軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)的在線監(jiān)控方法

1.一種軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)的在線監(jiān)控方法，其特征在于，在軋機(jī)咬鋼和正常軋制過(guò)程中，若軋機(jī)瞬時(shí)沖擊性負(fù)載轉(zhuǎn)矩達(dá)到了主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)最大容許輸出轉(zhuǎn)矩的1.1～
1.6倍，主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度由陡然下降轉(zhuǎn)變成陡然上升，速度上升率大于300轉(zhuǎn)/分/秒，則軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生了正常保護(hù)斷裂；若軋機(jī)的瞬時(shí)沖擊負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)最大容許輸出轉(zhuǎn)矩的1.6倍，電動(dòng)機(jī)速度回升速率大于400轉(zhuǎn)/分/秒，則軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生了超極限剪切扭矩剪斷的不正常現(xiàn)象；若軋機(jī)的瞬時(shí)沖擊負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)最大容許輸出轉(zhuǎn)矩的1.6倍以上，電動(dòng)機(jī)速度回升速率小于400轉(zhuǎn)/分/秒，則軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生了該剪斷而未剪斷的不正常狀態(tài)；在連軋機(jī)組正常軋制過(guò)程中，除連軋機(jī)組第一個(gè)機(jī)架之外的其余機(jī)架主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)在其上游機(jī)架中仍然有鋼的情況下出現(xiàn)陡然升速，升速速率在150轉(zhuǎn)/分/秒以上，同時(shí)在電動(dòng)機(jī)陡然速升后的700毫秒時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩降至5％電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩以下并能持續(xù)150毫秒以上，則軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生了疲勞斷裂。

軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)的在線監(jiān)控方法\n技術(shù)領(lǐng)域\n[0001] 本發(fā)明屬軋機(jī)安全保護(hù)技術(shù)領(lǐng)，尤其涉及軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)的在線監(jiān)控方法。\n背景技術(shù)\n[0002] 中國(guó)專(zhuān)利“軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)斷裂的在線診斷方法”，專(zhuān)利號(hào)200710191295.5，介紹了一種軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)斷裂的在線診斷方法。該方法可以在線診斷安全銷(xiāo)是發(fā)生在軋機(jī)瞬時(shí)大負(fù)載沖擊的斷裂，還是疲勞斷裂。但是，該方法未能進(jìn)一步區(qū)分安全銷(xiāo)是在瞬時(shí)大負(fù)載沖擊下的正常保護(hù)斷裂，還是在超極限剪切扭矩下被剪斷，并且該方法不能對(duì)安全銷(xiāo)該剪斷而未剪斷的狀態(tài)進(jìn)行診斷，該方法還存在對(duì)疲勞斷裂診斷準(zhǔn)確率不高的問(wèn)題。\n發(fā)明內(nèi)容\n[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)的在線監(jiān)控方法，本發(fā)明可以對(duì)安全銷(xiāo)的在線狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)控，即在線監(jiān)控安全銷(xiāo)是否發(fā)生了受大負(fù)載沖擊而正常斷裂、該剪斷而未剪斷、疲勞斷裂以及超極限剪切扭矩剪斷的現(xiàn)象。\n[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)的在線監(jiān)控方法，其特征在于，在軋機(jī)咬鋼和正常軋制過(guò)程中，若軋機(jī)瞬時(shí)沖擊性負(fù)載轉(zhuǎn)矩達(dá)到了主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)最大容許輸出轉(zhuǎn)矩的1.1～1.6倍，主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度由陡然下降轉(zhuǎn)變成陡然上升，速度上升率大于300轉(zhuǎn)/分/秒，則軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生了正常保護(hù)斷裂；若軋機(jī)的瞬時(shí)沖擊負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)最大容許輸出轉(zhuǎn)矩的1.6倍，電動(dòng)機(jī)速度回升速率大于400轉(zhuǎn)/分/秒，則軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生了超極限剪切扭矩剪斷的不正?，F(xiàn)象；若軋機(jī)的瞬時(shí)沖擊負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)最大容許輸出轉(zhuǎn)矩的1.6倍，電動(dòng)機(jī)速度回升速率小于400轉(zhuǎn)/分/秒，則軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生了該剪斷而未剪斷的不正常狀態(tài)；在連軋機(jī)組正常軋制過(guò)程中，除連軋機(jī)組第一個(gè)機(jī)架之外的其余機(jī)架主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)在其上游機(jī)架中仍然有鋼的情況下出現(xiàn)陡然升速，升速速率在150轉(zhuǎn)/分/秒以上，同時(shí)在電動(dòng)機(jī)陡然速升后的700毫秒時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩降至5％電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩以下并能持續(xù)150毫秒以上，則軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生了疲勞斷裂。\n[0005] 為了防止軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)受瞬時(shí)大負(fù)載沖擊而損壞，通常在其傳動(dòng)鏈上設(shè)置保護(hù)安全銷(xiāo)。我們知道，對(duì)于軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的一組新安全銷(xiāo)，在投入使用前，其實(shí)際剪切扭矩的大小將取決于多方面的因素，如安全銷(xiāo)的材質(zhì)和加工精度等；在投入使用后，其實(shí)際剪切扭矩的大小還將取決于安裝的精度以及疲勞沖擊情況。這也就是說(shuō)，即使軋機(jī)傳動(dòng)傳動(dòng)鏈上設(shè)置了保護(hù)安全銷(xiāo)，如果安全銷(xiāo)使用不當(dāng)，軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)保護(hù)安全銷(xiāo)必然會(huì)出現(xiàn)該斷不斷或不該斷而斷的現(xiàn)象。故此，為了使軋機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)保護(hù)安全銷(xiāo)有效地發(fā)揮其安全保護(hù)作用，就必須要對(duì)安全銷(xiāo)的在線狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)控，即在線監(jiān)控安全銷(xiāo)是否發(fā)生了該剪斷而剪斷、該剪斷而未剪斷、不該剪斷而剪斷以及超極限剪切扭矩剪斷的現(xiàn)象，一旦軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生了上述現(xiàn)象，軋機(jī)控制系統(tǒng)將及時(shí)給出相應(yīng)的故障信息，這樣便于設(shè)備維護(hù)人員對(duì)軋機(jī)尤其是連軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)保護(hù)安全銷(xiāo)的使用狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)管，避免該問(wèn)題的重復(fù)發(fā)生，由此使軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)保護(hù)安全銷(xiāo)始終處在受控狀態(tài)。為此，我們獨(dú)立地設(shè)計(jì)了一種軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)的在線監(jiān)控方法，該方法不僅能夠在線診斷出安全銷(xiāo)是瞬時(shí)大負(fù)載沖擊所致的正常斷裂還是安全銷(xiāo)疲勞斷裂，而且還能診斷出安全銷(xiāo)該剪斷而未剪斷以及超極限剪切扭矩剪斷的故障狀態(tài)。該方法在2012年1月在馬鋼小H連軋生產(chǎn)線投入了試運(yùn)行，實(shí)際使用效果很好。\n[0006] 為了獲得穩(wěn)定可靠的安全銷(xiāo)狀態(tài)的在線監(jiān)控方法，就必須要充分了解在軋機(jī)各種事故狀態(tài)下軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)的狀態(tài)與主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度和實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩所呈現(xiàn)出的特征之間的關(guān)系。通過(guò)對(duì)大量軋機(jī)事故狀態(tài)下主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度和實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩特征的研究發(fā)現(xiàn)：(1)在軋機(jī)咬鋼和正常軋制過(guò)程中，若軋機(jī)瞬時(shí)沖擊性負(fù)載轉(zhuǎn)矩達(dá)到了軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)最大容許輸出轉(zhuǎn)矩的1.1～1.6倍之間時(shí)，軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生了斷裂，并且在安全銷(xiāo)斷裂后，主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度由陡然下降轉(zhuǎn)變成陡然上升，速度上升率大于300轉(zhuǎn)/分/秒，則說(shuō)明軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生了正常保護(hù)斷裂，如下圖1所示；\n(2)在軋機(jī)咬鋼和正常軋制過(guò)程中，若軋機(jī)的瞬時(shí)沖擊負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)最大容許輸出轉(zhuǎn)矩的1.6倍(通常安全銷(xiāo)的極限剪切扭矩約為電動(dòng)機(jī)最大容許輸出轉(zhuǎn)矩的\n1.4倍)，并且在負(fù)載瞬時(shí)沖擊之后的軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)速度回升過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)速度回升速率大于400轉(zhuǎn)/分/秒，則說(shuō)明軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生了超極限剪切扭矩剪斷的不正?，F(xiàn)象，如下圖2所示；軋機(jī)的瞬時(shí)沖擊負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)最大容許輸出轉(zhuǎn)矩的1.6倍，若電動(dòng)機(jī)速度回升速率小于400轉(zhuǎn)/分/秒，則說(shuō)明軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生了該剪斷而未剪斷的不正常狀態(tài)，如下圖3所示；(3)在連軋機(jī)組正常軋制過(guò)程中，除連軋機(jī)組第一個(gè)機(jī)架之外的其余機(jī)架主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)在其上游機(jī)架(即來(lái)料機(jī)架)中仍然有鋼的情況下出現(xiàn)陡然升速(升速速率在150轉(zhuǎn)/分/秒以上)，同時(shí)在電動(dòng)機(jī)陡然速升后的700毫秒時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩降至5％電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩以下并能持續(xù)150毫秒以上，并且安全銷(xiāo)未發(fā)生正常保護(hù)斷裂以及超極限扭矩下剪切斷裂，則說(shuō)明該軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生了因疲勞而出現(xiàn)的非正常斷裂，如下圖4所示；(4)軋機(jī)在瞬時(shí)沖擊性負(fù)載作用下主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度并不是以一條恒定斜率的直線降速，而是以多段不同斜率的直線形式陡然下降，這就是說(shuō)，軋機(jī)因瞬間軋卡而產(chǎn)生的瞬時(shí)沖擊性負(fù)載在整個(gè)軋機(jī)卡阻過(guò)程中是一個(gè)變化量，這樣，診斷傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)在軋機(jī)瞬間軋卡過(guò)程中是否發(fā)生了斷裂，就必須要計(jì)算軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)在軋機(jī)負(fù)載沖擊的過(guò)程中的不同段所承受的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩是否達(dá)到了其最小剪切扭矩值(1.1倍電動(dòng)機(jī)最大允許輸出轉(zhuǎn)矩)；(5)軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)的斷裂不僅與軋機(jī)瞬時(shí)沖擊負(fù)載的大小有關(guān)，而且也與瞬時(shí)沖擊性負(fù)載的作用時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，瞬時(shí)沖擊負(fù)載越大，作用的時(shí)間越長(zhǎng)，則安全銷(xiāo)就越容易發(fā)生斷裂事故，對(duì)于小H型鋼軋機(jī)而言，較大的沖擊性負(fù)載若持續(xù)40毫秒以上，通常即可使軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生斷裂。以下是軋機(jī)數(shù)據(jù)采集和顯示系統(tǒng)所給出的軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)4種典型狀態(tài)下主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度和實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩波形。\n[0007] 通過(guò)上述對(duì)軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)4種典型狀態(tài)與主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度以及實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩特征之間的關(guān)系的研究，我們可知，要實(shí)現(xiàn)軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)的在線監(jiān)控，關(guān)鍵是如何在線實(shí)時(shí)計(jì)算軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)的實(shí)際剪切扭矩，即折算到主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出軸上的軋機(jī)實(shí)際負(fù)載扭矩。在充分考慮軋機(jī)控制系統(tǒng)的計(jì)算能力的前提下，為了獲得較為準(zhǔn)確有效的軋機(jī)實(shí)時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，馬鋼小H型鋼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)的在線診斷控制程序可以將主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度和實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩的采樣周期設(shè)定在50毫秒或以下，并以40-50毫秒為一個(gè)計(jì)算周期，即以40-50毫秒為一時(shí)間段實(shí)時(shí)計(jì)算軋機(jī)實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩。針對(duì)每個(gè)時(shí)間段或采樣周期(如40毫秒)的軋機(jī)實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩，可以通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩公式計(jì)算獲得。\n[0008] ——(1)\n[0009] 式中GD2——軋\n[0010] 機(jī)整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)折算到電動(dòng)機(jī)輸出軸上的飛輪慣量，牛頓·米2；\n[0011] Δni——兩個(gè)電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速采樣點(diǎn)之間的速度差(轉(zhuǎn)/分)，即[0012] Δni＝ni-ni-1；\n[0013] Δti——第i個(gè)采樣周期時(shí)間，對(duì)于小H型鋼軋機(jī)，每個(gè)采樣周期時(shí)間可以設(shè)定為\n40毫秒；\n[0014] Tdi——第i個(gè)采樣點(diǎn)的電動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩，牛頓·米；\n[0015] TLi——第i個(gè)采樣點(diǎn)的電動(dòng)機(jī)實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩，即軋機(jī)的實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩，牛頓·米。\n[0016] 上式中的GD2可通過(guò)軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)空載起動(dòng)過(guò)程中的電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度和轉(zhuǎn)矩波形以及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩公式計(jì)算獲得。\n[0017] 根據(jù)軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)上述的4種典型狀態(tài)的特征，設(shè)軋機(jī)實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩為T(mén)L，軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩和最大輸出轉(zhuǎn)矩分別為T(mén)dN和TdM(馬鋼小H型鋼軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩TdM(＝25kNm)為額定輸出轉(zhuǎn)矩TdN(＝15.5kNm)的1.61倍)，現(xiàn)以馬鋼小H型鋼連軋機(jī)為例，給出軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)的在線監(jiān)控程序流程圖。\n附圖說(shuō)明\n[0018] 下面結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：\n[0019] 圖1馬鋼小H型鋼15#軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)在瞬時(shí)負(fù)載沖擊下發(fā)生正常保護(hù)斷裂時(shí)的電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度和實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩波形。\n[0020] 圖2.馬鋼小H型鋼15#軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)在超極限剪切扭矩下發(fā)生斷裂時(shí)的電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度和輸出轉(zhuǎn)矩波形。\n[0021] 圖3馬鋼小H型鋼15#軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)在超極限剪切扭矩下未發(fā)生斷裂時(shí)的電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度和輸出轉(zhuǎn)矩波形。\n[0022] 圖4馬鋼小H型鋼2#軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)在上游機(jī)架仍然有鋼的正常軋制過(guò)程中發(fā)生疲勞斷裂時(shí)的電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度和實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩波形。\n[0023] 圖5軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)在線監(jiān)控程序的數(shù)據(jù)采樣和計(jì)算處理流程圖。\n[0024] 圖6軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)在線監(jiān)控程序流程圖。\n具體實(shí)施方式\n[0025] 根據(jù)軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)上述的4種典型狀態(tài)的特征，設(shè)軋機(jī)實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩為T(mén)L，軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩和最大輸出轉(zhuǎn)矩分別為T(mén)dN和TdM(馬鋼小H型鋼軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩TdM(＝25kNm)為額定輸出轉(zhuǎn)矩TdN(＝15.5kNm)的1.61倍)，現(xiàn)以馬鋼小H型鋼連軋機(jī)為例，詳細(xì)介紹軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)的在線監(jiān)控方法。\n[0026] 馬鋼小H型鋼軋機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)TOSLINE-S20通訊網(wǎng)線以2Mbps的傳輸速度從軋機(jī)主傳動(dòng)逆變器獲得主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度和實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩。這樣，由上圖5和圖6可知，為了在軋機(jī)控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)的在線監(jiān)控，在軋機(jī)的軋制狀態(tài)下，軋機(jī)控制系統(tǒng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)的在線監(jiān)控程序以設(shè)定的采樣周期對(duì)軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度和實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行采樣，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)在線監(jiān)控程序始終存儲(chǔ)當(dāng)前采樣時(shí)刻及上一個(gè)采樣時(shí)刻的主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度和實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩值，并在每個(gè)采樣周期內(nèi)計(jì)算當(dāng)前和上一個(gè)采樣點(diǎn)之間的時(shí)間段內(nèi)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度變化率以及當(dāng)前采樣時(shí)刻的主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩。在完成上述采樣和計(jì)算后，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)在線監(jiān)控程序首先判斷當(dāng)前采樣時(shí)刻主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩是否處在1.1～1.6倍的電動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩之間或大于1.6倍的電動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩：(1)若電動(dòng)機(jī)的實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩處在1.1～1.6倍的電動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩之間，則說(shuō)明當(dāng)前和上一個(gè)采樣點(diǎn)的時(shí)間段內(nèi)的電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩過(guò)大，有可能導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)斷裂，這樣傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)在線監(jiān)控程序?qū)⑴袛嘣谠摬蓸訒r(shí)間段內(nèi)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度變化率是否小于和等于零，若電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度變化率小于或等于零，這表明電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩仍然大于或等于電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩，同時(shí)也表明傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)還沒(méi)有發(fā)生斷裂。通過(guò)大量的安全銷(xiāo)斷裂事故的分析可知，軋機(jī)的瞬時(shí)負(fù)載沖擊有時(shí)可能會(huì)持續(xù)數(shù)個(gè)采樣周期，在這幾個(gè)采樣周期內(nèi)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小也將有所不同，有的采樣段，負(fù)載轉(zhuǎn)矩沖擊相當(dāng)大，有的則相當(dāng)小，并且傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)有時(shí)在負(fù)載沖擊大的采樣周期內(nèi)并沒(méi)有即刻發(fā)生斷裂，而是在后續(xù)較小的負(fù)載沖擊下發(fā)生了斷裂。鑒于此，一旦對(duì)應(yīng)某個(gè)采樣點(diǎn)電動(dòng)機(jī)實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩處在1.1～1.6倍的電動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩之間時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)在線監(jiān)控程序?qū)⒃诿總€(gè)采樣周期判斷一次電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度變化率是否仍然小于或等于零，若電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度變化率變成大于零的狀態(tài)，則傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)在線監(jiān)控程序?qū)⑴袛嚯妱?dòng)機(jī)實(shí)際速度變化率是否大于或等于300轉(zhuǎn)/分/秒，若成立，則說(shuō)明軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)在軋機(jī)瞬時(shí)大負(fù)載沖擊后發(fā)生了斷裂，這樣，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)在線監(jiān)控程序?qū)⒘⒖谭怄i連軋機(jī)組各軋機(jī)主傳動(dòng)逆變器的使能信號(hào)，使連軋機(jī)組自由停車(chē)，同時(shí)該監(jiān)控程序給出該機(jī)架傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生正常保護(hù)斷裂的信息；若不成立，則軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)在整個(gè)軋機(jī)瞬時(shí)負(fù)載沖擊的過(guò)程中未發(fā)生斷裂，這樣，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)在線監(jiān)控程序又開(kāi)始繼續(xù)判斷下一個(gè)采樣周期電動(dòng)機(jī)的實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩是否處在1.1～1.6倍的電動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩之間；(2)若電動(dòng)機(jī)的實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于1.6倍的電動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩，則說(shuō)明當(dāng)前和上一個(gè)采樣點(diǎn)的時(shí)間段內(nèi)的電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩超出了安全銷(xiāo)的極限剪切扭矩，有可能導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)斷裂，這樣傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)在線監(jiān)控程序?qū)⑴袛嘣谠摬蓸訒r(shí)間段內(nèi)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度變化率是否小于和等于零，若電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度變化率小于或等于零，這表明電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩仍然大于或等于電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩，同時(shí)也表明傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)還沒(méi)有發(fā)生斷裂。這樣，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)在線監(jiān)控程序?qū)⒃诿總€(gè)采樣周期判斷一次電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度變化率是否仍然小于或等于零，若電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度變化率變成大于零的狀態(tài)，則傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)在線監(jiān)控程序?qū)⑴袛嚯妱?dòng)機(jī)實(shí)際速度變化率是否大于或等于400轉(zhuǎn)/分/秒，若成立，則說(shuō)明軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)在超極限剪切扭矩下發(fā)生了斷裂，這樣，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)在線監(jiān)控程序?qū)⒘⒖谭怄i連軋機(jī)組各軋機(jī)主傳動(dòng)逆變器的使能信號(hào)，使連軋機(jī)組自由停車(chē)，同時(shí)該監(jiān)控程序給出該機(jī)架傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)在超極限剪切扭矩下斷裂的信息；若不成立，則軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)在超極限剪切扭矩下未發(fā)生斷裂，即軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生了該剪斷而未剪斷的異常現(xiàn)象，這樣，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)在線監(jiān)控程序又開(kāi)始繼續(xù)判斷下一個(gè)采樣周期電動(dòng)機(jī)的實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩是否大于1.6倍的電動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩，同時(shí)該監(jiān)控程序給出該機(jī)架傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)在超極限剪切扭矩下未發(fā)生斷裂的信息。\n[0027] 上述控制程序解決了在軋機(jī)大負(fù)載瞬時(shí)沖擊下傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)的在線監(jiān)控，而對(duì)于軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)疲勞斷裂的診斷，考慮到連軋機(jī)組第一個(gè)軋機(jī)(即連軋機(jī)組入口軋機(jī))與其余軋機(jī)安全銷(xiāo)的疲勞斷裂診斷的方式有所不同，故此，在此安全銷(xiāo)狀態(tài)監(jiān)控程序中分別設(shè)置了連軋機(jī)組第一個(gè)軋機(jī)安全銷(xiāo)疲勞斷裂診斷單元以及連軋機(jī)組其余軋機(jī)安全小疲勞斷裂診斷單元。針對(duì)連軋機(jī)組第一個(gè)軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)疲勞斷裂的狀態(tài)診斷，通過(guò)對(duì)各種規(guī)格軋件在軋機(jī)中拋尾的觀察可知：軋機(jī)拋尾過(guò)程中其主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度的變化率通常在80～250轉(zhuǎn)/分/秒左右，均小于300轉(zhuǎn)/分/秒，其電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩陡然下降時(shí)間約在250毫秒左右，軋機(jī)拋尾過(guò)程中其主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度和實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩的變換率與軋機(jī)的實(shí)際負(fù)載扭矩大小成正比；在軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生疲勞斷裂瞬間，軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度和實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩的變化特征有時(shí)與軋機(jī)拋尾過(guò)程中電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度和實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩的變化特征相似。故此，為了確保連軋機(jī)組第一個(gè)軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)疲勞斷裂診斷的可靠性，我們將該軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生疲勞斷裂的診斷條件設(shè)定為：在軋制過(guò)程中，當(dāng)軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度的變化率大于或等于300轉(zhuǎn)/分/秒，并且在此之后的300毫秒時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩降至5％電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩以下，同時(shí)軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)沒(méi)有發(fā)生正常保護(hù)斷裂以及在超極限剪切扭矩下斷裂，則該軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生了疲勞斷裂。該安全銷(xiāo)狀態(tài)診斷程序正是按照連軋機(jī)組第一個(gè)軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生疲勞斷裂時(shí)所表現(xiàn)出的上述特征對(duì)該軋機(jī)安全銷(xiāo)疲勞斷裂狀態(tài)進(jìn)行在線診斷。\n同樣，對(duì)于連軋機(jī)組其余軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)疲勞斷裂的狀態(tài)診斷，該安全銷(xiāo)狀態(tài)診斷程序根據(jù)這些軋機(jī)發(fā)生安全銷(xiāo)疲勞斷裂時(shí)所表現(xiàn)出的以下四個(gè)特征來(lái)判定各軋機(jī)安全銷(xiāo)是否發(fā)生了疲勞斷裂：(1)在正常軋制過(guò)程中，軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度變化率(dn/dt)出現(xiàn)了大于或等于150轉(zhuǎn)/分/秒；(2)從該軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度變化率(dn/dt)出現(xiàn)大于或等于150轉(zhuǎn)/分/秒時(shí)刻起，在700毫秒時(shí)間內(nèi)，該軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩下降至電動(dòng)機(jī)額定輸出轉(zhuǎn)矩的5％以下，并且持續(xù)了150毫秒或以上的時(shí)間；(3)該軋機(jī)的上游機(jī)架中仍然有鋼；(4)該軋機(jī)安全銷(xiāo)沒(méi)有發(fā)生正常保護(hù)斷裂以及在超極限剪切扭矩下斷裂。在該安全銷(xiāo)狀態(tài)診斷程序的設(shè)計(jì)中，鑒于軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)在正常軋制過(guò)程中出現(xiàn)疲勞斷裂時(shí)，軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度和實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩的變化特征與軋機(jī)正常拋尾時(shí)其主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度和實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩的變化特征很相似。故此，為了防止將軋機(jī)拋尾狀態(tài)誤判為軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)斷裂狀態(tài)，將上游機(jī)架中仍然有鋼作為連軋機(jī)組除第一個(gè)軋機(jī)之外的其余軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)疲勞斷裂監(jiān)控的條件之一；通過(guò)對(duì)大量軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)斷裂事故的研究可知：軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生斷裂的形態(tài)主要有兩種，一種是軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生了瞬間剪斷，并且安全銷(xiāo)的剪切口斷面比較平整，在這種情況下發(fā)生安全銷(xiāo)剪斷后，軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度上升率通常在400轉(zhuǎn)/分/秒以上，并且主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)迅速(通常在小于幾十毫秒時(shí)間內(nèi))降至為主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)自身的空載轉(zhuǎn)矩(通常在電動(dòng)機(jī)額定輸出轉(zhuǎn)矩的1.5％左右)；另外一種是軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)在軋制過(guò)程中出現(xiàn)斷裂，但安全銷(xiāo)的剪切口沒(méi)有被瞬間平齊剪斷，即安全銷(xiāo)的剪切口在斷裂后其傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)在一段時(shí)間(通常在200～250毫秒)內(nèi)仍然存在動(dòng)態(tài)接觸的現(xiàn)象，由此導(dǎo)致軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩在安全銷(xiāo)發(fā)生斷裂的200～250毫秒后才能降至為電動(dòng)機(jī)自身的空載轉(zhuǎn)矩，但是，即使在這種情況下，軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)在安全銷(xiāo)斷裂后的實(shí)際速度其上升率通常仍然在200轉(zhuǎn)/分/秒以上，另外由于將上游機(jī)架中仍然有鋼作為連軋機(jī)組除第一個(gè)軋機(jī)之外的其余軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)疲勞斷裂監(jiān)控的條件之一，故此，對(duì)于連軋機(jī)組除第一個(gè)軋機(jī)之外的其余軋機(jī)，為了提高軋機(jī)安全銷(xiāo)疲勞斷裂診斷的命中率，該安全銷(xiāo)狀態(tài)診斷程序?qū)⒎菕佄财陂g檢測(cè)到軋機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度上升率大于或等于150轉(zhuǎn)/分/秒作為這些軋機(jī)安全銷(xiāo)發(fā)生疲勞斷裂的判斷條件。這樣，當(dāng)連軋機(jī)組任何一個(gè)軋機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)出現(xiàn)疲勞斷裂，軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)狀態(tài)在線監(jiān)控程序?qū)⒘⒖谭怄i連軋機(jī)組各軋機(jī)主傳動(dòng)逆變器的使能信號(hào)，使連軋機(jī)組各機(jī)架自由停車(chē)；或者該安全銷(xiāo)狀態(tài)診斷程序及時(shí)給軋機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，使連軋機(jī)組在軋完本根軋件后停車(chē)，以防下一根軋件在軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生斷裂的軋機(jī)入口處出現(xiàn)卡鋼，同時(shí)該監(jiān)控程序給出該機(jī)架傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全銷(xiāo)發(fā)生疲勞斷裂的信息。