850mm拉弯矫技术方案.docx
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850mm拉弯矫技术方案
850mm不锈钢矫直机组
（机组速度150m/min）
技术附件
需方：
需方代表：
供方：
武汉乾冶重工机械有限公司
供方代表：
2010年10月
目录
一、供货范围
二、技术规格及说明
三、液压及控制
四、制造标准及规范
五、双方设计分交、资料交付及审查
六、工程进度表
七、供方不包括项
八、机组性能考核
九、交货方式及状况
一十、其它
23辊拉伸弯曲矫直机组技术附件
有限公司（以下简称“需方”）就23辊拉伸弯曲矫直机组项目与武汉乾冶重工机械有限公司（以下简称“供方”）友好协商，共同签订本技术协议。
一、供货范围：
我公司参与贵公司“23辊拉伸弯曲矫直机组”项目整套设备的供货、安装、调试等服务。
供货设备及随机附件清单如下：
本机组由以下设备组成：
06201承卷小车（上卸卷车各一台）
06202开卷机（含CPC对中装置）
06203带液压剪的夹送辊
（1）
06204焊机
0620523辊拉伸弯曲矫直机
06206检查平台
06207带液压剪的夹送辊
（2）
06208卷取机
06209卷纸机
06210垫纸机
06211液压系统
06212电控装置
二、技术规格及说明：
23辊拉伸弯曲矫直机组是用于消除卷板带材的双边波浪、单边波浪、中间波浪、两肋波浪、翘曲及瓢曲和潜在板形不良等各种三维板形缺陷。
带材在压延过程中，由于辊形不良及辊缝形状不良等原因将引起卷板带材产生上述板形缺陷。
这些缺陷微观上看是由于板带在三维方向上纤维不等长引起的，为了消除卷板带材的板形不良，使内应力趋于均匀，需要对卷板带材进行矫正。
波浪中心地带的板带纤维长，经过矫直辊时基本不受力，而平直部位经过矫直辊时承受很大的压力使该部位板带产生较大的弯曲变形。
这就使长纤维处于不受力或压缩状态，短纤维处于拉伸状态，如此经过多次的反复弯曲使板带各向纤维等长，即从宏观上看消除了波浪弯曲，达到了矫直目的。
1.原料材质：
不锈钢、300、400、800系列等。
2.原料规格：
原料厚度：
0.08～0.8mm
原料宽度（max）：
400-750mm
带卷直径：
φmax1600/φ500mm
成品卷：
φmax1600/φ500mm
卷重（max）：
12000Kg
3.材料性能：
抗拉强度：
σb≤1000Mpa
屈服强度：
RP0.2≤750Mpa
4.成品规格：
成品钢带厚度：
成品钢带宽度（max）：
400-750mm
5.工作要求：
设计工作速度：
Max.150m/min
（0.08-0.4厚度30-150m/min拉伸段最大张力:
125KN
0.4-0.8厚度30-75m/min拉伸段最大张力:
250KN）
穿带速度：
25m/min
6.质量要求：
6.1延伸率：
0～2.5%
6.2板形：
来料板型：
≤45I
来料带钢不平度：
每米≤10mm
成品带钢板形：
≤5I
成品无波浪、翘曲、侧弯、带钢表面肉眼可见的拉矫纹等缺陷。
7.机组工作方式:
不可逆（单动时,单机允许正反转）
8.机组张力:
拉伸段最大张力:
250KN
开卷最大张力:
3～16KN
卷取最大张力:
3～20KN
9.机组工作模式:
恒延伸率和恒张力矫直
10.延伸率:
0～2.5%
延伸率精度:
延伸率的1%
11.张力显示偏差:
≤5%
12.机组传动方向：
由右向左（人站在操作侧）
13.设备结构及性能：
13.1承卷小车（06201）
13.1.1承卷小车由升降小车、供油拖链、横移油缸等组成，兼作上卷小车和卸卷小车。
升降小车由车体、升降架、托板、导向柱、升降油缸和车轮组成。
横移油缸推动升降小车将料卷托运到开卷机或卷取机卷筒进行上卸卷。
亦可上卸套筒。
13.1.2主要参数：
升降小车升降行程：
600mm（油缸：
WY02.HSGL-140/80.E-5111-600×800）升降小车横移行程:
1800mm（油缸：
WY02.HSGL-110/80.B-3311-1800×900）托升最大重量：
12000Kg
13.2开卷机（06202）
13.2.1开卷机为悬臂、立式结构,由传动装置、卷筒等组成。
传动装置的立式单级减速箱，其大齿轮与卷筒轴相联，小齿轮和带直流电机的减速机相联。
卷筒采用四斜楔结构，卷轴后部的回转缸带动芯杆轴向移动完成卷筒涨缩。
芯杆带动轴向斜楔轴向移动，迫使径向斜楔推动扇形块径向移动即形成卷筒涨缩。
开卷机箱体通过CPC油缸可在底座的滑道内移动完成对中。
CJZ4315-238L40.5减速机与交流变频电机直联,CJZ4315-238L40.5减速机和立式减速箱为油池润滑，根椐工作情况和油质的变化，每三至六个月更换一次润滑油。
棱锥套和扇形块间、芯杆和导套间采用干油润滑，每班加油一次。
13.2.2主要参数：
卷筒涨缩范围：
φ470mm-520m（φ500mm为正圆）
开卷电动机D1：
Z4-250-3149KW450/1500R.P.M400V
开卷机传动速比:
减速机速比:
7.5
传动装置速比:
2.083
总速比:
15.62
开卷张力:
≤15KN
承重最大重量：
12000Kg
对中台架（含CPC对中装置）
对中台架上装有光电检测元件，检测带钢的位置，输出信号给CPC油缸推动开卷机移动使带材始终对准机组中心线。
CPC对中装置由上海科星电液控制设备厂供货，详细情况请见其说明书。
开卷机还含有收纸机，收纸装置布置在开卷机一侧，在开卷机上进行开卷时，其将来料带卷的衬纸用卷轴收起来。
13.3带液压剪的夹送辊（06203）
带液压剪的夹送辊由夹送辊和液压剪组成，夹送辊的下辊由1.1KW的交流电机通过减速机、超越离合器拖动，当通过油缸使上辊压下时，夹送辊可以以穿带速度拖动带材前进，当工作速度大于穿带速度时，超越离合器使下夹送辊和减速机脱开，下夹送辊就作为转向辊使用。
液压剪为下切式剪，由液压缸推动下剪刃上升剪切带材的头尾，以备焊接。
下夹送辊规格:
φ500×850mm
上夹送辊规格:
φ200×850mm
穿带速度：
25m/min
剪切力：
100KN
13.4接头装置（06204）
接头装置选用焊机（无锡奇能）
13.523辊连续拉伸弯曲矫直机（06205）
13.5.1结构说明.
卷带的平直度好坏，关键在矫正机设备。
当板带进入矫正机前，矫正机工作辊就根据来料板厚和板的平直度进行预调，经过该设备后，板的平直度尚未达到要求，可停机或可开机进行重新调整至平直度达到要求为止。
本设备由本体部分、液压伺服系统组成。
本体部分:
由机架装配、压下机构、摆动机构、上辊装置、下辊装置及其传感器装置等组成。
●机架为可打开结构，特点受力好、刚度强、表面美观。
机架材质用Q235A钢板，等离子下料后连续焊接，焊后电炉整体退火，在十米数控镗铣床上完成加工；机架打开及闭合采用销定位,一端销为固定端,另一端销采用油缸推动定位后由近接开关感应后才可进行工作,以保证安全。
●压下机构由电机和减速机传动到蜗轮减速机中的蜗杆使蜗轮转动，压下丝杠装在蜗轮中，压下螺母固定的机架上，压下丝杆不旋转仅带动上辊系上下运动。
为了消除丝杆下端与轴承之间的间隙，以及提升和平衡摆动体，在机构中设计有拉杆与压缩弹簧组成的平衡装置。
压下螺母用压盖固定在机架上，当压盖松开后，压下螺母可以转动起到微调作用，从而保证各螺杆端部能在同一水平高度上。
对于压下量的大小，可从微机显示装置中精确的显示出来；
●摆动机构由电机和减速机驱动偏心轴，偏心轴的转动使上辊系安装架产生偏转角度。
摆动机构电机采用功率为0.2千瓦的步进电机，便于精确控制上辊系偏转角度；
●工作辊装置:
由上下23根工作辊和25根中间辊及支承辊组成。
工作辊布置为交错式，上排11根，下排12根，在工作辊上再交错布置中间支承辊上排为12根，下排13根。
为了防止矫平工作中因工作辊的刚性不足而产生变形和矫正原理的需要，在上下排中间辊上各装有7排上下支承辊，支承辊布置采用先进的小直径平行排列（温格尔技术）。
为了便于维护和清洗辊系，上辊系包括工作辊、中间辊、支撑辊可整体更换；下辊系的工作辊及中间辊可同时用换辊装置取出，换辊时间0.5小时。
●下支承辊调整机构:
采用比例阀控制伺服油缸调整，油缸推出时，使安装在机架上的斜块运动，从而使下支承辊系上下运动达到或离开工作位置。
上下辊系分别更换,更换上辊装置时将上辊装置与摆动装置联接的6个M16螺丝松开使上辊装置下降，滚轮轴承与导轨接触，此时可将上辊系从设备中拉出来，更换下辊装置时将换辊装置安装至下辊装置上可将整个下辊装置（除下支承辊外）提出来。
下支承辊采用7组调整油缸CKPOO-50/36*0100-N008A-0602，每组油缸可单独进行凸度调节。
13.5.2矫直辊盒：
包含一套φ16mm矫直辊盒，每套矫直辊盒包含上、下各一组矫直辊系。
每组辊系组成见下表：
数量规格
矫直工作辊23GZGφ16×850mm
矫直中间辊25ZJGφ30×840mm
支承辊189ZCGφ33×37mm
工作辊、中间辊材质：
9Cr2Mo（表面淬火处理HRC64～66，淬火深度4－6mm）；
支承辊辊盒及调整方式：
结构采用油缸推动斜块使支承辊上升以实现凸度调节的结构形式。
辊系的装配精度：
工作辊与中间辊之间接触间隙不大于0.03mm，中间辊与支撑辊之间接触间隙不大于0.03mm；
13.5.3压下装置控制:
由电机通过联轴器带动减速机中涡轮蜗杆作用压下丝杆,使上辊系托板压下或抬起,带动上矫直辊盒上下动作,实现矫直辊盒的锁紧定位和快速打开功能，压下控制重复定位精度0.01mm，采用位移传感器精确控制。
压下装置电机功率1.5千瓦，采用变频电机。
通过对电机转速的调节来实现快速升降；
13.5.4S辊张力装置：
在23辊连续拉矫机进、出口各有两组S辊（共八根）装置以实现张力控制。
每根张力辊均由直流电机加减速机驱动。
张力辊直径：
φ600mm
包胶辊身长度：
850mm
入口电机:
D2Z4-180-1118.5KW750/1900R.P.M440V（一台）
D3Z4-250-3149KW450/1500R.P.M400V（一台）
（电机D3和开卷电机相同）
D4Z4-250-4181KW540/1600R.P.M400V（一台）
（电机D4和卷取电机相同）
D5Z4-280-41166KW675/1900R.P.M400V（一台）
入口减速机速比：
18
出口电机：
D6Z4-180-4127KW670/2000R.P.M400V（一台）
D7Z4-250-3149KW450/1500R.P.M400V（一台）
（电机D7和开卷电机相同）
D8Z4-250-2190KW750/2250R.P.M440V（一台）
D9Z4-280-41185KW750/1900R.P.M440V（一台）
出口减速机速比：
18
辊子材质：
无缝管或焊管，焊后定性，表面包聚氨酯层。
13.5.5设备润滑方式：
采用手动脂润滑。
13.6检测平台（06206）
检测平台为焊接结构并具有翻转功能，用于在线无张力检测板型，穿带或清洁张力辊时可翻转，以腾出操作空间。
13.7带夹送辊的液压剪（06207）
带夹送辊的液压剪由夹送辊和液压剪组成，夹送辊的下辊由1.1KW的交流电机通过减速机拖动，下辊辊面比机组作业线标高低10mm,当通过油缸使上辊压下时，夹送辊可以以穿带速度拖动带材前进。
液压剪未下切式剪，由液压缸推动下剪刃上升剪切带材的头尾，以备焊接。
下夹送辊规格:
φ200×850mm
上夹送辊规格:
φ200×850mm
穿带速度：
25m/min
剪切力：
100KN
13.8卷取机（06208）
13.8.1卷取机为卧式悬臂结构。
由传动装置、卷筒、推板装置、压辊装置和液压配管组成。
传动装置为一两级卧式减速箱，大齿轮与卷筒相联，小齿轮和交流变频电机相联。
卷取机卷筒为四斜楔结构，通过芯杆带动带有斜面的轴向斜楔轴向移动，迫使径向斜楔带动扇形块法向移动即形成卷筒涨缩,缩径时芯杆通过碟形弹簧带动钳口推板，推动活动钳口升降,就形成钳口夹紧与松开。
涨径时钳口夹紧，缩径时钳口同步松开。
芯杆的移动是通过由回转接头供油的涨缩油缸来完成的。
卷取机的推板用于卸卷，通过油缸来完成推出与返回的动作。
通过连杆机构由液压缸推动压辊实现升降。
卧式减速箱为油池润滑，根椐工作情况和油质的变化，每三至六个月更换一次润滑油。
轴向斜楔和径向斜楔、芯杆和导套间采用干油润滑，每班加油一次。
卷取机还含有放纸机，放纸机布置在卷卷机上方，其主要作用在卷取机卷取带材的同时，在带材层与层之间垫上纸带。
起到保护带材表面的作用。
13.8.2、主要参数：
卷筒涨缩范围：
φ480-508mm（φ508mm为正圆）
卷取张力：
18KN
卷取电动机D10：
Z4-250-4181KW540/1600R.P.M400V
速比:
15.62
推板油缸：
WY02.HSGL-80/45.E-1111-300×600
压辊油缸：
WY02.HSGK-80/45.E-3311-800×680
承重最大重量：
12000Kg
13.9卷纸机（06209）
13.9.1卷纸机用于卷取钢卷中的垫纸。
设有光电传感器和卷纸张力探测器监测断纸，带断纸吹扫功能，一旦探测到断纸信号，卷纸机驱动自动停止，空气吹扫激活。
卷纸机可随开卷机移动，并设有防皱辊，防止纸卷皱。
卷纸宽度可调。
卷纸张力自动连续控制。
卷纸机和开卷机随动。
卷纸机包括下列部件：
气胀轴卷纸机，1个，带宽度调节，防皱辊，断纸检测等。
13.9.2、主要参数：
数量1套
类型地面安装，可随开卷机移动，气缸控制气胀轴类型
卷纸张力最大400N
卷纸内径120mm
卷纸外径最大φ800mm
纸卷重量：
最大400Kg
传动电机：
AC3.7KW×1500rpm×1个（变频）
防皱辊：
φ100mm×850mm长×1个
型式：
弧形辊
材质：
NBR（丁二烯橡胶）
纸卷存放：
3个纸卷
提升液压缸：
φ50mm×φ36mm×450mm×1个
断卷检测传感器：
1个
13.10垫纸机及垫纸机平台（06210）
13.10.1垫纸机的作用是把垫纸垫入到张力卷取机上的钢卷里。
设有光电传感器和垫纸张力探测器监测是否发生断纸。
一旦驱动马达探测到断纸信号，垫纸机驱动自动停止，并迅速发出报警信号。
垫纸机安装在张力卷取机上部的垫纸机平台上，并设有防皱辊，防止纸垫皱。
防皱辊由气缸驱动，以确保恰当的垫纸张力。
垫纸机由马达驱动；空气轴末端有支撑。
在垫纸机操作平台上设有3卷垫纸储存空间。
此单元包括下列部件：
垫纸机，带防皱辊。
垫纸机平台
13.10.2、主要参数：
数量2套
类型悬挂式空气轴，带马达驱动和末端支撑
垫纸规格
内径120mm
外径最大800mm
宽度450－750mm
重量最大400kg
驱动马达AC3.7KW×1500rpm×2台（VECT）
垫纸张力最大41kgf（400N）
防皱辊φ100mm×850mmL×1根
材料NBR
末端支撑手动操作
14.机组使用说明书：
负责编写使用说明书（含调试大纲）。
三、液压及控制
（一）液压系统概述
1液压系统技术参数
系统高压最大压力：
25MPa系统工作压力：
21MPa
系统高压流量：
36L/Min高压泵电机功率：
15KW×2
循环泵电机功率：
5.5KW三级过滤：
10μm、5μm、3μm
冷却面积：
4.2M2
冷却水：
水温≤30C°流量≥100L/min
使用介质：
46#抗磨液压油
2设备组成
1、泵站1套
系统设有两台恒压变量泵，一台工作，一台备用。
一台双联叶片泵用于系统油液循环冷却。
油箱选用不锈钢材料焊接而成。
高压泵的出口装有电磁溢流阀作超压保护和实现泵的空载启动，泵出口经单向阀、高压过滤器进入蓄能器向系统供油。
系统过滤精度5μm；循环过滤精度10μm，阀前过滤精度3μm。
整个动力站设计为整体组装式，油箱上配有液位计、空气滤清器、压力显示仪表、温度仪表等元件。
2、阀站1套
由3×40L蓄能器、7×1L蓄能器、入口高精度过滤器3μm。
3、伺服阀块1台
由7台伺服阀（609所FF1系列阀组成）、7台电磁溢流阀、7件压力传感器组成，安装在阀块上。
4、伺服缸（需方提供）
φ70的7支伺服缸要求用进口密封件。
3系统设计特点
1）、油箱和液压配管均采用不锈钢，并设有独立的循环过滤冷却装置，对油箱中的油液进行循环过滤冷却。
此外，主油路上还设有高精度过滤器，为防止泵站到控制阀站的管路脏物进入系统，在控制阀站上设有二次高精度过滤器，保证系统油液的清洁，提高了系统工作的可靠性；
2）、采用电磁溢流阀与泵的连锁控制，实现了泵的空载启动，提高了泵的使用寿命；
3）、液压系统采用蓄能器与恒压变量泵,节省了能源,减少了系统发热；
4）、为保护机械设备和液压元器件,系统中设置了完备的超压保护环节；
5）、系统采用高动态性能的国产电液伺服阀,提高了系统的响应特性；
6）、油缸的位移传感器采用内置式。
系美国MTS磁置伸缩产品。
7）、伺服阀使用609所FF101系列军用产品；
8）、恒压变量柱塞泵为国产邵阳PCY系列产品；
9）、压力传感器采用中美麦克产品；
10、溢流阀、过滤器等元器件均为国产优质产品。
（二）控制系统概述
4拉矫机集成控制拓扑图
图1拉矫机集成控制系统拓扑结构图
5油缸组位置计算机硬件系统
油缸组位置采用上、下两级计算机控制方案，过程操作制和故障报警为一体的计算机系统。
下位位置控制控制器采用SiemensPLC系统完成；上、下通过Ethernet网进行数据实时交换完成轧制操作。
1）系统配置：
位置控制配置为SiemensS7300PLCCPU315系统。
操作计算机配置为研华TPC-1261H触摸平板一体计算机。
2）控制柜：
19＂上架结构、包括接线端子、开关，隔离变压器、净化电源、直流稳压电源、开关电源。
3）手动调整操作台，主要放置辊形微调按钮，以及伺服阀电流表。
4）位移传感器接口（SM-338）。
5）压下伺服阀电流接口（AMC204）。
6）压下伺服阀电流输出卡（SM-335）。
7）开关量输入（SM321）。
8）开关量输出（SM322）。
9）以态网络模块CP343-5。
6软件系统
基于上述硬件配置的软件系统是集过程操作和自动位置控制为一体的模块化软件系统，运行于WINDOWS2000SERVER环境下，软件维护非常方便，用户也可在系统上编写自己的应用程序。
1）位置控制PLC系统
2）操作站
a）参数设置
b）控制模式选择（单动/联动）
7接口设计要求传感器选择及形式
7.1位移传感器
电气接口为SSI总线的MTS传感器。
7.2伺服阀
采用609所FF101系列伺服阀，型号为FF101-2。
8压力传感器接口
选择高精度压阻式压力传感器（精度为0.1%），供电DC24V，输出4-20mA。
（三）系统功能
1）位置控制（POSITIONCONTROL）：
位移传感器安装在油缸上。
作为支撑辊位置反馈信号，这个值和一个位置给定信号相比较，用两者的差值来驱动伺服阀，调整油缸使差值趋于零。
位置控制是矫直控制的主要模式。
2）数据显示及操作控制（DATADISPLAYANDMILLOPERATION）：
在拉矫过程中实时显示拉矫机各种参数，并可在拉矫过程中修改和微调这些参数。
3）成熟的辊形工艺数据调用和存储。
4）位移传感器等故障的诊断和系统保护。
9液压缸位置控制精度：
液压缸位置位置控制精度：
±30μM；
（四）供货范围及配置
10供货范围
1.1辊形控制高压系统
一套
1.2辊形控制系统
一套
备注：
不包括现场电缆及系统备件。
11液压系统主要配置
序号
名称
配置及型号
厂家
备注
1
高压动力站（一套）
油箱容积
自制
材质不锈钢
高压恒压泵
邵阳
循环过滤泵
国产
溢流阀
榆次
电磁溢流阀
榆次
2
辊形阀站（一套）
电磁换向阀
榆次
减压阀
榆次
液控单向阀
榆次
3
油缸阀台（一套）
φ70伺服缸
需方提供
电液伺服阀
609所
压力传感器
（美国合资）麦克
位移传感器
（美国）MTS
电磁换向阀
榆次
12电控部分主要配置
序号
名称
配置及型号
厂家
备注
1
操作HMI系统
·TPC1261H。
ADVANTECH
·WINDOWS2000SERVER操作系统。
2
辊形控制PLC系统
·S7CPU315
Siemens
·SM338
Siemens
·SM335
Siemens
·SM321
Siemens
·信号放大板
AMC
·脉冲信号放大板
·伺服阀驱动板
·CP343-5
Siemens
·SM322
Siemens
·直流稳压电源
朝阳
·交流净化电源
上海全力
3
控制柜
·19″上架结构标准计算机柜
国产
4
辊形操作台
非标
国产
四、制造标准及规范：
机械设备的设计、制造、包装、运输、储存、验收应符合或参照下列有关标准或国际类似标准的要求：
JB/ZQ4000.3-86焊接件通用技术要求
GB11345焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级
GB985气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸
GB986埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸
GB1800-1864公差与配合
GB1184形状和位置公差
GB/T1804一般公差线性尺寸的未注公差
GB3323钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级
GB3767噪声源声功率级的测定
JB/ZQ4000.2-86切削加工件通用技术要求
JB/ZQ4000锻件通用技术条件
GB5677铸钢件射线照相及底片等级分类方法
GB6402钢锻材超声纵波探伤方法
GB4720电控设备第一部分低压电器电控设备
GB8923涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级
GB1764漆膜厚度测定法
JB/ZQ4286包装通用技术条件
JB8产品标牌
GB755电机基本技术要求
GB4942.1-85电机外壳防护分级
GB12348工业企业厂界噪声标准
YB/T036-92冶金设备制造通用技术条件
或双方认可的其它标准
五、双方设计分交、资料交付及审查
5.1需、供双方的设计范围
5.1.1供方的设计范围
机组设备设计全部由供方负责：
包括
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