摘 要：随着我国工业生产水平的不断提高，工业生产领域取得了巨大的发展成就，一系列先进的生产科学技术被应用在实际工作中。张力控制失效问题是金属带材压力加工过程中需要面对的重要问题，其对带材的质量以及企业的经济效益都有很大影响。本文在此背景下对金属带材压力加工中的张力控制系统进行了探讨分析。

关键词：金属带材压力加工；张力控制系统；探讨研究

张力控制问题是影响轧材质量的主要问题，因此张力控制系统便成为轧制生产中的关键设备之一。研究张力控制系统可以帮助我们有效解决张力控制失效问题，从而提高带材加工效率、质量以及经济效益。这对促进国民经济的持续健康发展具有十分现实的意义。

1 张力控制系统总体结构分析

张力控制系统作为轧制生产过程中的重要设备，其结构构成比较复杂，涉及技术众多，这无疑增加了我们控制带材压力加工张力的难度，因此文章有必要对张力控制系统的总体结构进行简要说明。

在上图中，数字1代表轧辊、2代表液压压下系统、3代表测厚仪、4代表张力传感器、5代表夹送辊、6代表卷筒、7代表开卷或者卷取机。冷轧精轧机的开卷工作与卷取工作是同时进行的，其中上图中的卷取辊与夹送辊共同构成张力控制系统。在冷轧精轧机中由卷取机对张力进行控制。

2 轧机工作的工艺要求以及系统设计思想分析

2.1 轧机工作的工艺要求

冷轧精轧机的具体工作流程如下：开卷机工作将带材送入开卷夹送辊中，然后再将带材送入轧机进行轧制工作；轧制完成后，带材从轧机中被送到卷取夹送辊，然后由卷取机将带材卷取并胀紧。另外，轧机还要满足一系列的参数要求：

第一，尺寸要求：冷轧精轧机开卷机的卷筒直径为0.5m，最大可以开卷直径为1.3m的带材。同时不论是开卷还是卷取，卷筒的宽度为450mm，最大外径为500mm。

第二，速度要求：冷轧精轧机的卷取速度要保持在1.5～15m/s之间，轧制速度控制在0～0.5m/s之间，同时电动机的转速要控制在0～1560r/min之间。

第三，其他要求：轧制过程中的张力要控制在8000～80000N之间，同时电动机的输出功率要稳定为145KW。另外，带材厚度、带材宽度等都有一定的技术要求。

2.2 张力控制系统的设计思想分析

在设计张力控制系统时，要致力于解决以下三个问题：

第一，轧机在开始工作的加速阶段或者结束工作的减速阶段，张力控制系统要补偿因速度变化造成动态力矩变化而引起的张力变化，要使轧机的工作速度与卷取机的工作速度保持一致，从而减少张力的变化。

第二，控制因卷径的变化而引起的张力变化，从而减少张力变化对带材轧制质量造成的影响。

第三，处理因卷径以及卷取机负载质量的增加以及外界其他因素变化而造成的控制系统模块参数改变的问题，保持整个控制系统的稳定性，从而避免张力发生变化，控制带材轧制质量。

为解决以上三个问题，一般采用张力间接控制法以及张力直接控制法等两种方法结合的方式对轧制过程中的张力进行控制。例如：在张力出现以及张力消失的阶段采用间接法，此时对张力进行动态补偿；在稳定工作阶段，采用直接发，从而精确的控制张力。可以说以上三个问题不仅只是张力控制系统中需要面度的问题，而且还是张力控制系统的设计指导思想。

3 张力控制方法分析

3.1 间接张力控制方法

间接张力控制方法主要被应用在轧机开始工作张力出现以及轧机停止工作张力消失的阶段，即我们通常所说的消张以及建张阶段。在控制建张以及消张阶段的张力时，我们一般采用最大力矩法，之所以采用这种方法是因为该方法具有一定的优点：

第一，最大力矩法法采用了先升压后弱磁的控制技术，这样就使得电动机在很长一段时间内处在满磁的状态下，从而避免了无功功率对电机的冲击，延长了电机的使用寿命，降低了生产成本.

第二，先升压后弱磁的技术使得电机长时间处于全电压的工作状态中，因此电动机的功率因素大大增加，工作效率明显提高。

第三，卷径的变化无法影响到电动机的磁场变化，导致电动机的磁场变化范围可以随意选择，这样大大降低了电动机的生产标准，从而降低了带材加工的生产成本。

第四，电动机工作电流不会轻易达到最大值，因此电动机的工作损耗大大减少。

3.2 直接控制方法

在轧制工作稳定进行的阶段，需要使用直接控制方法对张力进行控制，而想实现对张力的有效控制，需要电流调节器、速度调节器、张力调节器以及控制对象等构件和环节的协同工作。

首先，在设备开始运行时，速度调节器开始工作，控制设备的加速度。

其次，当轧机进行稳定工作状态时，速度调节器的转速环停止工作，张力调节器的张力环开始工作，此时系统对张力的控制按照间接控制方法进行，从而实现对恒定张力的准确控制。

另外，在系统工作中，若发现张力不足，系统会自动对设备进行调节，从而提高系统的张力，确保带材的轧制质量。

4 结语

张力控制系统在金属带材压力加工过程中发挥着重要作用，关系到加工产品的质量。本文率先分析了冷轧精轧机的构成以及张力控制系统的构成，然后研究了设备的工作原理以及系统的设计思想，最后对生产过程中采用的张力控制方法进行了探讨，为金属带材压力加工提供了理论参考。

参考文献

[1]张忠东.试析金属带材压力加工中张力控制系统[J].科技创新与应用，，2014（10）

[2]单秀庆.金属带材压力加工中张力控制系统的探究[J].科技创业家，2013（20）