冷连轧机液压压下控制系统

论文字数:36966,页数:80

摘  要
随着社会经济的发展，国内外各行业对于薄板材的需求量也越来越大，同时轧钢生产和轧制技术也得到了飞速发展。现代板带钢生产已逐步实现了全连续轧制，并向着提高产量、扩大品种、提高精度、提高自动化程度方向发展。在行业对于钢板的精度要求越来越高，轧机的控制参数越来越复杂，各种高新轧制技术不断出现的形势下，对于轧机理论的深入研究也就更加迫切。
本文结合读研期间所做的本钢冷轧薄板厂冷连轧机技术消化合作项目，对于冷连轧机液压压下控制系统（HGC系统）进行了理论性的研究。液压压下控制系统是冷连轧机控制系统中十分重要的组成部分，它主要实现机架辊缝大小的控制，对于轧制板材的板形有着直接的影响。在轧制过程中，HGC系统中很多环节都会引起钢板板形的波动，有些环节直接影响轧机生产的效率和板材的精度，特别是由于轧辊偏心（包括工作辊和支撑辊）、油膜厚度的波动、轧机的弹跳等因素。
本文对于液压压下控制系统中存在的偏心补偿、油膜补偿和弹跳补偿进行了深入的理论分析，研究了本钢冷连轧机液压压下控制系统中偏心补偿、油膜补偿、弹跳补偿的数学模型、实现过程，并与国内外相关理论进行了对比，阐述了各自的优缺点。在对偏心补偿理论研究的基础上，利用有限元分析软件重点对轧辊的偏心做了轧制过程的仿真，仿真中分别考虑了工作辊和支撑辊的偏心影响，并针对轧制条件（压下率、轧制速度、摩擦系数、来料厚度、轧辊直径）的不同情况，分别进行了有限元仿真，利用仿真的结果和软件的后处理功能，分别对比分析了工作辊和支撑辊的偏心对于轧制钢板板形的影响，从而为更好地对轧辊偏心进行补偿提供了理论依据。
 
 
关键词：冷轧机 ；偏心补偿 ；油膜补偿； 弹跳补偿； 有限元分析

 Theory Research of Several Bottleneck Problem about Hydraulic Gap Control System in Coldroll
Abstract
With the development of social economy, the requirement of flimsy plate become more increasing in every trade at home and abroad .At the same time, the steel rolling production and rolling technology develop at very fast speed. The strip steel production has realized the full continuous rolling step and step, and developed in the direction of increasing output, enlarging variety, improving precision and automatization degree. In the case of more and more higher precision of armor plate, more and more complex control parameter of rolling mill and the emergence of all sorts of high and new rolling technology, it is more exigent to research in-depth the theory of rolling.
This paper integrates the item of BENGANG technology assimilation, researches the theory of Hydraulic Gap Control System (HGC system). HGC system is the important component in the control system of coldroll, it can control the rolling gap size of stand, and direct effect the shape of plate. In the process of rolling, some factors affect directly the production efficiency of coldroll and the precision of plate, special is the factor due to eccentric of roller (work roller and back-up roller), fluctuate of oil film and stretch of coldroll.
This paper analyses in-depth the eccentricity compensation, oil film compensation and stretch compensation, and expatiates the mathematical model, implementation procedure of three compensations and the excellence and shortcoming of respective theory at home and abroad. In particular, finite element analysis technology is applied in the simulation of roller eccentricity on the base of threoy research. Take into account the infection of eccentricity of work roller and back-up roller. Respectively simulate in the different condition of rolling (for example : transformative rate、velocity of rolling、frictionfactor、thickness of plate、diameter of roller). Compare the infection of plate shape on account of eccentricity of work roller and back-up roller by virtue of the simulation result and the ability of background processing , the analysis results become the theoretical document for compensating the eccentricity.
 Keywords: Coldroll, Eccentricity compensation, Oil film compensation, Stretch compensation, Finite element analysis.

目  录
声  明 I
摘  要 II
Abstract III
第一章  绪  论 1
1.1  论文的选题背景 1
1.2 带钢冷连轧机的发展历程和发展趋势 1
1.2.1 带钢冷连轧机的发展历程 1
1.2.2 带钢冷连轧机在国内的发展概况 2
1.2.3 带钢冷连轧机的发展趋势 3
1.3 论文的主要工作 6
第二章 液压压下控制系统总论 7
2.1 液压压下控制系统简介 7
2.2 液压压下控制系统组成分析 7
2.3 液压压下控制系统功能分析 9
2.3.1 作用分配简介 10
2.3.2 HGC系统组件主要参数 10
2.3.3 作用分配 10
2.4 液压压下控制系统数据交换 13
第三章 液压压下控制系统中主要补偿形式及其实现 17
3.1 引言 17
3.2 偏心补偿 17
3.2.1 轧辊偏心的定义和起因 17
3.2.2 轧辊偏心的补偿方法 19
3.2.3 本钢冷连轧机偏心补偿介绍及控制过程的实现 20
3.3油膜补偿 30
3.3.1 油膜补偿的意义 30
3.3.2 油膜厚度对AGC系统的影响 31
3.3.3国内外油膜补偿的研究现状 32
3.3.4 本钢冷轧机油膜补偿的的实现 35
3.4 弹跳补偿 36
3.4.1 轧机弹跳补偿的原因 36
3.4.2 弹跳补偿的模式的选择 36
3.4.3 弹跳补偿的数学模型 37
第四章 弹塑性有限元理论及其应用 38
4.1 有限元法简介 38
4.1.1 有限元法的发展历史 38
4.1.2 有限元的基本思想 38
4.1.3 有限元法求解的基本过程 39
4.2 有限元法在金属塑性加工模拟领域中的应用 39
4.2.1 有限应变弹塑性有限分析 39
4.2.2 非线性有限元求解的基本流程和方法 39
4.3.2  SuperForm2004软件介绍 40
第五章 轧辊偏心的有限元模拟与仿真 45
5.1 轧辊偏心的模拟 45
5.1.1 模拟参数和模拟软件的选择 45
5.1.2 轧制模型的简化 46
5.1.3 边界条件和接触的定义 47
5.1.4 材料模型的选择 49
5.2 偏心模拟结果与后处理分析 50
5.2.1 工作辊偏心模拟结果分析 50
5.2.2 支撑辊偏心模拟结果分析 61
第六章 结论与建议 70
6.1 结论 70
6.2 建议 71
参考文献 72
致谢 75