冷连轧复合材料砂带打磨机在线纠偏系统设计

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复合材料冷连轧基本工作流程为：经过酸洗等预处理后的铜带(或铝带j和钢带分别经各 自开卷机开卷、砂带打磨机对钢带进行复合面打磨、进入轧机轧制，轧制后的复合带材 由卷鳃卷龋性能良好的砂带在线跑偏控制装置是确保打磨机乃至轧制线正常工作的关键之-。本文分析和讨论了调偏方案、纠偏原理，介绍了纠偏控制系统工作原理，对相关参数的确定方法进行了探讨。

1调偏方案与皮带输送机皮带跑偏类似，砂带磨削打磨过程中，砂带跑偏即串带是很普遍的现象；砂带跑偏的原因很多、也很复杂，通常专门加-套纠偏系统来实现砂带的自动纠偏控制。

从纠偏原理上看，目前有纵向调偏和横向调偏两种基本形式的砂带纠偏机构。由图可 1见，张紧辊与接触辊轴线在 yoz平面里 ，理论上两轴线平行。若使张紧辊轴线-端在 yoz平面里沿 Y向调整即改变张紧辊与接触辊轴线夹角 e，实现砂带的调偏，则为纵向调偏。

若使张紧辊轴线-端在 XOZ平面里沿 x向调整即改变张紧辊与接触辊轴线夹角 ，实现砂带的调偏，则为横向调偏。

纵向调偏会导致砂带沿宽度方向张力分布不均，当张紧辊与接触辊中心距 L较小时易引起砂带断裂。由文献[1]知，16～60# 图1纠偏方式作者简介：汪建立(1963-)，男，湖北黄冈人，硕士，副教授，研究方向为自动控制技术。

干磨砂 带的抗 张强度 24N/mm，延伸 率 ≤5% ；不考 虑未调偏时砂带的张紧力，所允许最大相对变形 为：L： 5% (1)TL L式中：B-砂带宽度 ，mm。

由B

- 般来说，X 向调整比Y向调整的纠偏效果要明显些 ；尤其是砂带与张紧辊的包角较大时；对宽砂带来说，考虑到结构简单、纠偏效果，大多采用x向调整方案，尤其是动态调整时更是如此lj 。综合上述讨论，本文采用横向调偏方案。

2 纠偏原理由于砂带具有-定的张力，因此砂带与张紧辊接触面上存在-定的摩擦力，在摩擦力的作用下砂带与张紧辊接触面上理论上无相对速度。与皮带运输机驱动滚筒不同，砂带绕出与绕入张紧辊的张力差很小，只需克服张紧辊轴承的摩擦力矩；因而，砂带不易产生与张紧辊的相对滑动。

纠偏原理如图2(a)所示，在对中位置，张紧辊圆周速度V 与砂带速度V 相等且同向。-旦由于偶然因素如振动使砂带偏离对中位置，砂带在张紧辊上将会作相对运动导致砂带跑偏。设砂带向右即Z正向偏离△，纠偏机构使张紧辊轴线在 XOZ平面绕铰点转动-相应角度 ；张紧辊法向截面亦转动同-角度 。在张紧力的作用下，砂带· 2O· 价值工程c速厦关系 (d)角度关系图2 纠偏原理力图维持速度大型方向不变，砂带与张紧辊接触处存在速差 V 。由图2(b)(c)(d)可得 ：V ～ cosyV 2蜘- 2V -gsinyVgsin6sinc (3)上式中 ： -V。与 V 方向角差；仪-砂带绕入张紧辊后，张紧辊绕轴线转动角度；且有：sin/sin6sirtct。

稳定运行过程中，张紧辊转速不变即V 的大小不变；而v。因 是张紧辊转动角仅的函数而变化，故可认为砂带存在弹性滑动。由于速差V 的存在，张紧辊上相应的产生了与 V. 异向的摩擦力，该摩擦力阻止砂带继续跑偏。随着 的增加 ，V 增加 ，侧向摩擦力也增加 ，最终使砂带在对中位置附近稳定运行。

由张紧辊作用于砂带的法向力所产生的 Z向微元力dF 可表达为：d psin cosol·D·ded2 (4)上式中：p-张紧辊作用于砂带上的单位宽度法向力；D-张紧辊直径。

当oL0 r/2时，dF，与△同向i当ot'r/2-竹时，dF 与△异向：由于砂带绕出时张力大于绕入时张力，显然有：<0∩见：法向力和侧向摩擦力共同构成了纠偏力。

3纠偏控制系统目前大多采用伺服 电机光 电纠偏、气液纠偏、液压伺服纠偏等纠偏控制系统[31。伺服控制纠偏精度高，但系统复杂。某进 口砂带打磨机的纠偏控制系统采用的是两极式光电继电器型气动纠偏控制系统；两极式纠偏控制系统是按照最大跑偏量设计的，当砂带跑偏时，气缸将张紧辊推到极限位置：因此纠偏量大、频繁、纠偏效果差，砂带-直处于从-个极限位置到另-个极限位置调整状态，砂带运行不平稳，其纠偏装置经常失灵。综合考虑所需控制精度和其它要求，决定采用步进式纠偏技术。所设计的步进式光电继电器型气动纠偏控制系统如图3所示。

该系统由传感元件、放大控制电路、延时装置、气动控制回路、执行机构和控制对象等组成。当砂带在对中位置运转时，光源 1与受光镜 1和光源2与受光镜2之间均处于全通光状态，无电信号，电磁换向阀4处在中位。当砂带向某侧如右侧跑偏时，光源 2与受光镜 2之间处于全遮光受1、张紧辊 2、砂带 3、气缸 4、换向阀图3纠编控制系统状态，光电信号2通过光电前置放大器，将电压和功率放大，由调节器(继 电器 )2控制电磁铁 2DT得 电，换向阀处于右位工作，气缸大腔进气，推动张紧辊在XOZ平面绕水平轴转动；2DT通电时间为 t 时张紧辊转动角度为△ ，控制电路使 2DT断电，换向阀4回到中位；延时t2后若仍处于遮光状态，则 2DT重新得电，通电时间仍为t，，气缸又推动张紧辊转动 △(b，2DT断电，延时t：。如果光源 2与受光镜 2之间仍处于遮光状态，则控制系统继续上述循环 ；反之，若处于全通光状态，则阀4处于中位，砂带处于稳定工作状态。砂带向左跑偏时，控制系统的工作原理同前所述。

4 相关参数的确定本机砂带最大跑偏量的设计要求为A20mm，据此确定张紧辊轴线最大纠偏角 ；对于步进式纠偏而言 ，合理确定 △ 是非常关键的。

为了确定砂带跑偏量△与所需纠偏角 的关系，我们可设想砂带偏离量△是由于张紧辊轴线当量转动角度入所造成的。如图2(a)所示，设砂带向右即 Z正向偏离 △等价于张紧辊轴线顺时针方向转动当量角度 ，此时若纠偏机构使张紧辊轴线逆时针方向转动角度 ，理论上砂带应大致回到中心位置。对于某-跑偏量 △n，有-能有效控制跑偏的纠偏角 。；如果纠偏角 略大于或略小于，应能将跑偏量控制在容许范围内；若 >> ，则会反向串带。

实际上，张紧辊外表为硫化橡胶层，橡胶层的弹性变形使得砂带和张紧辊在速度上保持协调∩以认为，砂带某点垂直向上(v向)移至张紧辊的a点后，开始绕张紧辊轴线并在 a点所在法向截面内旋转，由a点移至 b点和 c点：此时，张紧辊转动角度为 可。砂带每旋转-周，向左1移动量H可表达为[21：HkDsin c0s ：kDsin2b (5)Z上式中：k-纠偏系数，参考带钢跑偏经验数值 (k0.65)，设计时初取k0.6；H可认为是纠偏角 所能产生的纠偏量。

砂带跑偏具有随机性和偶然性，但△与 理应是线性相关的：由于H与 具有式(5)所描述的确定关系，因1而我们可假设：A-H kDsin2b (6)Z由式(6)知：对于 A20mm，有 7.7。，设计中取9。。同理可得： 。3。，A7.9mm； 。6。，A15.7mm； 。

9。，A23.4ramoValue Engineering ·21·电机异常现象控制方法研究Motor Anomalies Control Method王敏 WANG Min(黑龙江技师学院，鸡西 158100)(Heilongjiang Technician College，Jixi 158100，China)摘要：本文主要介绍了笔者本人在多年教学实践工作中所遇到的、电动机在使用中或维修后所出现的各种异常现象，并按照实际处理问题的过程以实例的形式进行了详细的分析和总结，同时也提出了切实有效地故障处理的方法。

Abstract：This paper mainly introduces various anomalies the author encountered in my years of teaching practice and in use ormaintenance process of the motor，and does a detailed analysis and summary with the example by folowing the procedure of actualproblems，but also proposes effective troubleshooting methods。

关键词：电动机；故障现象；分析处理；经验方法Key words：motor；fault；analysis and treatment；empirical method中图分类号 ：TM3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311(2013)04-0021-020 引言随着 电动机使用范围的扩大，不同用途的电动机故障查找与处理也显得越来越重要，同时对维修人员也提出了更高的要求。因此，在系统的运行过程中，运行维护人员必须能够对电动机的异常现象作出准确的判断，并采劝时有效的处理对策，这样才能缩短处理故障的时间，提高工作效率。下面我们就按照实际在现场中对各种类型的故障现象-故障分析-故障处理过程为思路，具体地介绍几种排除故障的方法：作者简介：王敏(1981-)，女，黑龙江鸡西人 ，硕士研究生，研究方向为电工与电子。

1砂轮电动机反复烧坏电动机因负荷大而烧坏是比较常见的事，但砂轮电动机反复烧坏是并不常见的。

某校办工厂曾经发生过这样的事：当时校办工厂的工作人员将我Ⅱq去说 这个电动机已经坏了好几回了，不知道是什么原因，轴承也跟着坏，你给看看到底是什么毛脖。笔者根据坏了好几回，轴承也跟着坏”初步判定毛病不在电上，于是笔者问道转子轴的同心度如何”，对方回答说 我们也怀疑是转子弯了，也查过了，差个 1-2刀，应该说没问题Ⅱ巴”，笔者说差半刀也不行，你们重新做个轴换就可以了”。对方半信半疑换了轴，再也没坏。

判断故障的思路：轴承也跟着坏”，说明电动机轴参考皮带运输机皮带跑偏量的控制指标(跑偏量控制在带宽的 10%以内，控制在 5%以内更理想圈)，可将砂带跑偏程度按轻度跑偏(A<7mm， /A<2%)、中等跑偏(7A 14mm，2% 4%)、严重跑偏(147mm，张紧辊轴线又偏转 △ 。3。。同理可知严重跑偏时的纠偏过程。中等跑偏时张紧辊轴线偏转角为△ 。或2Aqb。，严重跑偏时的偏转角为2Aqb。或。3A。。

实际上 ，还可根据对砂带跑偏控制精度要求，通过调节两组光电开关之间的距离调整控制精度或砂带跑偏量。

通电时间常数t，的确定撒于系统所需的纠偏速度，t 也是选择计算控制元件和执行元件所依据的主要参数之- ；而停电延时时间t 则耍避免系统产生振荡现象。根据实机参数计算可得：张紧辊转动角度 所需时间为At O.017s，砂带环绕-周所需时间为At -O.12s。设张紧辊轴线匀速偏转纠偏角为△ 3。所需时间为At；如果At2At0.24s，t2lso上述所初步设定的参数尚须依据现场工况进行调整。

5 结语本文对纠偏方案和原理、相关参数的确定进行了较深入的分析和探讨 ；现场设备调试以及多年来生产实践表明：步进式光电继电器型气动纠偏系统切实可行，参数选择合理 ：打磨机性能稳定，能满足生产要求。