一种牵引机及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及牵引机械装置技术领域，特别涉及一种牵引机及其应用。
【背景技术】
[0002] 目前，很多现有技术中的牵引机只有下辊有动力，上辊是被动。因为是一台减速机 带动链轮，然后带动下辊齿转动，工作时上辊不能跟下辊压的很紧，压紧的容易导致中空板 变形。这样导致了上辊在不能压紧的情况下出现打滑的现象，并且下部传动的齿轮为直齿 齿轮，传动的间隙比较大，误差随之而来。
[0003] 而现有技术中的一些中空板牵引机也带有上下辊分别有动力的双动力驱动系统， 及其相应的同步装置。但这种同步装置的PID控制器的参数设定具有一定的缺陷。
[0004] PID控制器的重点和难点就是确定比例系数KP，积分系数Ki和微分系数K D，即PID 控制器参数的整定。目前，国内外对于PID参数整定的方法也有多年的研宄经验。工程上通 常采用的整定方法有扩充临界比例梯度法（Z-N法）、衰减曲线法、归一化法等。其中扩充临 界比例梯度法和归一化法实质上一样，思想是先去掉微分和积分作用，使控制系统为单纯 的比例控制，逐渐加大比例系数，使系统出现等幅震荡，此时控制系统的比例系数称为临界 比例增益K。，振荡周期称为临界振荡周期T。，然后根据控制度和经验公式确定比例系数K P， 积分系数&和微分系数Kd三个参数。飞升特性曲线法指当已知系统的过渡过程曲线，用作 图法来确定系数的滞后时间，被控对象的时间常数和两者的比例，然后查表求得PID控制 参数。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题在于，提供了一种同步牵引机系统及装置。本发明克 服现有中空板牵引机的不足，采用上下传动，在减速机传动的同时上下辊全部同步传动，这 样可以连续不间断的同步让牵引不打滑，加大摩擦力，大大提高了生产效率，中空板牵引机 从传统的平键连接改成平键+涨紧套连接，提高了斜齿轮与辊轴的误差，改善了传动性能。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种同步牵引机，包括：上辊，下辊，齿轮，齿 轮轴，连接盘，牵引马达，所述牵引机设有从动系统；从动系统直接带动下部辊筒，下部辊筒 带动下齿轮，然后下齿轮带动上齿轮实现上下同步传动。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明又提供了一种同步牵引机，包括：上辊，下辊，齿轮， 齿轮轴，连接盘，牵引马达，所述牵引机设有主动系统、从动系统和同步控制装置；所述主动 系统通过减速机带动链轮，链轮带动下部辊筒，下部辊筒带动下齿轮，实现下齿轮带动上齿 轮的上下同步传动；所述从动系统直接带动下部辊筒，下部辊筒带动下齿轮，然后下齿轮带 动上齿轮实现上下同步传动；所述同步控制装置，由于同步控制所述主动系统和从动系统， 确保实现上下同步传动。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明再提供了一种同步牵引机，包括：上辊，下辊，齿轮， 齿轮轴，连接盘，牵引马达，所述牵引机设有主动系统；所述主动系统通过减速机带动链轮， 链轮带动下部辊筒，下部辊筒带动下齿轮，实现下齿轮带动上齿轮的上下同步传动。
[0009] 所述牵引机可以进一步包括：固定板，球轴承和涨紧套；所述齿轮为3个；齿轮I 为右旋，齿轮II为右旋，齿轮III为左旋。
[0010] 所述齿轮为3个；齿轮I为右旋，齿轮II为右旋，齿轮III为左旋，齿轮II齿数为 20~40,优选为26或32 ;所述齿轮I和齿轮III的模数为2~10,优选为5或8 ;所述齿 轮I和齿轮III的的齿数为45~55,优选为46或54,所述齿轮I和齿轮III的的螺旋角 0为10~16度，优选为14. 5度；所述齿轮I和齿轮III的的齿形角a为15~25度，优 选为22. 5度。
[0011] 为解决上述技术问题，本发明另提供了一种同步控制方法，其特征在于，所述同步 控制方法采用主从方式同步控制的技术手段，从动缸根据主动缸的位移变化及时做出响应 以跟随主动缸的位移，从而达到上下同步运动的效果；所述同步控制方法对主动缸无位移 控制，只将主动缸和从动缸的位移差值做为反馈环节，输入给从动缸的电液比例阀，从动缸 电液比例阀及时做出动态响应跟随主动缸的位移，实现上下齿轮同步运转。
[0012] 所述同步控制方法中，设有PID控制步骤；所述PID控制步骤的PID控制参数，可 以采用如下步骤实现：
[0013] ①置调节器积分时间T1 = C^微分时间Td= 0,将比例系数Kp按经验设置的初始 条件下，将系统投入运行，整定比例系数Kp;若曲线振荡频繁，则加大比例系数；若曲线超调 量大，且趋于非周期过程，则减小比例系数，直到求得满意的4:1过渡过程曲线；
[0014] ②引入积分作用，此时增大上述比例系数Kp到原来的1. 2倍；将T T由大到小进行 整定；若曲线波动较大，则应增大积分时间T1;若曲线偏离给定值后长时间回不来，则需减 小T 1，以取得较好的过渡过程曲线；
[0015] ③引入微分作用，将其按经验值或按Td= (1/3-1/4)1^设置，并由小到大加入；若 曲线超调量大而衰减慢，则需增大Td;若曲线振荡厉害，则应减小T D;通过观察曲线调整比 例系数K1^PT1，直到求得满意的过渡过程曲线为止，即可得比例、积分、微分系数的整定值。
[0016] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于同步控制的模糊PID控制方法，所 述模糊PID控制方法进一步包括：模糊推理步骤和常规PID步骤；
[0017] 所述模糊PID控制步骤控制的牵引机构的液压系统包括单1个变量泵和6个定量 马达，单变量泵单定量马达的速度控制系统；控制过程中选取马达输出的速度偏差e和偏 差变化率ec作为其输入模糊控制器的输入语言变量，模糊控制器的控制任务是根据马达 速度偏差e和速度偏差的变化率ec的大小判断机组牵引系统行驶过程中所遇到的情况，并 依据设定的模糊规则调整变量泵排量的大小，从而控制机组牵引机构的行驶速度，使其恒 速稳定运行。
[0018] 所述PID控制步骤输出的参数Kp、Ki、Kd可以由公式⑷表示：
【主权项】
1. 一种同步牵引机，包括：上辊，下辊，齿轮，齿轮轴，连接盘，牵引马达，其特征在于， 所述牵引机设有从动系统；从动系统直接带动下部辊筒，下部辊筒带动下齿轮，然后下齿轮 带动上齿轮实现上下同步传动。
2. -种同步牵引机，包括：上辊，下辊，齿轮，齿轮轴，连接盘，牵引马达，其特征在于， 所述牵引机设有主动系统、从动系统和同步控制装置；所述主动系统通过减速机带动链轮， 链轮带动下部辊筒，下部辊筒带动下齿轮，实现下齿轮带动上齿轮的上下同步传动；所述从 动系统直接带动下部辊筒，下部辊筒带动下齿轮，然后下齿轮带动上齿轮实现上下同步传 动；所述同步控制装置，由于同步控制所述主动系统和从动系统，确保实现上下同步传动。
3. -种同步牵引机，包括：上辊，下辊，齿轮，齿轮轴，连接盘，牵引马达，其特征在于， 所述牵引机设有主动系统；所述主动系统通过减速机带动链轮，链轮带动下部辊筒，下部辊 筒带动下齿轮，实现下齿轮带动上齿轮的上下同步传动。
4. 根据权利要求1~3中任一项所述同步牵引机，其特征在于，所述牵引机进一步包 括：固定板，球轴承和涨紧套；所述齿轮为3个；齿轮I为右旋，齿轮II为右旋，齿轮III为 左旋。
5. 根据权利要求1~4中任一项所述同步牵引机，其特征在于，所述齿轮为3个；齿轮 I为右旋，齿轮II为右旋，齿轮III为左旋，齿轮II齿数为20~40,优选为26或32 ;所述 齿轮I和齿轮III的模数为2~10,优选为5或8 ;所述齿轮I和齿轮III的的齿数为45~ 55,优选为46或54,所述齿轮I和齿轮III的的螺旋角0为10~16度，优选为14. 5度； 所述齿轮I和齿轮III的的齿形角a为15~25度，优选为22. 5度。
6. -种同步控制方法，其特征在于，所述同步控制方法采用主从方式同步控制的技术 手段，从动缸根据主动缸的位移变化及时做出响应以跟随主动缸的位移，从而达到上下同 步运动的效果；所述同步控制方法对主动缸无位移控制，只将主动缸和从动缸的位移差值 做为反馈环节，输入给从动缸的电液比例阀，从动缸电液比例阀及时做出动态响应跟随主 动缸的位移，实现上下齿轮同步运转。
7. 根据权利要求6所述同步控制方法，其特征在于，所述同步控制方法中，设有PID控 制步骤；所述PID控制步骤的PID控制参数，采用如下步骤实现： ① 置调节器积分时间1^ = ^，微分时间TD= 0,将比例系数KP按经验设置的初始条件 下，将系统投入运行，整定比例系数KP;若曲线振荡频繁，则加大比例系数；若曲线超调量 大，且趋于非周期过程，则减小比例系数，直到求得满意的4:1过渡过程曲线； ② 引入积分作用，此时增大上述比例系数KP到原来的1. 2倍；将1\由大到小进行整定； 若曲线波动较大，则应增大积分时间TI;若曲线偏离给定值后长时间回不来，则需减小Tp 以取得较好的过渡过程曲线； ③ 引入微分作用，将其按经验值或按TD= 设置，并由小到大加入；若曲线 超调量大而衰减慢，则需增大TD;若曲线振荡厉害，则应减小TD;通过观察曲线调整比例系 数心和！^，直到求得满意的过渡过程曲线为止，即可得比例、积分、微分系数的整定值。
8. -种用于同步控制的模糊PID控制方法，其特征在于， 所述模糊PID控制方法进一步包括：模糊推理步骤和常规PID步骤； 所述模糊PID控制步骤控制的牵引机构的液压系统包括单1个变量泵和6个定量马 达，单变量泵单定量马达的速度控制系统；控制过程中选取马达输出的速度偏差e和偏差 变化率ec作为其输入模糊控制器的输入语言变量，模糊控制器的控制任务是根据马达速 度偏差e和速度偏差的变化率ec的大小判断机组牵引系统行驶过程中所遇到的情况，并依 据设定的模糊规则调整变量泵排量的大小，从而控制机组牵引机构的行驶速度，使其恒速 稳定运行。
9. 根据权利要求8所述用于同步控制的模糊PID控制方法，其特征在于，所述PID控制 步骤输出的参数Kp、Ki、Kd由公式（4)表示：
(4) 式中，1(/、1(/、1(/为预整定值，八1(1)、八1^、八1((1为修正参数。
10. -种如权利要求6-7中任一项所述的同步控制方法，和/或，权利要求8-9中任一 项所述的用于同步控制的模糊PID控制方法，在权利要求1-5中任一项所述的同步牵引机 中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种同步牵引机，包括：上辊，下辊，齿轮，齿轮轴，连接盘，牵引马达，其特征在于，所述牵引机设有从动系统；从动系统直接带动下部辊筒，下部辊筒带动下齿轮，然后下齿轮带动上齿轮实现上下同步传动。齿轮I和齿轮III的齿数为45～55，优选为46或54，所述齿轮I和齿轮III的螺旋角β为10～16度，优选为14.5度；所述齿轮I和齿轮III的齿形角α为15～25度，优选为22.5度。本发明克服现有中空板牵引机的不足，采用上下传动，大大提高了生产效率，中空板牵引机从传统的平键连接改成平键+涨紧套连接，提高了斜齿轮与辊轴的误差，改善了传动性能。
【IPC分类】B65H5-06, B65H29-20, B65H79-00
【公开号】CN104692196
【申请号】CN201510079255
【发明人】不公告发明人
【申请人】青岛恒波仪器有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月13日