1 绪论
1.1 引言
1779年J.皮卡德用蒸汽机驱动轧机，使轧机得到广泛的应用。人们一直致力于推动轧制生产技术的发展，大型化、高速化、连续化和自动化成为轧制生产技术的发展特点。同时，以计算机为核心的高技术的应用给轧制生产技术带来了巨大的变革。高精度、多参数的在线综合检测技术与高响应速度的控制系统相结合，保证了生产的高精度、高速度、高质量。
为了降低轧剖带材时的轧制力和功，在相当长的时期里，采用各种类型的小直径工作辊的多辊式轧机，使用大的带材张力，改进润滑剂的效用等方法，以提高变形效率。此外，对单辊传动条件下的异步轧制及其轧制力和扭矩问题进行了研究。直到七十年代初期，B.H.文德林和JI.M.阿盖耶夫研究成功了所谓“拉伸-轧制”的异步轧制新原型。此后，各国相继进行了大量试验研究工作。通过试验和理论分析证明异步轧机，在减小轧制力，减少轧制道次，减小带材边部变薄，扩大轧制范围，提高带材断面形状质量等方面，本文来自优$文(论"文`网，
毕业论文 www.youerw.com 加7位QQ324~9114找原文具有显著效果。异步轧制就是两个工作辊表面线速度不相等的一种轧制方法，为实现异步轧制，轧机的主传动系统设计至关重要。
主传动系统是将若干机构根据需要组合起来，构成一个机械传动系统。其作用不仅是实现减速（或增速），变速以及运动形式的转变，使执行构件能完成预定的运动，同时它还把原动机输出的功率和扭矩传递到执行构件上去，使它能够克服生产阻力而做功。而对于轧机来说，其主传动是将电动机的转动传递给工作机座的轧辊，使其以一定的速度和输出扭矩转动，实现对金属的轧制。合理的设计主传动系统使其实现轧机的异步轧制。它必须满足轧机的传动动力、工作性能以及经济性等要求。同时，可靠的测试系统对于生产过程自动化、设备的安全与经济运行都是不可缺少的先决条件，特别是轧机这种大型设备。轧机的测试系统是指为完成一定测试任务而使用的测试仪器、设备的组合。它的精确性、稳定性、灵敏度都要尽可能高以满足测试要求，并能完成信号的测试、数据处理与软件分析等工作，之后对轧机系统进行控制。这样就保证了轧机系统实际性能指标和正常工作。
因此，对于一批合格的轧件的生产以及企业生产成本、企业的竞争性和企业的发展，并且为了更高的完成轧制生产中的高效率和高精度，轧机主传动及测试系统的设计至关重要。
1.2 项目背景
轧机作为实现金属轧制过程的设备，且现代轧机发展的趋向是连续化、自动化、专业化，产品质量高、消耗低。为实现这一目标，轧机的主传动及测试系统占有重要的地位，例如：增大传动力矩、降低传动传动消耗，选择适当的测试方案、提高测试系统等。其中选择异步轧制能显著降低轧制压力与轧制扭矩，降低产品能耗，减少轧制道次，增强轧薄能力，提高轧制效率等优点。
异步轧制是两个工作辊表面线速度不相等的一种轧制方法，也成为非对称轧制。异步轧机机型上的主要特点，就是在于具有不同于一般的传动原理。异步轧制辊速的不同是通过上下轧辊半径不同或者二者转动角速度不一样来实现的。前者称为异径异步轧制，后者成为同径异步轧制。Φ180轧机的设计要求为同径异步轧制，在传动装置中，高速辊是主动的，低速辊是从动的，输入高速辊的轧制力矩，通过轧材传递给低速辊。因而在上下辊的工作表面产生一定的速度差，上下辊的中性点不在一个垂直平面内，低速辊侧中性点向入口侧移动，高速辊侧中性点向出口侧移动，这样就形成了变形区域上下摩擦力方向相反的区域，即搓扎区。故异步轧制能显著降低轧制压力与轧制扭矩，改善产品厚度进度和板形，特别是对于轧制变形抗力高、加工硬化严重的级薄带材，其节能效果更加显著。同时异步轧制为晶粒细化提供有力条件，非常有利于提高金属轧件的力学性能。
轧机的主传动系统能满足轧制力、轧制力矩以及轧制是工作辊的转速要求。在此基础上满足结构简单，体积小，价格低廉。测试系统要求具有良好的特性，具较高的性价比，具良好的可靠性与足够的抗干扰能力以及组建容易实现，便于文护。同时在轧制时测量轧制力，扭矩等参数，若检测到的数据不符合时，反馈到主传动进行控制调整。
一般主传动装置的基本构成包括电动机、联轴器、减速器、齿轮机座、传动轴等。其作用是将电动机的工作能量传递给工作机座的轧辊，使其以一定的速度和输出扭矩转动，实现对金属的轧制。其中减速机是将电动机较高的转速变成轧辊所需的转速，这就可以在主传动装置选择价格较低的高速电机。当工作机座的轧辊由一个电动机带动时，一般采用齿轮机座将电动机或减速机传来的运动和动力分配给两个或三个轧辊。当工作机座的轧辊由两个电动机带动时，即采用两个电机分别带动两条主传动链，控制轧辊的辊速，此时就可以省去齿轮机座。主传动的设计关系着这个轧机的工作性能，轧件的质量，因此，必须准确而经济的设计的主传动系统。
测试系统通常是指为完成一定测试任务而使用的测试仪器、设备的组合，它包括传感器、调理电路、数据采集、微处理器以及显示装置等，它们之间的关系如图（1-1）。轧制生产大多数处于恶劣的环境中，计算轧制工艺参数虽然有许多理论公式和半经验公式，但还是不如对轧制工艺参数进行直接测定，以取得在不同生产工艺条件下的实测数据作为编制生产工艺规程的依据。从而对现有工艺、设备和产品质量进行改进，判断设备是否符合设计要求，亦或作为系统的反馈信号对生产过程进行自动控制和调解等等。本次轧机的主要测试参量为轧制力、传动轴扭矩等。Φ180轧机测试系统的设计包括传感器的选择设计、测试系统信号调理、测试系统信号处理和测试系统的显示与记录等部分组成。
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