對張力減徑機傳動電機的轉速作可選擇的調整以使不銹鋼管端部的應力、應變狀態盡可能接近穩態變形條件,這就是切頭損失控制的含義。增大軋制過程軋入階段和軋出階段的轉速比例,從而增大作用于管端的張力以使管端部壁厚超差的現象得以克服,這樣就可以減少由于管端增厚而產生的切頭損失。由于在低于穩態轉速比例下參與變形過程的機架數目的增加,所以在不銹鋼管前端管壁增厚現象的增強導致由軋輥至管子間力的傳遞的增大,因此在管端可能導入大于穩態軋制時的張力。由于軋出階段開始時管子尾端承受較大的縱向張力,所以開始時管壁增厚現象比較輕微。隨著軋制過程的繼續進行,參與變形的機架數目逐漸減少,假如轉速調整保持不變,則張力水平便逐漸降低。通過轉速控制,既可以增大張力,又可以減小不銹鋼管壁增厚。
圖21-9示出在具備轉速控制和不具備轉速控制兩種情況下不銹鋼管尾端的壁厚曲線。在這種軋制情況下計算所得的切頭損失減少值為70%。在所示例子中,為了實現電機速度的動態調節,必須采用單動傳動并具有電機快速調節的性能。通過進一步的模擬計算已經證明:集體差動傳動系統中,在減少切頭損失方面也能取得比較顯著的成效,其條件是采取適當的機架分組,傳動元件(電機及減速箱)具有足夠快的加速性能。基于上述原理,已經研制出具有切頭損失控制的分組差動傳動系統。這種張減機由機械上相互獨立的兩組機架組成,每一組機架由兩個直流電機通過差動減速箱進行傳動(參見圖21-10)。由于整個張減機分成兩組進行傳動,因此可以對每組機架中兩個電機的速度同時進行調整,從而可以迅速地增大延伸,在保持軋入、軋出速度不變的條件下進行軋管。在軋入階段影響管端的轉速控制系統只對第一組機架(軋入側機架組)加以配備,而對軋出階段來說,兩組機架均備有轉速控制系統,這對給定的速度控制保證了最佳的管端增厚控制系統。
這一傳動原理首次用于配置在CPE 不銹鋼無縫管軋機的張減機,這個鋼管軋機是1986年投產的。在這臺張減機的CEC控制系統的基本整定值尚未進行最佳化調試的情況下,采用各種大減徑量和張力進行各種軋制,以重量計的切頭損失減少值約為20%~25%.進一步進行試軋,充分利用這一控制系統及其傳動裝置的潛力,有可能實現更精確的轉速控制,從而取得在尾端減少切頭損失50%的成效,如圖21-11所示。這一結果和理論計算是一致的。
在單獨電氣傳動的張減機上可以進一步發揮提高收得率的實際存在的潛力,因為在這一系統中能更精確地對具有增厚現象的軋件載面增大張力,并在某些機架更快地實現較大的轉速比例。此外,CEC控制系統要實現進一步提高收得率,必須具備的條件是:
1. 軋制條件盡可能穩定,盡可能減少干擾因素;
2. 毛管的壁厚偏差要盡可能小,在控制系統中要采用毛管壁厚測量裝置。
最后,應該指出采用張減成品管的壁厚測量裝置是有好處的,這是由于:
1. 可對CEC控制系統的最佳化的結果進行核對;
2. 可作為質量保證措施;
3. 可確定切頭的方式。
在充分發揮CEC控制系統的潛力的條件下,今后有可能更好地利用張力值較大的工作段,這對提高張減機的經濟效益和成品質量以及使用較短毛管來說,都具有重要意義。