均匀性和较高的厚度精度。随着各行各业对板、带材厚度精度要求的提高,对HGC系统也就提出了更高的要求,而且HGC系统已成为现代化大型冷连轧机中不可缺少的组成部分,其运行状态对产品的质和量都具有重大影响[2]。
 由于大型轧机本身诸多因素的限制,轧机在线实验往往很难进行,因此有必要借助计算机仿真的手段,对影响其厚度精度的HGC系统进行仿真分析,分析系统参数变化对轧制厚度及系统品质的影响,以便了解这些因素对板厚精度影响的规律,提出消除或抑制不利影响的方案,最终为系统的优化设计及对轧制过程的参数设定提供参考。
 现代高速、高效的板、带材的加工,要求HGC系统能够在最短的时间内实现压下并达到精度要求。这就要求控制系统满足两点[3]:一是控制模型的准确性;二是HGC系统的快速性。因此,为了给研究对象选择最合理的控制模型,提高执行机构的反应能力,必须对液压辊缝监控的控制算法和执行机构作更深入的研究。
 板带材几何尺寸精度包括纵向厚差、横向厚差和板形。纵向厚差是指以板宽中点处沿轧制方向的厚度之差;横向厚差是指板、带材同一横断面上,中点与边部的厚度之差,板形直观上讲是指板带材的翘曲程度,实质上是指板、带材内部残余应力沿横向的分布[4]。本文以带钢纵向厚差为主要研究对象。

目  录
1  绪 论………………………………………………………………………………1
1.1  引 言………………………………………………………………………………1
1.2  板带轧机厚度控制技术的发展历程……………………………………………2
1.3  HGC系统国内外研究现状及文研究内容……………………………………5
1.3.1  HGC系统的研究现状及发展方向……………………………………………5
1.3.2  本文的研究内容………………………………………………………………6
1.4  本文的理论意义和实用价值…………………………………………………7
2  厚度控制基本理论及1676MM酸洗-冷连轧联合机组HGC系统简介………9
2.1  厚度控制的基本思想……………………………………………………………9
2.2  影响轧件出口厚度的因素………………………………………………………9
2.3  轧机的弹性变形和轧件的塑性变形……………………………………………11
2.4  1676mm酸洗-冷连轧联合机组HGC系统简介………………………………14
2.4.1  HGC系统软、硬件组成………………………………………………………14
2.4.2  HGC系统主要组件的参数……………………………………………………15
本 章 小 结…………………………………………………………………………15
3  虚拟样机与协同仿真技术………………………………………………………17
3.1  虚拟样机技术及其发展历程……………………………………………………17
3.2  虚拟样机技术研究与应用概况…………………………………………………18
3.2.1  虚拟样机技术研究状况………………………………………………………18
3.2.2  虚拟样机技术在产品研发中的应用…………………………………………19
3.2.3  虚拟样机技术应用概况………………………………………………………20
3.3  基于接口的多领域协同仿真……………………………………………………23
3.3.1  基于接口的多领域建模方法…………………………………………………23
3.3.2  基于接口的协同仿真运行……………………………………………………24
3.4  基于虚拟样机与协同仿真技术的商品化软件——MSC.ADAMS……………25
3.4.1  ADAMS软件简介……………………………………………………………25
3.4.2  ADAMS软件组成模块………………………………………………………25
本 章 小 结…………………………………………………………………………27
4  基于MATLAB/SIMULINK的冷轧机液压辊缝监控系统的建模与仿真……28
4.1  HGC系统建模…………………………………………………………………28
4.1.1  PI控制器………………………………………………………………………28
4.1.2  伺服放大器……………………………………………………………………28
4.1.3  电液伺服阀……………………………………………………………………29
4.1.4  阀控液压缸及辊系负载………………………………………………………30
4.1.5  轧制力传感器…………………………………………………………………37
4.1.6  系统开环传递函数……………………………………………………………37
4.2  HGC系统动态特性分析………………………………………………………37
4.2.1  系统仿真所需主要参数………………………………………………………37
4.2.2  HGC系统动态特性的频域与时域分析………………………………………38
4.3  影响HGC系统动态特性的因素………………………………………………39
4.3.1  伺服阀响应频率的影响……………………………………………………40
4.3.2  油缸固有频率的影响………………………………………………………40
4.3.3  PI控制参数的影响……………………………………………………………40
本 章 小 结…………………………………………………………………………42
5  基于ADAMS/VIBRATION的冷轧机垂直振动模型的研究……………………43
5.1  轧机垂直振动简化模型…………………………………………………………43
5.2  轧机系统各部分等效质量和等效刚度的计算…………………………………44
5.3  使用Pro/Engineer和Mechanical/Pro实现的轧机垂振模型……………………45
5.3.1  ADAMS软件接口模块——Pro/E接口模块(Mechanical/Pro)……………45
5.3.2  Pro/E和ADAMS的连接………………………………………………………46
5.3.3  输出ADAMS数据文件流程…………………………………………………46
5.4  冷轧机机架垂振对板带厚度的影响分析………………………………………46
5.4.1  基于ADAMS/Vibration的机架垂直振动分析………………………………47
5.4.2  轧机颤振对带钢厚度的影响及减振措施……………………………………51
本 章 小 结…………………………………………………………………………52
6  HGC系统的机械、液压、控制领域的虚拟样机建模与协同仿真……………53
6.1  基于ADAMS/Hydraulics的HGC系统机、液模型的集成方法研究…………53
6.1.1  液压系统虚拟样机技术与ADAMS/Hydraulics简介………………………53
6.1.2  液压辊缝监控系统的工作原理及模型简化…………………………………56
6.1.3  1676mm冷轧机液压辊缝监控系统虚拟样机………………………………57
6.1.4  样机模型的验证………………………………………………………………61
6.2  基于ADAMS/Controls的HGC系统机、液、控模型协同仿真方法研究……62
6.2.1  机、液、控模型协同仿真方法介绍………………………………………62
6.2.2  ADAMS/Controls求解基本步骤……………………………………………62
6.2.3  利用ADAMS和MATLAB/Simulink对HGC系统进行的协同仿真………63
本 章 小 结…………………………………………………………………………72
7 结 论…………………………………………………………………………73
附录A  本钢冷轧厂1676MM四机架酸洗-冷连轧联合机组(CDCM)概况 …75
附录B  轧机机座等效刚度的MATLAB计算程序…………………………………76
附录C  1676MM冷轧机第四机架驱动侧液压辊缝监控系统图…………………79
附录D  液压元件主要参数…………………………………………………………80
参 考 文 献…………………………………………………………………………81

板带轧机厚度控制技术......
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