本發明屬于冶金工業生產設備的技術領域，具體地，本發明涉及型鋼矯直機的結構及控制技術。另外，本發明還涉及了所述的型鋼矯直機的控制方法。

背景技術：

目前，小H型鋼生產線的型鋼矯直機為懸臂式十輥矯直機，10個矯直輥上下交錯布置，其下面的5個矯直輥為主動輥，由一臺變頻電動機(400kW)組合傳動，而上面的5個矯直輥為非傳動的被動輥。該矯直機最大矯直截面模數為220cm3。

對于該生產線所軋制的各種H型鋼，由于截面模數均小于矯直機允許的最大矯直截面模數，故此，該矯直機能夠在不過載的情況下完成該生產線各種規格品種H型鋼的矯直。

后來，為了適應市場的需求，擴大該生產線的軋制品種，該生產線開始試軋國家電網需求的∠250×250×35規格以下等邊角鋼。由于∠250×250×18規格截面模數為224.03cm3，而∠250×250×35規格截面模數為342.33cm3，兩種規格角鋼的截面模數均超出了現有在線型鋼矯直機的最大截面模數，這樣，在矯直∠250×250×18～∠250×250×35規格等邊角鋼時，該在線型鋼矯直機傳動機構的輸出扭矩始終處于過載狀態，尤其是在矯直∠250×250×35規格角鋼時，在線型鋼矯直機主傳動電動機有時達到或略超過175％的過載限幅狀態；并且，矯直機部分主矯輥輥套鎖緊機構頻繁出現損壞。

由此可知，該生產線在線型鋼矯直機不具備矯直∠250×250×18～∠250×250×35規格等邊角鋼的能力。

為了使該生產線所軋制的大規格等邊角鋼得到穩定有效的矯直，一般都認為必須要新增一臺矯直截面模數更大的10輥矯直機來替換現有在線的10輥矯直機。而新增一臺截面模數更大的10輥矯直機(包括矯直機輥套和輥片等)的直接投資大約需要2200萬元人民幣，而現有在線矯直機及其輥套輥片等附件的折舊損失大約為1000萬元人民幣，并且新增矯直機的安裝、調試施工需要很長的停產時間。

技術實現要素：

本發明提供一種型鋼矯直機，其目的是解決現有型鋼矯直機的動力不足問題。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

本發明的型鋼矯直機，所述的矯直機的矯直生產線包括矯直機機前輥道、矯直機機后輥道，在所述的矯直機機前輥道與矯直機之間，設置矯直機機前夾送輥；在所述的矯直機與矯直機機后輥道之間，設置矯直機機后夾送輥。

所述的矯直機機前夾送輥和矯直機機后夾送輥均采用變頻電動機并經減速機對其進行驅動。

在冷床輸出輥道出口處與所述的矯直機機前輥道之間，設置一號檢測器。

在所述的矯直機機前輥道與矯直機機前夾送輥之間，設置二號檢測器。

在所述的矯直機機前夾送輥與矯直機之間，設置三號檢測器。

在所述的矯直機機后夾送輥與矯直機機后輥道之間，設置四號檢測器。

為了實現與上述技術方案相同的發明目的，本發明還提供了以上所述的型鋼矯直機的控制方法，其技術方案是：

所述的控制方法的控制程序包括以下控制單元：

1、功能塊TXJJNC01和TXJJNC02構成矯直機過載狀態監測單元；

2、功能塊TXJJNC03構成矯直機機前夾送輥(簡稱PR1)負載狀態監測單元；

3、功能塊TXJJNC04構成矯直機機后夾送輥(簡稱PR2)負載狀態監測單元；

4、功能塊TXJJNC05和TXJJNC06構成矯直機輕載狀態監測單元；

5、功能塊TXJJNC07、TXJJNC08、TXJJNC10、TXJJNC12、TXJJNC14、TXJJNC20以及TXJJNC22構成PR1基準速度修正控制單元；

6、功能塊TXJJNC07、TXJJNC09、TXJJNC11、TXJJNC13、TXJJNC15、TXJJNC21以及TXJJNC23構成PR2基準速度修正控制單元；

7、功能塊TXJJNC16、TXJJNC17以及TXJJNC18構成PR1基準速度修正控制投切單元；

8、功能塊TXJJNC16、TXJJNC17以及TXJJNC19構成PR2基準速度修正控制投切單元。

在自動方式下，矯直機及PR1和PR2的速度控制方式為：

軋件以低速即穿線速度通過矯直機及夾送輥；當軋件頭部離開矯直機機后夾送輥時，矯直機及其前后夾送輥同步升速至正常矯直速度；而待軋件尾部脫離矯直機機后夾送輥時，矯直機及其矯直機機后夾送輥和矯直機機后夾送輥同步減速至軋件穿線速度，等待下一根軋件穿線矯直；

所述矯直機過載狀態監測單元通過雙向數值超差檢測功能塊TXJJNC01首先獲得矯直機傳動電動機的過載狀態信息，并將該過載狀態信息經前沿延時功能塊TXJJNC02延時3秒鐘，該段時間大于矯直機的升速時間；若該過載狀態信息經該段時間延時后仍然存在，則表明矯直機傳動機構處于穩態過載狀態。

當矯直機處于過載狀態，即矯直機傳動電動機電流大于或等于110％電動機額定電流，PR1處于非過載狀態，即PR1傳動電動機電流小于或等于95％電動機額定電流，并且PR1的前熱檢即二號檢測器撿得時，PR1基準速度修正控制單元中‘與門’功能塊TXJJNC08的輸出狀態為‘1’，使得該單元中循環脈沖發生器功能塊TXJJNC12使能，這時，若PR1基準速度修正控制投切單元輸出即功能塊TXJJNC18的輸出狀態為‘1’，則PR1基準速度修正控制單元的計數器功能塊TXJJNC20開始正向累加計數，由此使PR1基準速度修正值逐漸增大，這樣，PR1通過軋件對矯直機各矯直輥施加的推應力逐漸增大，直至矯直機退出過載狀態，即矯直機傳動電動機電流小于或等于90％電動機額定電流，或PR1傳動電動機處于滿載狀態，即PR1傳動電動機電流大于或等于105％電動機額定電流。

當矯直機處于過載狀態、矯直機機后夾送輥處于非過載狀態，并且矯直機機后夾送輥后熱檢即四號檢測器撿得時，矯直機機后夾送輥基準速度修正控制單元中‘與門’功能塊TXJJNC09的輸出狀態為‘1’，使得該單元中循環脈沖發生器功能塊TXJJNC13使能，這時，若矯直機機后夾送輥基準速度修正控制投切單元輸出狀態為‘1’，則矯直機機后夾送輥基準速度修正控制單元的計數器功能塊TXJJNC21開始正向累加計數，由此使矯直機機后夾送輥基準速度修正值逐漸增大，這樣，矯直機機后夾送輥通過軋件對矯直機各矯直輥施加的拉應力逐漸增大，直至矯直機退出過載狀態或矯直機機后夾送輥傳動電動機處于滿載狀態，即矯直機機后夾送輥傳動電動機電流大于或等于105％電動機額定電流。

當矯直機處于輕載狀態即矯直機傳動電動機電流小于或等于70％電動機額定電流、PR1處于滿載狀態，并且PR1前熱檢二號檢測器以及矯直機機后夾送輥后熱檢四號檢測器均撿得時，PR1基準速度修正控制單元中‘與門’功能塊TXJJNC10的輸出狀態為‘1’，使得該單元中循環脈沖發生器功能塊TXJJNC14使能，這時，若PR1基準速度修正控制投切單元輸出狀態為‘1’，則PR1基準速度修正控制單元的計數器功能塊TXJJNC20開始反向累加計數，由此使PR1基準速度修正值逐漸減小，這樣，PR1通過軋件對矯直機各矯直輥施加的推應力逐漸減小，直至PR1傳動電動機退出滿載狀態，即PR1傳動電動機電流小于或等于95％電動機額定電流；或矯直機達到滿載狀態，即矯直機傳動電動機電流達到100％電動機額定電流。

當矯直機處于輕載狀態、矯直機機后夾送輥處于滿載狀態，并且PR1前熱檢二號檢測器以及矯直機機后夾送輥后熱檢四號檢測器均撿得時，矯直機機后夾送輥基準速度修正控制單元中‘與門’功能塊TXJJNC11的輸出狀態為‘1’，使得該單元中循環脈沖發生器功能塊TXJJNC15使能，這時，若矯直機機后夾送輥基準速度修正控制投切單元輸出狀態為‘1’，則矯直機機后夾送輥基準速度修正控制單元的計數器功能塊TXJJNC21開始反向累加計數，由此使矯直機機后夾送輥基準速度修正值逐漸減小，這樣，矯直機機后夾送輥通過軋件對矯直機各矯直輥施加的拉應力逐漸減小，直至矯直機機后夾送輥傳動電動機退出滿載狀態，即矯直機機后夾送輥傳動電動機電流小于或等于95％電動機額定電流；或矯直機達到滿載狀態；

由此得到：通過型鋼矯直機與其前后夾送輥間的張應力控制，即提高型鋼矯直機的矯直能力。

本發明采用上述技術方案，在線型鋼矯直機前后各增加一臺夾送輥，大大提高了矯直機的矯直能力，該方案的投資費用非常低，并且兩臺夾送輥的設備安裝與調試基本不占用生產時間，是一種極其經濟、高效的改造方法。

附圖說明

附圖內容及圖中的標記作簡要說明如下：

圖1為本發明的小H型鋼矯直機及前后夾送輥布置圖；

圖2為本發明的∠250×250×32角鋼的矯直負荷圖；

圖3為本發明的提高型鋼矯直機矯直能力的控制程序；

圖4為本發明的型鋼矯直機第n個下矯直輥扭矩和受力分布圖；

圖5為本發明的型鋼矯直機前后夾送輥扭矩分布圖；

圖6為本發明的型鋼矯直機構傳動扭矩限幅控制程序結構圖。

圖中標記為：

1、軋件，2、矯直機機前夾送輥，3、矯直機，4、矯直機機后夾送輥，5、一號檢測器，6、矯直機機前輥道，7、二號檢測器，8、三號檢測器，9、四號檢測器，10、矯直機機后輥道。

具體實施方式

下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明，以幫助本領域的技術人員對本發明的發明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。

如圖1所示的本發明的結構，為一種型鋼矯直機。所述的矯直機3的矯直生產線包括矯直機機前輥道6、矯直機機后輥道10。

本發明要解決的第一個問題是：

為了克服現有技術的缺陷，實現解決現有型鋼矯直機的動力不足問題的發明目的，本發明采取的技術方案為：

如圖1所示，本發明的型鋼矯直機，在所述的矯直機機前輥道6與矯直機3之間，設置矯直機機前夾送輥2；在所述的矯直機3與矯直機機后輥道10之間，設置矯直機機后夾送輥4。

矯直機前后夾送輥可采用相同的結構。通常，夾送輥由變頻電動機經減速機驅動，夾送輥變頻電動機功率的大小取決于所需夾送輥的推拉應力及速度。

針對小H型鋼生產線在線型鋼矯直機矯直∠250×250×18～∠250×250×35規格等邊角鋼時所出現的問題，本發明提供了一種提高型鋼矯直機矯直能力的方法。

對于矯直機前后夾送輥而言，不論其結構如何，只要在軋件1夾緊狀態下，可對軋件1施加一定的推應力或拉應力即可。

鑒于在線型鋼矯直機主傳動電動機功率為400kW，并且在矯直∠250×250×35規格角鋼時，其輸出電流有時達到或略超過175％的過載限幅狀態，為此，本發明提供的提高型鋼矯直機矯直能力的方法，只需要在現有矯直機的前后各增加一臺夾送輥；每臺夾送輥的傳動電動機功率為110kW，即可使現有矯直機具備矯直∠250×250×35規格以下等邊角鋼的能力，而每臺夾送輥的投資費用僅為120萬元人民幣。

如圖2所示：∠250×250×32角鋼的矯直負荷，針對馬鋼小H型鋼矯直機在矯直∠250×250×18～∠250×250×35規格等邊角鋼所出現的嚴重過載問題，在保持現有在線矯直機總體不變的情況下，在現有型鋼矯直機的前后各增加一臺夾送輥；通過調節這兩臺夾送輥的速度，使夾送輥通過軋件1對矯直機各矯直輥產生推拉作用，以此來減輕矯直機各矯直輥輥軸的傳動輸出扭矩，即減輕矯直機傳動機構的輸出扭矩。

采用該技術方案，矯直機前后夾送輥在減輕矯直機各矯直輥傳動輸出扭矩的同時，也能適當提高各矯直輥的抗彎矩能力，由此可避免矯直機傳動機構部件的嚴重過載問題。

所述的矯直機機前夾送輥2和矯直機機后夾送輥4均采用變頻電動機并經減速機對其進行驅動。

在冷床輸出輥道出口處與所述的矯直機機前輥道6之間，設置一號檢測器5(1號CMD)。

在所述的矯直機機前輥道6與矯直機機前夾送輥2之間，設置二號檢測器7(2號CMD)。

在所述的矯直機機前夾送輥2與矯直機3之間，設置三號檢測器8(3號CMD)。

在所述的矯直機機后夾送輥4與矯直機機后輥道10之間，設置四號檢測器9(4號CMD)。

為了實現與上述技術方案相同的發明目的，本發明還提供了以上所述的型鋼矯直機的控制方法，其技術方案是：

在選定好矯直機前后夾送輥后，如何利用矯直機前后夾送輥來提高現有在線矯直機的矯直能力，本發明獨立地提供了一種提高型鋼矯直機矯直能力的控制程序，其控制程序結構圖如下圖3所示。

如圖3所示：提高型鋼矯直機矯直能力的控制程序。在上圖3中，LVM為“雙向數值超差檢測”功能塊；

當X≥M+HY時，QU為‘1’，QL為‘0’；

當M－HY＜X＜M+HY時，QU和QL保持原態；

當X≤M－HY時，QU為‘0’QL為‘1’；

CTR為“雙向計數器”功能塊，IU和ID分別為正反向計數脈沖輸入端，R和S分別為計數器計數值的復位端和設定端，SV為計數器的設定值，LU和LL分別為計數器計數值的上下限，Y為計數器計數值輸出端；

BBF為循環脈沖發生器，脈沖寬度為T、脈沖周期為2T；OR為“或”門；AND為“與”門；NOT為“非”門；PDE為“前沿延時”功能塊；MUL為“乘法器”功能塊。

這種提高型鋼矯直機矯直能力的控制程序其設計及控制思想如下：

所述的控制方法的控制程序包括以下控制單元：

1、功能塊TXJJNC01和TXJJNC02構成矯直機過載狀態監測單元；

2、功能塊TXJJNC03構成矯直機機前夾送輥2(簡稱PR1)負載狀態監測單元；

3、功能塊TXJJNC04構成矯直機機前后夾送輥4(簡稱PR2)負載狀態監測單元；

4、功能塊TXJJNC05和TXJJNC06構成矯直機輕載狀態監測單元；

5、功能塊TXJJNC07、TXJJNC08、TXJJNC10、TXJJNC12、TXJJNC14、TXJJNC20以及TXJJNC22構成PR1基準速度修正控制單元；

6、功能塊TXJJNC07、TXJJNC09、TXJJNC11、TXJJNC13、TXJJNC15、TXJJNC21以及TXJJNC23構成PR2基準速度修正控制單元；

7、功能塊TXJJNC16、TXJJNC17以及TXJJNC18構成PR1基準速度修正控制投切單元；

8、功能塊TXJJNC16、TXJJNC17以及TXJJNC19構成PR2基準速度修正控制投切單元。

以上的1中所述矯直機過載狀態監測單元：利用矯直機前后夾送輥實現矯直機傳動機構的負載調控，以提高矯直機的矯直能力，這必須要首先判定矯直機傳動機構是否處于過載狀態。故此，在該控制程序中設置了矯直機傳動機構過載狀態監測單元。

在自動方式下，矯直機3及PR1和PR2的速度控制方式為：

軋件1以低速(即穿線速度)通過矯直機3及夾送輥；當軋件1頭部離開PR2時，矯直機3及其前后夾送輥同步升速至正常矯直速度；而待軋件1尾部脫離PR2時，矯直機3及其PR1和PR2同步減速至軋件1穿線速度，等待下一根軋件1穿線矯直；

考慮到矯直機及其前后夾送輥由穿線速度升速至正常矯直速度的時間通常只有2秒鐘，并且在矯直機加速的過程中，由于矯直輥與軋件1間的滑動摩擦系數變動較大，導致矯直機負載轉矩波動較大，這樣，在可編程序邏輯控制器(即PLC)上難以完成矯直機的短時動態負載調控。

為此，所述控制程序不考慮矯直機短暫升速過程中的負載調控，控制程序中所設立的矯直機傳動機構過載狀態監測單元僅對矯直機在穩態矯直速度下的過載狀態進行監測。

所述矯直機過載狀態監測單元通過雙向數值超差檢測功能塊TXJJNC01首先獲得矯直機傳動電動機的過載狀態信息，并將該過載狀態信息經前沿延時功能塊TXJJNC02延時3秒鐘，該段時間大于矯直機的升速時間；若該過載狀態信息經該段時間延時后仍然存在，則表明矯直機傳動機構處于穩態過載狀態。

當矯直機處于過載狀態(即矯直機傳動電動機電流大于或等于110％電動機額定電流)、PR1處于非過載狀態(即PR1傳動電動機電流小于或等于95％電動機額定電流)，并且PR1的前熱檢即二號檢測器7(2號CMD)撿得時，PR1基準速度修正控制單元中‘與門’功能塊TXJJNC08的輸出狀態為‘1’，使得該單元中循環脈沖發生器功能塊TXJJNC12使能，這時，若PR1基準速度修正控制投切單元輸出即功能塊TXJJNC18的輸出狀態為‘1’，則PR1基準速度修正控制單元的計數器功能塊TXJJNC20開始正向累加計數，由此使PR1基準速度修正值逐漸增大，這樣，PR1通過軋件1對矯直機各矯直輥施加的推應力逐漸增大，直至矯直機退出過載狀態(即矯直機傳動電動機電流小于或等于90％電動機額定電流)或PR1傳動電動機處于滿載狀態(即PR1傳動電動機電流大于或等于105％電動機額定電流)。

同理，當矯直機處于過載狀態、PR2處于非過載狀態，并且PR2后熱檢即四號檢測器9(4號CMD)撿得時，PR2基準速度修正控制單元中‘與門’功能塊TXJJNC09的輸出狀態為‘1’，使得該單元中循環脈沖發生器功能塊TXJJNC13使能，這時，若PR2基準速度修正控制投切單元輸出狀態為‘1’，則PR2基準速度修正控制單元的計數器功能塊TXJJNC21開始正向累加計數，由此使PR2基準速度修正值逐漸增大，這樣，PR2通過軋件1對矯直機各矯直輥施加的拉應力逐漸增大，直至矯直機退出過載狀態或PR2傳動電動機處于滿載狀態(即PR2傳動電動機電流大于或等于105％電動機額定電流)。

當矯直機處于輕載狀態(即矯直機傳動電動機電流小于或等于70％電動機額定電流)、PR1處于滿載狀態，并且PR1前熱檢二號檢測器7(2號CMD)以及PR2后熱檢四號檢測器9(4號CMD)均撿得時，PR1基準速度修正控制單元中‘與門’功能塊TXJJNC10的輸出狀態為‘1’，使得該單元中循環脈沖發生器功能塊TXJJNC14使能，這時，若PR1基準速度修正控制投切單元輸出狀態為‘1’，則PR1基準速度修正控制單元的計數器功能塊TXJJNC20開始反向累加計數，由此使PR1基準速度修正值逐漸減小，這樣，PR1通過軋件1對矯直機各矯直輥施加的推應力逐漸減小，直至PR1傳動電動機退出滿載狀態(即PR1傳動電動機電流小于或等于95％電動機額定電流)或矯直機達到滿載狀態(即矯直機傳動電動機電流達到100％電動機額定電流)。

當矯直機處于輕載狀態、PR2處于滿載狀態，并且PR1前熱檢二號檢測器7(2號CMD)以及PR2后熱檢四號檢測器9(4號CMD)均撿得時，PR2基準速度修正控制單元中‘與門’功能塊TXJJNC11的輸出狀態為‘1’，使得該單元中循環脈沖發生器功能塊TXJJNC15使能，這時，若PR2基準速度修正控制投切單元輸出狀態為‘1’，則PR2基準速度修正控制單元的計數器功能塊TXJJNC21開始反向累加計數，由此使PR2基準速度修正值逐漸減小，這樣，PR2通過軋件1對矯直機各矯直輥施加的拉應力逐漸減小，直至PR2傳動電動機退出滿載狀態(即PR2傳動電動機電流小于或等于95％電動機額定電流)或矯直機達到滿載狀態；

由此可知：通過型鋼矯直機與其前后夾送輥間的張應力控制，即可提高型鋼矯直機的矯直能力。

本發明要解決的第二個問題是：

在型鋼矯直機前后增加夾送輥目的是為了避免型鋼矯直機傳動機構在正常矯直大規格型鋼時出現傳動扭矩過載，但是，當待矯直型鋼因尺寸或形狀異常(如型鋼內并外擴等)而導致矯直機傳動機構矯直扭矩嚴重過載時，在這種情況下，若型鋼矯直機通過自身的短時過載能力以及前后夾送輥的推拉作用仍然使該型鋼在矯直機中矯直，這將會導致矯直機主矯區矯直輥輥軸及其軸承座因其垂直剪切力過大而損壞。

為此，對于具有前后夾送輥的型鋼矯直機構，由矯直機本體及其前后夾送輥共同產生的型鋼矯直扭矩必須控制在矯直機本體最大允許輸出扭矩的范圍以內，或略超一點。對此，本發明提供了一種具有前后夾送輥的型鋼矯直機構傳動扭矩限幅的控制方法：

型鋼矯直機第n個下矯直輥扭矩和受力分布圖如圖4所示。

在圖4中：

為該矯直輥轉速；

T_idle.STR為該矯直輥空載運行扭矩；

T_plastic.STR為該矯直輥使型鋼產生塑性變形的扭矩，即矯直輥的型鋼塑性變形扭矩；

T_D.STR為該矯直輥傳動機構輸出的電磁扭矩；

T_σ.PR1和T_σ.PR2分別為矯直機前后夾送輥通過型鋼對該矯直輥施加的張應力扭矩，在矯直機前后夾送輥正常工作情況下，T_σ.PR1和T_σ.PR2均與T_D.STR同方向；

F_LHΣ.STR為該矯直輥與型鋼接觸時所受到的水平方向運行阻力；

F_σ.PR1和F_σ.PR2分別為矯直機前后夾送輥通過型鋼對該矯直輥施加的張應力；

F_D.STR為該矯直輥傳動機構輸出的電磁力；

F_LV.STR為該矯直輥與型鋼接觸時所受的的垂直方向剪切力。

型鋼矯直機前后夾送輥扭矩分布圖如上圖5所示。

在圖5中：

n_PR為夾送輥轉速；

T_idle.PR1和T_idle.PR2分別為矯直機前后夾送輥的空載運行扭矩；

T_σ1.STR和T_σ2.STR分別為矯直機矯直輥對矯直機前后夾送輥施加的張應力扭矩，在矯直機前后夾送輥正常工作情況下，T_σ1.STR與T_D.PR1方向相反，T_σ2.STR與T_D.PR2方向相反；

T_elastic.PR1和T_elastic.PR2分別為矯直機前后夾送輥夾持型鋼并使型鋼產生彈性變形的扭矩，即矯直機前后夾送輥的型鋼彈性變形扭矩；

T_D.PR1和T_D.PR2分別為矯直機前后夾送輥傳動機構輸出的電磁扭矩。

由圖4可知，在型鋼正常穩態矯直過程中，矯直輥空載運行扭矩與矯直輥的型鋼塑性變形扭矩的方向相同，矯直機前后夾送輥對矯直輥施加的張應力扭矩與矯直輥傳動機構輸出的電磁扭矩的方向相同，并且T_idle.STR和T_plastic.STR之和等于T_σ.PR1、T_σ.PR2以及T_D.STR之和。

從矯直輥的受力分析可知，矯直機前后夾送輥對矯直輥施加的張應力(F_σ.PR1和F_σ.PR2)與矯直輥傳動機構輸出的電磁力的方向相同，三者之和與矯直輥水平方向運行阻力大小相等方向相反；矯直輥水平方向運行阻力與矯直輥空載運行扭矩以及矯直輥的型鋼塑性變形扭矩之和成正比，矯直機前后夾送輥對矯直輥施加的張應力與矯直機前后夾送輥對矯直輥施加的張應力扭矩成正比，矯直輥傳動機構輸出的電磁力與矯直輥傳動機構輸出的電磁扭矩成正比。

這樣，在矯直輥水平方向運行阻力(或矯直輥負載)過大時，通過調節矯直機前后夾送輥對矯直輥施加的張應力大小，使矯直輥傳動機構輸出的電磁力維持在一定的范圍內，從而使矯直輥傳動機構輸出的電磁扭矩能夠維持在一定的范圍內。這也就是說，通過矯直機前后夾送輥對矯直輥的張應力作用可避免矯直機傳動機構扭矩過載的問題。

對于矯直輥垂直方向剪切力，由圖4矯直輥受力分布圖可知，矯直輥的垂直方向剪切力同樣與矯直輥空載運行扭矩以及矯直輥的塑性變形扭矩之和成正比，但是，由于矯直機前后夾送輥對矯直輥施加的張應力與矯直輥的垂直方向剪切力相垂直，這樣，矯直機前后夾送輥對矯直輥施加的張應力不但不能調節矯直輥的垂直方向剪切力，反而當待矯直型鋼因尺寸或形狀異常(如型鋼內并外擴等)而導致矯直輥矯直扭矩(等于T_idle.STR與T_plastic.STR之和)嚴重過載時，在這種情況下，若型鋼矯直輥通過傳動機構的短時過載能力以及矯直機前后夾送輥的推拉作用仍然使該型鋼在矯直輥中矯直，這將會導致矯直機主矯區矯直輥輥軸及其軸承座因承受垂直剪切力過大而損壞。故此，對于型鋼矯直機本體及其前后夾送輥組成的型鋼矯直機構，其實際矯直扭矩必須控制在型鋼矯直機本體最大允許輸出扭矩的范圍以內。

為此，本發明提供了一種具有前后夾送輥的型鋼矯直機構傳動扭矩限幅的控制程序(或控制方法)，其控制程序結構圖如圖6所示。

在圖6中：

NSW為“數字轉換開關”功能塊，當I＝‘1’時，Y＝X2，當I＝‘0’時，Y＝X1；

NCM為“數值比較”功能塊，當X1＞X2時，QU為‘1’，當X1＝X2時，QE為‘1’，當X1＜X2時，QL為‘1’；

RSR為“復位端R優先的RS觸發器”功能塊，當S為‘1’，R為‘0’時，Q為‘1’，QN為‘0’，當S為‘1’，R為‘1’時，Q為‘0’，QN為‘1’，當S為‘0’，R為‘0’時，Q和QN保持原態，當S為‘0’，R為‘1’時，Q為‘0’QN為‘1’；

SUB為“減法器”功能塊，Y＝X1-X2；OR為“或”門；

AND為“與”門；

NOT為“非”門；

I_q.PR1.act和I_q.PR1.N分別為型鋼矯直機機前夾送輥傳動電機實際電流扭矩分量(對應矯直機機前夾送輥傳動電機實際輸出扭矩)和額定電流扭矩分量(對應矯直機機前夾送輥傳動電機額定扭矩)；

I_q.PR2.act和I_q.PR2.N分別為型鋼矯直機機后夾送輥傳動電機實際電流扭矩分量(對應矯直機機后夾送輥傳動電機實際輸出扭矩)和額定電流扭矩分量(對應矯直機機后夾送輥傳動電機額定扭矩)；

I_q.STR.act和I_q.STR.N分別為型鋼矯直機傳動電機實際電流扭矩分量(對應矯直機傳動電機實際輸出扭矩)和額定電流扭矩分量(對應矯直機傳動電機額定扭矩)。

這種具有前后夾送輥的型鋼矯直機構傳動扭矩限幅控制程序其設計及控制思想如下：

該控制程序主要由四個控制單元所組成，即：

1、功能塊JJXJNXC01～JJXJNXC03構成的矯直機機前夾送輥張應力扭矩對應的夾送輥傳動電機電流扭矩分量(I_σ.PR1.act)計算單元；

2、功能塊JJXJNXC04～JJXJNXC06構成的矯直機機后夾送輥張應力扭矩對應的夾送輥傳動電機電流扭矩分量(I_σ.PR2.act)計算單元；

3、功能塊JJXJNXC07～JJXJNXC09構成的型鋼矯直機構實際矯直扭矩對應的矯直機傳動電機電流扭矩分量(I_q.PSTR.act)計算單元；

4、功能塊JJXJNXC10～JJXJNXC16構成的型鋼矯直機構矯直扭矩對應的矯直機傳動電機電流扭矩分量(I_q.PSTR.act)嚴重過載監控單元。

由圖6可知，在型鋼矯直機前后夾送輥正常工作以及矯直機穩態矯直的過程中，矯直機前后夾送輥的負載扭矩主要由夾送輥空載運行扭矩、夾送輥的型鋼彈性變形扭矩以及型鋼矯直機矯直輥對矯直機前后夾送輥施加的張應力扭矩三部分組成。

矯直機前后夾送輥的空載運行扭矩與夾送輥型鋼彈性變形扭矩之和的大小可通過夾送輥夾持型鋼并且無張應力輸出狀態下的夾送輥傳動電機實際電流扭矩分量獲得。

對于馬鋼的小H型鋼矯直機構，矯直機前后夾送輥的空載運行扭矩與夾送輥型鋼彈性變形扭矩之和大約為30％夾送輥傳動電機額定扭矩(即對應30％夾送輥傳動電機額定電流扭矩分量)。

這樣，在矯直機機前夾送輥張應力扭矩對應的夾送輥傳動電機電流扭矩分量計算單元中，通過型鋼矯直機前夾送輥傳動電機實際電流扭矩分量I_q.PR1.act與30％夾送輥傳動電機額定電流扭矩分量(即30％I_q.PR1.N)之差獲得矯直機機前夾送輥張應力扭矩對應的夾送輥傳動電機電流扭矩分量(I_σ.PR1.act)。

鑒于矯直機機前夾送輥張應力扭矩只有在夾送輥傳動電機電流扭矩分量大于30％I_q.PR1.N時才會出現，反之，矯直機機前夾送輥張應力扭矩輸出為零，故此，該單元通過數字轉換開關功能塊JJXJNXC03來控制夾送輥張應力扭矩對應的電機電流扭矩分量的輸出；當I_q.PR1.act小于30％I_q.PR1.N時，夾送輥張應力扭矩對應的電機電流扭矩分量I_σ.PR1.act為零，反之，I_σ.PR1.act等于I_q.PR1.act與30％I_q.PR1.N的差值。

同樣，對于矯直機機后夾送輥，其張應力扭矩對應的夾送輥傳動電機電流扭矩分量計算單元通過數字轉換開關功能塊JJXJNXC06來控制夾送輥張應力扭矩對應的電機電流扭矩分量的輸出；當I_q.PR2.act小于30％I_q.PR2.N時，夾送輥張應力扭矩對應的電機電流扭矩分量I_σ.PR2.act為零，反之，I_σ.PR2.act等于I_q.PR2.act與30％I_q.PR2.N的差值。

由圖6還可知，型鋼矯直機矯直輥實際所承受的矯直扭矩(即型鋼矯直機構實際矯直扭矩)等于T_σ.PR1、T_σ.PR2以及T_D.STR之和，而T_σ.PR1和T_σ.PR2分別對應于I_σ.PR1.act和I_σ.PR2.act，T_D.STR對應于I_q.STR.act，這樣，型鋼矯直機矯直輥實際所承受的矯直扭矩可通過I_σ.PR1.act、I_σ.PR2.act以及I_q.STR.act三者之和獲得。

鑒于I_σ.PR1.act和I_σ.PR2.act的數值均為夾送輥傳動電機額定電流扭矩分量I_q.PR.N(＝I_q.PR1.N＝I_q.PR2.N)的百分數，而I_q.STR.act的數值為矯直機傳動電機額定電流扭矩分量I_q.STR.N的百分數，故此，為了通過型鋼矯直機前后夾送輥以及型鋼矯直機傳動電機實際電流扭矩分量來計算型鋼矯直機矯直輥實際所承受的矯直扭矩，需將I_σ.PR1.act與I_σ.PR2.act之和(即I_σ.ΣPR.act)折算成以矯直機傳動電機額定電流扭矩分量I_q.STR.N為百分數的數值(即I_σ.STR.act)。

馬鋼小H型鋼矯直機前后夾送輥傳動電機功率均為132KW，型鋼矯直機傳動電機功率為400KW，矯直機前后夾送輥傳動減速機的減速比與矯直機傳動減速機的減速比相同，同時夾送輥的輥徑與矯直機矯直輥輥徑大致相同，這樣將I_σ.ΣPR.act乘以33％(＝132KW/400KW)即可折算成I_σ.STR.act，將I_σ.STR.act與I_q.STR.act累加即可獲得型鋼矯直機構實際矯直扭矩對應的矯直機傳動電機電流扭矩分量I_q.PSTR.act。

該傳動扭矩限幅控制程序中的型鋼矯直機構實際矯直扭矩對應的矯直機傳動電機電流扭矩分量(I_q.PSTR.act)計算單元正是基于此而設計。

該型鋼矯直機傳動裝置電機電流扭矩分量限幅值為180％I_q.STR.N，在矯直機正常矯直過程中，矯直機傳動電機扭矩分量僅在矯直機咬鋼后的帶載升速過程中才有可能達到其扭矩分量限幅值，故此，在型鋼矯直機構矯直扭矩對應的矯直機傳動電機電流扭矩分量(I_q.PSTR.act)嚴重過載監控單元中，通過兩個數值比較功能塊JJXJNXC10和JJXJNXC12來監控型鋼矯直機構矯直扭矩的嚴重過載狀態，當I_q.PSTR.act大于180％I_q.STR.N并且持續時間超過2秒(矯直機最大帶載升速時間)，或者當I_q.PSTR.act大于190％I_q.STR.N并且持續時間超過150毫秒(控制系統循環時間)，則該監控單元向矯直機前后夾送輥傳動裝置以及矯直機傳動裝置發出運行封鎖命令，以確保矯直機矯直輥輥軸及其軸承座免于受損。

實施效果：本發明的一種具有前后夾送輥的型鋼矯直機構傳動扭矩限幅控制方法(或控制程序)在馬鋼三鋼軋小H型鋼矯直機控制系統中投入了使用，實際使用效果很好。

上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。