机电一体化技术在轧钢技术中的应用

机电一体化技术在轧钢技术中的应用

刘立岗

身份证号：130125198503037015  山东临沂 276000

摘要：本文结合机电一体化技术在轧钢机械的机械振动故障的分析与控制，分析振动故障产生的原因，并结合具体的原因，通过传感器技术与计算机管理系统对轧钢设备提出相应的维护和管理措施，使设备操作人员和维护人员在工作中快速且有针对性的对轧钢设备进行维护和管理，对提高轧件质量和延长轧钢设备的使用寿命具有十分重要的意义。

关键词：机电一体化技术；轧钢技术；应用

1机电一体化的组成技术

1.1机械本体技术

机械本体技术主要指的是机械自身的系统构造及其功能是整个机电设备中最关键的组成部分，其性能的好坏将直接影响整个机电一体化的发展建设，对此针对于机械本体技术的发展建设必须有严格的规范技术要求，利用现代化信息技术不断完善其机械本体技术的操作系统以及程序设计，以降低能源消耗为宗旨，建立完善的机电发展模式，以便适应低碳环保的经济发展模式。

1.2传感器与检测技术

传感设备本质上是一种性能构件，其影响是把来自外部的全部信号转变成对应的电信号，是完成主动检查以及主动操作的关键部分，假如没有传感设备对装置的真实状况开展准确可信的检查，不管是信号转变或信息传递，又或是资料的展示都很难完成，所以必须加强完善传感设备的发展，全面的提升硬件可信性、灵活性以及精准性，进而朝着机电一体化的方向发展。

1.3自动控制及信息处理技术

主动操作和信息处理技术是机电一体化的重点，信息处理技术把传感设备检测到的资料和外界直接获取的命令开展归纳、储存、解析、制造处理之后，再根据信息处理成果以及制定的顺序和步骤下发有关命令，使用主动操作技术来操作全部体系顺利的开展。信息处理包含信息输入、计算、存储、输出等有关技术。信息是用信号体现出来，换言之，信号的详细内容是信息以微处理设备为核心的计算机技术能够把传感设备检查得到的全部信息储存、计算、逻辑解析、辨别、对比、更换，从而向实施部门下发操作命令，信息处理技术必须以真实的信息进行下达命令，避免抗干扰性能的出现。

2影响轧钢技术中轧件精度的机械因素

2.1设备制造精度

轧钢设备属于中大型机械加工设备，相对于精密制造加工而言，其设计精度较低，对设备中各个零件精度要求不高，但由于要保证轧件的形状和精度，在制造加工过程中对其精度有一定的要求，否则无法满足生产加工的要求。在轧钢设备的核心零部件（精轧机、精调设备）的加工过程中由于零件的精度没有达到设计要求，在轧钢设备的高压高负载工作条件下，影响轧钢设备的整体精度，由此导致设备出现机械振动，影响设备的正常使用。

2.2传动系统异常

轧钢设备的动力从电机传送至轧机的过程中，需经过传动链的多级传送才能实现，例如，动力传输链为电机→减速器→传动链→轧机，其中电机的精度和减速器中各个零件的精度对轧钢设备的振动影响最大。电机旋转过程中由于转子安装对中精度不够，电机旋转中转矩不平衡，导致的振动，减速器中通常是通过齿轮传动降低转速，提高设备的转矩，增大轧机的压力，由于减速机中的齿轮由于长期工作在高温高压环境中，导致精度降低、传动系统出现异常，导致设备出现振动。

2.3装配精度降低

设备的装配精度直接影响设备的工作状态下的振动情况，由于设备设计之初时各个零件的装配精度设计不合理，导致在设备使用过程中产生各运动件的运动关系发生改变，在设备运转过程中丧失了动力传动的精度和各个部件的位置精度，无法保证设备在高负载环境下工作的平稳性，产生机械振动，影响轧件的质量。

2.4设备精度保持性

轧钢设备在使用初始阶段时的运转较为稳定，随着使用时间的增加，设备出现振动的频率持续增加，这是由于轧钢设备的精度保持性较差。由于轧钢机械长期工作在高温、高压、高负载的环境中，轧钢设备的零件产生变形和磨损，设备的传动精度、定位精度与设备使用初始阶段相比有较大的差距，导致设备在工作时产生较大的振动，影响轧件的质量。

3电气技术在设备维护中的应用

3.1利用传感器技术对设备关键零件状态检测

根据第一节中的故障原因分析，在设备的关键部位安装加速度计用于检测设备的各个部位的振动情况，如设备的轴承安装位置、减速机位置，末端执行件位置。分别检测轧钢设备在待机运转和正常工作状态下的振动情况，将传感器的数据传送至计算机控制系统中，计算机控制系统分析传感器测量的数据，根据传感器数据判断设备各个部位的振动情况，找到影响设备末端振动的最大振动源，并根据振动源的状态通过计算机控制系统中的算法给与设备管理人员合理控制振动的措施。

3.2定期检查和更换零件

根据计算机控制系统对传感器的检测数据分析得到故障源后，对相关的零件进行更换工作。定期检查各个零件的运转情况，若零件的振动程度超出了平稳运行的范围，则根据维护手册更换相应的零件，使设备始终运行平稳，减少设备由于机械原因引起的振动现象。

3.3利用传感器技术对设备工作环境管理

由于现阶段设备的精度与设备周围环境的关系十分密切，因此，维护设备需要从各个方面考虑，对于高精密的加工设备，设备周围环境的温度、湿度等都影响着设备的加工精度。在轧钢设备周围安装温度与湿度传感器，测量轧钢设备周围环境中的温湿度，在轧钢设备的维护和管理工作中，根据传感器的数据控制设备周围的环境，是设备的运行情况和加工质量满足要求，将设备安装在温度适中、空气湿度适中的位置，尽量避免设备由于周围环境导致设备的精度降低。

3.4控制技术在轧钢技术中的应用

随着PLC、运动控制卡等控制技术的发展，针对轧钢技术中的从电机到轧钢设备末端执行位置的传动链各个减速箱与减速设备可直接通过在运动控制卡与工控机中设置相应的电子齿轮比或电子凸轮比实现，减少了动力传送过程中各个机械零件的磨损，使自动控制技术在轧钢技术中得到应用，减少由于纯机械传动带来的设备振动与磨损问题，缩短设备的动力传动链，延长设备的使用周期。

3.5开放式控制系统

开放式控制系统是当今比较流行的一种新的控制体系概念。“开放”从某种程度上讲就是兼容并蓄，按照同一技术标准设计的硬件、系统，可以实现不同厂家产品的兼容、互换和资源共享，能对采用同一技术标准生成的信息进行识别、传递。开放控制系统利用以太网实现各种控制设备与管理计算机互通互联，实现下层的生产过程控制与上层的经营、管理、决策的集成;利用现场总线连接现场仪表和控制设备，实现生产过程测量与控制一体化，完成下层的生产过程控制。

3.6分布式控制系统

分布式控制系统是以一台中央电脑为中心，进行远程现场操作以及智能化操作。它是使用很多台电脑对制造程序全面开展操作、管制、监视和分布操作，不仅对制造程序执行操作，还能够在线完成制造程序的最佳化，及时调节，实现制造策划的管制作业，是综合监督、操作、管制于以整体的全面体系。普遍来讲，分布式控制系统拥有操作性能多样性、操作便利、体系拥有开阔性能、维修便利、可信性强等优点，特别是集中监督、分布操作的特征，能够将事故降到最低，和集中式操作体系对比，其性能以及安全性更强，是大规模钢铁行业机电一体化的发展趋势。

结束语

轧钢机械在我国钢铁生产制造领域有着极其重要的作用，随着机电一体化技术在工业制造领域的广泛应用，越来越多的机电一体化技术应用在轧钢技术中，并取得了良好的效果。本文针对机电一体化技术在轧钢技术中的应用进行分析与研究，描述轧钢机械中的电气技术的应用，并分析相应的轧钢设备中的机电一体化技术的优势，有利于生产技术人员在轧钢生产加工过程中快速应用机电一体化设备，提高轧钢的生产加工效率。

参考文献

[1]张阳.浅谈机电一体化技术的应用与发展趋势[J].内燃机与配件,2017(24):151-152.

[2]汪涛,陶小培.机电一体化技术的应用与展望[J].电子技术, 2023(3):127-129..

[3]唐睿炎.机电一体化技术在智能制造中的应用分析[J].时代汽车, 2023(10):131-133.

[4]陶晓红.机械制造的智能化技术与机电一体化的结合[J].中国设备工程,2021(05):34-35.