（攀鋼集團西昌鋼釩有限公司板材廠，四川西昌 615012）

攀鋼2＃鍍鋅線1＃張力輥是由奧鋼聯提供設計初稿，經過中冶賽迪進行詳細設計，由陜西壓延加工制造成套，于2004年4月投入生產使用，其設備結構布局如圖1所示。1＃張力輥為鍍鋅線入口段速度主控裝置[1]，用于入口段帶鋼驅動和對入口活套建立張力，在焊接帶頭和鋼尾時，為入口活套建立后張力，并對焊機反向送料，完成帶鋼頭尾的焊接動作[1-7]。

1 帶鋼逃逸原因分析

圖1 1＃張力輥結構示意圖

由于入口活套張力比較大，特別是在生產鍍鋁鋅產品時，入口活套張力達到3200daN，在如此大的張力下，帶鋼在1＃張力輥表面出現相對運動和制動抱閘自動力矩不能克服對1＃張力輥組轉動力矩的問題。這兩種情況造成焊機帶尾定不了位，不具備起焊接活套條件，不能按焊機順控邏輯完成焊接的正常作業(yè)；同時，帶尾在活套自身張力拉動下被動滑移，使得帶尾縮帶，致使機組降速，當帶尾退出1#張力輥時，帶尾失去后拉力自動退到活套，造成生產停機事故。

1.1 帶尾在1#張力輥逃逸的原因分析

當1＃和2＃開卷機進行交替開卷時，1＃張力輥停機制動帶鋼，制動抱閘動作抱緊閘輪制動張力輥轉動。在焊接前，為對準焊機，需將帶鋼從入口活套拉出一段，也就是返回送料，這時1＃張力輥施力情況如圖2所示。

圖2 1＃張力輥受力分布圖

帶鋼在1＃張力輥和2＃張力輥上的包角分別為θ1和θ2，且有θ1=θ2=θ=222°；帶鋼與1＃輥和2＃輥碳化鎢涂層表面的摩擦系數分別設定為f1和f2[8]。壓輥裝置的驅動為雙作用氣缸和設置兩根壓輥，每個氣缸工作直徑，壓輥氣缸壓力，入口活套張力設定為[8]。

設帶鋼在壓輥位置最大理論張力消耗為T2，則有：

式中，f為輥面摩擦系數，θ為帶鋼在張力輥上的包角，T3為入口活套張力。

代入上述1#張力輥相關數據，可得T2=1755daN。

設壓輥的理論壓力為F1，則有：

式中，f為輥面摩擦系數，T2為帶鋼在壓輥位置最大理論張力消耗。

代入前面的數據，可得F1=11325daN。

設壓輥的實際壓力為F2，則有：

式中，P1為壓輥氣缸壓力，S1為氣缸面積，D1為氣缸工作直徑。

代入前述數據，可得F2=7540.8daN。

因為F1＞F2，所以壓輥的實際壓力不能滿足理論壓力需要。當帶鋼對壓輥要求的壓力超過壓輥能提供的最大壓力時，帶鋼就會在張力輥上出現打滑的現象。

1.2 張力輥被動拉轉的原因分析

當入口帶鋼需要停止時，1＃張力輥需要停止運轉，制動裝置抱緊張力輥組阻止張力輥轉動。而1＃張力輥的抱緊裝置包括：抱閘兩套（最大制動轉矩TN=450N·m×2=900N·m），閘輪（外徑D1=500mm，工作位置的直徑D2=440mm），減速機（傳動比i=16）[8]。取入口活套的最大張力為T活=T3=3200daN，張力輥外徑D3=900mm[8]。

將入口活套張力對1＃張力輥的轉矩等效到閘輪處位置時的轉矩為，則有：

式中，T3為入口活套張力，D3為張力輥直徑，i為減速機傳動比。代入上述已知數據，可得N1=900N·m。設抱閘抱緊轉矩為N2，則有：

式中，TN為抱閘裝置的最大制動轉矩，D1為閘輪外徑，D2為閘輪工作位置的直徑。

帶入上述已知數據，可得N2=792N·m。

由于，得出，1＃張力輥最大的抱閘制動抱緊力不能克服入口活套的最大張力對1＃張力輥的等效轉矩，所以1＃張力輥需要停止帶鋼運行時，活套張力將驅動張力輥轉動致使帶鋼移動。

2 解決對策

2.1 解決帶鋼打滑的對策

對于帶鋼在1＃張力輥打滑的問題，改善方法就是1＃轉向輥新增一套制動裝置。該機構由一組氣動換向閥、汽缸、制動輥、液壓換向閥、液壓馬達等部件構成。取帶鋼在制動輥表面的摩擦系數μ=0.4，制動輥為雙氣缸驅動，設氣缸工作直徑D4=20cm，氣缸壓力為P2=6kg/cm2[8]。

設制動輥對帶鋼的摩擦力為F3，則有式（6）：

式中，P2為氣缸壓力，μ為帶鋼在制動輥表面的摩擦系數，S2為氣缸工作面積，D4為氣缸工作直徑。

代入上述已知各數據，可得F3=1508daN。

用T3’表示加了新增制動裝置后入口活套的張力，則有：

T3’=T3-F3=3200-1508=1692daN

則根據前面式(1)，新增制動裝置后，帶鋼在壓輥位置最大張力消耗T2’為：

則新增制動裝置后，壓輥的理論壓力F1’為：

由于F1’＜F2，制止了帶鋼在張力輥處產生滑動的情況。

2.2 解決張力輥被拉轉動的措施

針對抱閘制動力矩能力不足的問題，解決思路就是改變閘輪直徑和抱閘數量來加大抱閘的制動轉矩。改造閘輪外徑變大到D1’=600mm，閘輪工作位置的直徑改為D2’=540mm；抱閘由原來的2套增加到現在的4套。

設新的抱閘抱緊轉矩為N2’，則根據式（5）有：

式中，D1’為新的閘輪外徑，D2’為新的工作位置的直徑，TN為抱閘裝置的最大制動轉矩。帶入相應數據，可得N2’=1650N·m。

由于N1＜N2’，1＃張力輥最大的制動抱緊能力遠遠大于入口活套最大張力轉換到閘輪處的轉矩，所以1＃張力輥停止運轉后再也不會出現被入口活套被動拉動運轉。

3 結論

攀鋼2＃連續(xù)鍍鋅機組帶鋼在1＃張力輥產生相對運動的問題是安全系數取值過低、功能不能滿足現場入口段帶鋼啟停實際生產需要，通過壓輥壓力和抱閘制動力矩兩個原因的受力分析，找出了癥結，采用新增制動輥裝置、增大抱閘數量和閘輪直徑的解決對策，根本上克服了之前存在的故障現象。在以上對策實施后，通過實踐應用效果表明，能夠有效保證攀鋼2＃連續(xù)鍍鋅機組入口段焊機正常焊機和入口活套的正常沖放套動作，對機組穩(wěn)定順行意義重大。