Auslegung und Aufbau eines Laborversuchs zur Untersuchung des Schwingungsverhaltens eines Stahlbandes in der Feuerverzinkung

Abstract

Bei der Produktion von verzinkten Stahlbändern in Feuerverzinkungsanlagen können unerwünschte Schwingungen des Bandes im Bereich der Verzinkung und in der folgenden Kühlstrecke auftreten. Die vorliegende Diplomarbeit behandelt die Auslegung und Realisierung eines Laboraufbaus, um Untersuchungen dieses Verhaltens abseits der Anlage zu ermöglichen. Dazu wird ein geeignetes Versuchsband für den Laborversuch dimensioniert und mathematisch beschrieben. Basierend auf dem Versuchsband wird ein entsprechender Laboraufbau inklusive eines Bandzugaktors zur Erzeugung des Bandzugs ausgelegt und aufgebaut. Ausgehend von einem elektromechanischen Modell des Aktors, dessen Parameter, z.B. Reibung, durch Messungen bestimmt werden, erfolgt der Entwurf einer kaskadierten Kraftregelung. Abschließend wird der Kraftregler am Laboraufbau messtechnisch validiert.

In hot-dip galvanizing lines, where steel strips are coated with zinc, unwanted vibrations of the steel strip in the zincing and cooling sections can occur. This master thesis deals with the design and implementation of a laboratory setup in order to enable investigations of this phenomenon outside the plant. For this, a suitable strip is dimensioned for the laboratory setup and mathematically described. An appropriate test rig is designed and manufactured. An electromechanical model of the actuator for the tensile force in the laboratory-scale strip is developed. Relevant parameters, e.g. friction, are identified by measurements. Based on the model of the actuator, a tensile force controller is designed, which has a cascaded structure. Finally, the controller is validated by measurements on the test rig.