[发明专利]一种热轧型钢飞剪系统减速比控制方法

说明书

技术领域

本发明有关一种热轧型钢飞剪系统的控制方法，特别是指一种热轧型钢飞剪系统减速比控制方法。 

背景技术

飞剪是轧钢生产线上重要的设备之一，布置在精轧机组前，用于型钢热轧时，对轧材头尾进行切断、碎断，并具备分段功能，为进一步轧制做好准备，其工作性能的好坏直接影响到轧制线的生产效率和产品切口质量。随着连续式轧机的发展，飞剪得到了越来越广泛的应用。 

当曲柄连杆式型钢飞剪系统配置及各部件设计完成后，飞剪剪刃的空间轨迹、曲柄的转速及剪刃的速度曲线可预知。相对于一定高度的型钢轧件断面高度，剪刃开始剪切时所对应的初始剪切角可以通过计算得出，基于初始剪切角，相对于剪刃的速度曲线可以计算得到一个此时剪刃的水平速度。为避免轧件出现堵钢或轧件被拉伸变形等事故，热轧工艺要求剪刃水平速度与轧件速度不能相差太大。开始剪切时，剪刃的水平速度大约为轧件水平速度的1.03倍左右（经验值）。然而，在工艺人员设计过程中，在跟业主交流并根据产能确定剪切轧件的水平工艺速度后，飞剪传动系统的工艺要求大致确定下来了。然而，在实际工程设计中，设计人员为赶工期或是省去大量计算的麻烦，而采用类比的方法，往往根据现有图纸对飞剪系统的减速比进行估算，这就容易导致热轧生产中飞剪开始剪切时剪刃水平速度与型钢轧件运行速度之间存大较大差异，严重影响了飞剪剪切效果和型钢断面质量，同时有可能还会影响产能。 

在实际设计过程中，在选择飞剪系统减速比时应充分考虑剪切工艺要求，使开始剪切时剪刃水平速度与型钢轧件运行速度达到匹配要求，从而使飞剪达 到最佳剪切效果。因此，使用一套合理的热轧型钢飞剪系统减速比控制方法将有助于更好地实现飞剪的剪切工艺要求，而且它可以很好地解决工程实际中工程人员的不经济设计失误造成的太多浪费。同时，也使工程师增加了对热轧飞剪剪切工艺设计的理解，提高了自身的设计水平。 

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种能提高工作效率与产品质量的热轧型钢飞剪系统减速比的控制方法 

为达到上述目的，本发明提供一种热轧型钢飞剪系统减速比控制方法，该方法包括有如下步骤： 

步骤1、根据参数建立符合机械原理的相关参数方程，给定热轧飞剪机构各组成零部件的相关参数：固定机架OA的长度、连杆AB的长度、连杆BC的长度、连杆CD的长度以及曲柄OC的长度、夹角φ₅和φ₁，其中O为坐标系原点，A为上刀架固定连接铰点，B点为连杆AB和连杆BC连接铰点，连杆BC和连杆CD焊接在一起，C点为曲柄OC与连杆BC的连接铰点，D点为上剪刃一点，φ₅为连杆BC与连杆CD之间的夹角，φ₁为坐标系mon与坐标系xoy之间的夹角； 

步骤2：对应系统减速比下的剪刃轨迹及水平速度的求解，给定系统减速比的最小值i_min和最大值i_max，给出工艺要求的系统的减速比的区间[i_min，i_max]后，令i_k=(i_min+i_max)/2，根据公式n_cut=n_motor/i_sys计算飞剪曲柄的输入转速，再根据转速与角速度的关系式ω=2πn_cut公平确定飞剪曲柄OC的输入角速度，并以该输入角速度作为计算剪刃水平速度的已知值求解剪刃的水平速度；以曲柄的转角为0°时作为计算的起点，按照飞剪剪刃空间轨迹及速度的求解方程进行求解，得到上剪刃D点的空间轨迹及水平速度值，并将该计算结果加以保存，其中n_cut是飞剪曲柄的输入转速，n_motor是飞剪系统电机输出转速，i_sys是飞剪系统减速比； 

步骤3：对应系统减速比下的初始剪切角时剪刃水平速度的求解，获取初 始剪切角α₁； 

步骤4：给定收敛允差ε₃，并按公式 进行迭代判断，直至达到上式的迭代收敛条件为止，获得符合要求的系统减速比，其中V_{cut_angle}为初始剪切角时D点在坐标系xoy中的x方向速度，V_K为剪切轧件在坐标系xoy中的x方向速度； 

步骤5：根据步骤4的计算收敛结果，输出飞剪系统的减速比。