[實用新型]一種直拉式冷軋實驗機液壓張力控制系統

有效

• 申請號: 201520134023.1
• 申請日: 2015-03-10
• 公開（公告）號: CN204564772U
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 王貴橋;李建平;高揚;張福波;孫濤;孫杰;牛文勇;鄒杰;吳巖;花福安;吳迪;王國棟
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B21B37/48
• 分類號: B21B37/48;F15B11/16;F15B1/02;F15B13/06
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本實用新型屬于冷軋張力控制技術領域，特別是涉及一種直拉式冷軋實驗機液壓張力控制系統。

背景技術

直拉式冷軋實驗機作為冷軋工藝及軋件產品研究開發的關鍵實驗設備，通過冷軋實驗機左、右兩側的張力液壓缸對軋件施加張緊力，并進行恒張力軋制。

但是，想要實現恒張力軋制并非易事，首先必須保證張力控制的精度，而影響張力控制精度的因素又有許多，包括軋制過程中控制對象的時變性、非線性以及左、右張力間的強耦合作用，想要實現高精度的張力控制將變的非常困難。

為了滿足恒張力軋制，并實現高精度張力控制，本領域的技術人員公開了一種“實現帶鋼軋制恒張力控制的比例控制液壓系統”的發明專利，專利申請號為200710010015.6，且在該專利中公開了一種用比例溢流閥實現帶鋼軋制恒張力控制的方法，通過該方法在低軋制速度及大張力條件下，能夠具有良好的穩態控制精度及較高的動態響應速度。但是，在實際應用過程中，當軋制速度較高且張力較小時，左、右張力控制的效果就不太理想，受到比例溢流閥流量壓力特性、非線性區及死區特性的影響，隨著軋制速度的升高，比例溢流閥的溢流量會增加很多，導致比例溢流閥的調節難度加大，從而造成張力波動；當張力較小時，比例溢流閥的輸入信號較小，而輸入信號往往處于比例溢流閥的非線性區甚至死區，從而影響張力控制精度。

本領域的技術人員還公開了一種“基于速度前饋的直拉式冷軋張力控制方法”的發明專利，專利申請號為201210048625.6，且在該專利中公開了一種速度前饋結合張力反饋PID控制策略，該控制策略的目的是實現張力液壓缸與軋制速度的精確匹配，但是，這種精確匹配是有前提條件的，即軋件在軋機出、入口的線速度被精確預測，而影響預測精度的主要因素包括前滑率及后滑率。在冷軋過程中，影響前滑率及后滑率的因素有很多，包括壓下率、軋件厚度、摩擦系數、軋輥直徑及張力因素等，對于不同材料、不同軋制工藝也會影響前滑率及后滑率，進而使前滑率及后滑率的高精度預測變得非常困難。雖然在軋制過程中，前滑率及后滑率能夠通過左、右張力液壓缸的實際運動速度及軋機的實際轉速進行計算修正，但在軋制過程的起車瞬間，計算尚未開始，需要給前滑率及后滑率設定一個初始預測值，而該初始預測值具有不確定性，這極大影響了起車階段的張力控制精度。

可以看出，現有技術的魯棒性不強，這直接影響到了張力控制的精度，因此，亟需一種能夠有效增強張力控制系統魯棒性的方法，以提高張力控制精度。

實用新型內容

針對現有技術存在的問題，本實用新型提供一種直拉式冷軋實驗機液壓張力控制系統，能夠有效增強張力控制系統的魯棒性，從而提高張力控制精度。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：一種直拉式冷軋實驗機液壓張力控制系統，包括左張力液壓缸、右張力液壓缸、液壓泵、恒背壓控制單元、左張力控制單元及右張力控制單元；

所述恒背壓控制單元的進油口與液壓泵的出油口相連通，恒背壓控制單元的回油口與液壓泵的供油油箱相連通；在所述恒背壓控制單元內還設置有第一壓力測量口和第二壓力測量口，在第一壓力測量口連接有第一壓力表，在第二壓力測量口連接有第二壓力表；所述恒背壓控制單元的出油口與左張力控制單元的背壓進油口及右張力控制單元的背壓進油口相連通；

所述左張力控制單元的高壓進油口與高壓油輸入口相連通，左張力控制單元的回油口與高壓油供油油箱相連通；在所述左張力控制單元內還設置有第一背壓測量口、第一工作油口、第二工作油口及第一有桿腔壓力測量口，在第一背壓測量口連接有第一油壓傳感器，第一工作油口與左張力液壓缸的無桿腔相連通，第二工作油口與左張力液壓缸的有桿腔相連通，在第一有桿腔壓力測量口連接有第二油壓傳感器；

所述右張力控制單元的高壓進油口與高壓油輸入口相連通，右張力控制單元的回油口與高壓油供油油箱相連通；在所述右張力控制單元內還設置有第二背壓測量口、第三工作油口、第四工作油口及第二有桿腔壓力測量口，在第二背壓測量口連接有第四油壓傳感器，第三工作油口與右張力液壓缸的有桿腔相連通，第四工作油口與右張力液壓缸的無桿腔相連通，在第二有桿腔壓力測量口連接有第三油壓傳感器。

所述恒背壓控制單元包括第一單向閥、第一溢流閥及第二溢流閥，所述恒背壓控制單元的進油口與第一單向閥入口、第一溢流閥入口及恒背壓控制單元的第二壓力測量口相連通，第一單向閥出口與第二溢流閥入口、恒背壓控制單元的出油口及第一壓力測量口相連通，第一溢流閥出口與第二溢流閥出口及恒背壓控制單元的回油口相連通。