РОЛИКОВАЯ ПРОВОДКА С УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВРАЩЕНИЯ РОЛИКОВ Российский патент 1997 года по МПК B21B39/16 B21B38/00 

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к конструкциям роликовых проводок, оснащенных устройствами для контроля вращения роликов и может быть использовано на сортовых и проволочных станах, преимущественно, оснащенных блоками чистовых клетей.

На современных сортовых и проволочных станах контроль вращения роликов проводкой арматуры рабочих клетей осуществляется, как правило визуально.

Отсутствие средств автоматического контроля вращения роликов направляющих качения (роликовых проводок) не позволяет контролировать их работоспособность в процессе работы стана (во время прохождения раската сквозь роликовую проводку), что в случае остановки одного или обоих роликов, например, по причине разрушения подшипника, наварки роликов и другим причинам, приводит к "забуриванию" (застреванию) раската на этом участке стана, снижающему его производительность. Особенно актуально решение задачи контроля работоспособности роликовых проводок в процессе работы на проволочных станах, оснащенных блоками чистовых клетей. Отсутствие средств автоматического контроля работоспособности роликовых проводок (вращения роликов) при невозможности визуального контроля в линии блока чистовых клетей, закрытых защитным кожухом, при высоких скоростях прокатки, достигающих 80-110 м/с, приводит в случае застревания раската на этом участке стана к наиболее тяжелым последствиям.

Известны конструкции роликовых проводок, оснащенных устройствами для контроля вращения роликов, преимущественно блока клетей проволочного стана, содержащие полый корпус со входным и выходным отверстиями для пропуска раската, два шарнирно установленных на корпусе двуплечих рычага с направляющими роликами на их концах в выходной части корпуса, два датчика вращения, усилители, блок обработки сигналов каждого датчика вращения, средства управления проволочным станом, каналы связи.

Недостатком известных роликовых проводок, оснащенных устройствами для контроля вращения роликов, является их конструктивная сложность, обуславливающая значительных проводок, что затрудняет их использование в линии блока чистовых клетей. Кроме того использование известных технических решений в связи с их конструктивной сложностью сопряжено со значительными эксплуатационными материальными затратами, что снижает эффективность их использования на сортовых и проволочных станах, оснащенных блоками чистовых клетей.

В качестве прототипа принята роликовая проводка с устройством для контроля вращения роликов, преимущественно блока клетей проволочного стана, содержащая полый корпус со входным и выходным отверстиями для пропуска раската, два шарнирно установленных на корпусе двуплечих рычага с направляющими роликами на их концах части корпуса, два датчика вращения, усилители, блок обработки сигналов каждого датчика вращения, средства управления проволочным станом, каналы связи.

Недостатком прототипа является снижение эффективности их использования на сортовых и проволочных станах, оснащенных блоками чистовых клетей, в связи со значительными эксплуатационными материальными затратами, обусловленными их конструктивной сложностью, а также значительные габариты средств контроля работоспособности роликовых проводок, затрудняющие их встраивание в существующие линии блока чистовых клетей.

Задача изобретения состоит в упрощении средств контроля работоспособности роликовых проводок, позволяющем повысить эффективность их использования на сортовых и проволочных станах, оснащенных блоками чистовых клетей, при сохранении их основной функции обеспечения автоматического контроля вращения роликов направляющих качения (роликовых проводок), позволяющем контролировать их работоспособность в процессе работы стана (во время прохождения раската сквозь роликовую проводку), что в случае остановки одного или обоих роликов, например по причине разрушения подшипника, наварка роликов и другим причинам, предотвратит "забуривание" (застревание) раската на этом участке стана, снижающее его производительность, а также уменьшает выход некондиционной продукции по "закатам" и отклонениям геометрических параметров.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, состоит в повышении эффективности автоматического контроля вращения роликов направляющих качения (роликовых проводок) на сортовых и проволочных станах, оснащенных блоками чистовых клетей, процессе работы стана, за счет конструктивного упрощения средств контроля работоспособности роликовых проводок; снижении эксплуатационных затрат, а также уменьшение габаритов этих средств контроля, облегчающем их встраивание в существующие линии блоков чистовых клетей. Указанное стабилизирует процесс прокатки, способствует росту производительности стана и улучшению качества готовой продукции, за счет уменьшения вероятности "бурежки" раската по причине остановки одного или обоих роликов проводок блока клетей проволочного стана, например вследствие разрушения подшипника, наварки роликов или по другим причинам.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в роликовой проводке с устройством для контроля вращения роликов, преимущественно блока клетей проволочного стана, содержащей полый корпус со входным и выходным отверстиями для пропуска раската, два шарнирно установленных на корпусе двуплечих рычага с направляющими роликами на их концах в выходной части корпуса, два датчика вращения, усилители, блок обработки сигналов каждого датчика вращения, средства управления проволочным станом, каналы связи, датчик вращения каждого ролика выполнен в виде индуктивной катушки с сердечником из ферромагнитного материала, фиксированных в общей перемычке, установленной на корпусе, и полюсного башмака, расположенного на торце ролика оппозитно торцу сердечника и катушки, блок обработки сигналов содержит компаратор с источником эталонного напряжения, вход которого связан с усилителем напряжения, выдаваемого датчиком, а выход с усилителем тока, связанным со средствами управления проволочным станом, а также тем, что торец сердечника монтирован на расстоянии от торца ролика, не превышающем диаметра сердечника.

Сравнение с прототипом, показывает, что, заявляемая роликовая проводка с устройством для контроля вращения роликов, отличается тем, что датчик вращения каждого ролика выполнен в виде индуктивной катушки с сердечником из ферромагнитного материала, фиксированных в общей перемычке, установленной на корпусе, и полюсного башмака, расположенного на торце ролика оппозитно торцу сердечника и катушки, блок обработки сигналов содержит компаратор с источником эталонного напряжения, вход которого связан с усилителем напряжения, выдаваемого датчиком, а выход с усилителем тока, связанным со средствами управления проволочным станом, а также тем, что торец сердечника монтирован на расстоянии от торца ролика, не превышающем диаметра сердечника. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Сравнение с другими техническими решениями в данной области техники показало, что известны средства автоматического контроля и измерения различных параметров процесса прокатки, содержащие датчики, усилители, блоки обработки сигналов датчиков, каналы связи и т.д. Однако в известных технических решениях даны общие принципы построения блок-схем средств автоматического контроля и измерения параметров прокатки и конструкций датчиков, что не позволяет использовать известные технические решения для контроля вращения роликов направляющих качения, следовательно, заявляемое техническое решение имеет изобретательский уровень.

На фиг. 1 и 2 схематично изображена заявляемая проводка, вид сбоку и сверху; на фиг. 3 блок-схема устройства для контроля вращения роликов (УКВР) проводок блока клетей проволочного стана.

Роликовая проводка с устройством для контроля вращения роликов, содержит корпус 1 со входным и выходным отверстиями для пропуска раската. На корпусе 1 шарнирно установлены два двуплечих рычага 2 с направляющими роликами 3 на их концах в выходной части корпуса 1. В непосредственной близости от роликов 3 установлены два датчика вращения 4, фиксированных в общей перемычке 5, установленной на корпусе 1. Датчик вращения 4 представляет собой индуктивную катушку 6 с сердечником 7 диаметром d из ферромагнитного материала. На торце ролика оппозитно торцу сердечника и катушки расположен полюсный башмак 8. Датчики вращения 4, зафиксированы в общей перемычке 5, установленной на корпусе 1, таким образом, что торец сердечника 7 при подготовке роликовой проводки к работе располагается на расстоянии Δ от торца соответствующего ролика, не превышающем диаметра d сердечника 7, что обеспечивает требуемую амплитуду импульса, индуцируемого в катушке. Указанное обстоятельство предупреждает снижение эффективности контроля работоспособность проводки в процессе работы стана и не требует увеличения габаритов датчика, усложняющего встраивание его в проводку.

Датчики вращения 4 роликовой проводки являются первичным элементом устройства (системы) для контроля вращения роликов (фиг.3), включающей наряду с ним усилители, блок обработки сигналов каждого датчика вращения, средства управления проволочным станом, каналы связи. Блок обработки сигналов этой системы содержит компаратор с источником эталонного напряжения, вход которого связан с усилителем напряжения, выдаваемого датчиком, а выход с усилителем тока, связанным со средствами управления проволочным станом.

Подготовка проводки к работе.

При монтаже собранной на участке сборки проводки в линию стана перед установкой перемычки 5, с зафиксированными в ней датчиками вращения 4, на корпус 1 проводки на торцевую поверхность роликов 3, располагаемых впоследствие в непосредственной близости от датчиков вращения 4, наносится полюсный башмак 8. Он наносится соприкосновением с поверхностью торца ролика 3 постоянного магнита. После нанесения полюсного башмака 8 на торцевую поверхность роликов 3, монтируют на корпусе 1 проводки перемычку 5, с зафиксированными в ней датчиками вращения 4, а собственно проводку устанавливают в линию стана. При этом соединяют каналами связи вход компаратора блока обработки сигналов датчиков, снабженного источником эталонного напряжения, с усилителем напряжения, выдаваемого датчиком, а его выход с усилителем тока, связанным со средствами управления проволочным станом (фиг.3).

Работает роликовая проводка с устройством для контроля вращения роликов, следующим образом.

Прокатываемый раскат, поступающий в роликовую проводку, контактирует с ее роликами 3, вследствие чего они начинают вращаться. При вращении ролика 3 в момент прохождения полюсного башмака 8 в непосредственной близости от катушки 6 датчика вращения 4, в обмотке последней индуцируется импульс. Этот импульс усиливается усилителем напряжения и поступает в компаратор, где сравнивается с постоянным уровнем, генерируемым источником эталонного напряжения, выбранным таки образом, что при вращении роликов проводки с нормальной рабочей скоростью амплитуда импульса превышает заданный уровень напряжения. На выходе компаратора появляются импульсы напряжения, которые поступают на вход усилителя тока, где они выпрямляются и преобразуются в постоянное напряжение, используемое в средстве управления проволочным станом (развязывающей оптронной ячейке управляющей станом ЭВМ) для ввода информации в эту ЭВМ. При уменьшении скорости вращения какого-либо ролика или его остановке в процессе работы стана, например, в связи с наваркой рабочей поверхности ролика или выходом из строя подшипниковых опор, амплитуда импульсов, индуцируемых в катушке датчиков вращения уменьшается и на выходе компаратора отсутствуют импульсы. В этом случае с соответствующего канала блока обработки информации на развязывающую оптронную ячейку управляющей станом ЭВМ не поступает управляющее напряжение, что сигнализирует об остановке или уменьшенной частоте вращения роликов.

"Забуривание" металла в проводке в момент прохождения раската по ней еще не происходит, т.к. при отсутствии вращения роликов в этот момент остановившиеся ролики работают в режиме направляющих скольжения. Однако пропуск уже следующей полосы может привести к застреванию переднего конца раската в роликовой проводке ("забуриванию" металла) и тем самым к аварии на стане.

Использование предлагаемой роликовой проводки с устройством для контроля вращения роликов дает возможность автоматического контроля вращения роликов направляющих качения (роликовых проводок), позволяющую контролировать их работоспособность в процессе работы стана (во время прохождения раската сквозь роликовую проводку), что в случае остановки одного или обоих роликов, например по причине разрушения подшипника, наварки роликов и другим причинам, предотвратит "забуривание" (застревание) раската на этом участке стана, снижающее его производительность.

Выполнение датчика вращения каждого ролика в виде индуктивной катушки с сердечником из ферромагнитного материала позволяет существенно упростить конструкцию и уменьшить габариты первичного элемента средства контроля работоспособности роликовых проводок, при сохранении их основной функции - обеспечения автоматического контроля вращения роликов направляющих качения (роликовых проводок), позволяющем контролировать их работоспособность в процессе работы стана (во время прохождения раската сквозь роликовую проводку).

Фиксация датчиков вращения каждого ролика в общей перемычке, устанавливаемой на корпусе позволяет существенно упростить подготовку проводки к работе, монтаж и демонтаж датчиков, например, в случае необходимости их замены, что также способствует решению поставленной задачи. Этому же способствует и простота нанесения полюсного башмака на торцевую поверхность ролика оппозитно торцу сердечника и катушки, что может быть выполнено даже без извлечения проводки из линии стана.

Фиксация датчиков вращения, в общей перемычке, установленной на корпусе таким образом, что торец сердечника при подготовке роликовой проводки к работе будет располагаться на расстоянии D от торца соответствующего ролика, большем диаметра d сердечника, не обеспечит требуемую амплитуду импульса, индуцируемого в катушке, что, либо снизит эффективность контроля работоспособность проводки в процессе работы стана, либо потребует увеличения габаритов датчика, усложняющего встраивание его в проводку.

Наличие в блоке обработки сигналов каждого датчика вращения компаратора с источником эталонного напряжения, вход которого связан с усилителем напряжения, выдаваемого датчиком, а выход с усилителем тока, связанным со средствами управления проволочным станом существенно упрощает конструкцию и уменьшает габариты блока обработки сигналов датчиков вращения средства контроля работоспособности роликовых проводок, при сохранении основной его функции обеспечения автоматического контроля вращения роликов направляющих качения (роликовых проводок), позволяющем контролировать их работоспособность в процессе работы стана (во время прохождения раската сквозь роликовую проводку), что также способствует решению поставленной задачи.

Таким образом, использование предлагаемого технического решения повышает эффективность автоматического контроля вращения роликов направляющих качения (роликовых проводок) на сортовых и проволочных станах, оснащенных блоками чистовых клетей, в процессе работы стана, за счет конструктивного упрощения средств контроля работоспособности роликовых проводок; снижает эксплуатационные затраты, а также уменьшает габариты этих средств контроля, облегчающее их встраивание в существующие линии блоков чистовых клетей. Указанное обстоятельство стабилизирует процесс прокатки, способствует росту производительности стана и улучшает качество готовой продукции, за счет уменьшения вероятности "бурежки" раската по причине остановки одного или обоих роликов проводок блока клетей проволочного стана, например вследствие разрушения подшипника, наварки роликов или по другим причинам.

Заявляемая роликовая проводка с устройством для контроля вращения роликов была опробована в условиях непрерывного мелкосортно-проволочного стана 320/150 Белорусского метзавода, оснащенном 10-и клетьевым блоком чистовых клетей, где визуальный контроль вращения роликов направляющих качения при высоких скоростях прокатки, достигающих 80-110 м/с; невозможен.

Анализ результатов опробования показал, что при использовании предлагаемого технического решения обеспечивается простой и надежный автоматический контроль вращения роликов направляющих качения (роликовых проводок) проволочной линии стана, в процессе работы стана. За счет конструктивного упрощения средств контроля работоспособности роликовых проводок уменьшены их габариты, что облегчило встраивание в линию блока чистовых клетей этих средств контроля. Простота и надежность конструкции средств контроля работоспособности роликовых проводок не требует от персонала цеха специальных знаний и навыков, что не увеличивает эксплуатационных затрат при их использовании. Обеспечение же автоматического контроля вращения роликов проводок проволочной линии стана, в процессе его работы стабилизирует процесс прокатки, способствует росту производительности стана и улучшения качества готовой продукции, за счет уменьшения вероятности "бурежки" раската по причине остановки одного или обоих роликов проводок блока клетей проволочного стана, например, вследствие разрушения подшипника, наварки роликов или по другим причинам.

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к конструкциям роликовых проводок, оснащенных устройствами для контроля вращения роликов и может быть использовано на сортовых и проволочных станах, преимущественно, оснащенных блоками чистовых клетей. Задача, решаемая изобретением, состоит в упрощении средств контроля работоспособности роликовых проводок. Роликовая проводка с устройством для контроля вращения роликов, содержит полый корпус со входным и выходным отверстиями для пропуска раската. На корпусе шарнирно установлены два двуплечих рычага с направляющими роликами на их концах в выходной части корпуса. В непосредственной близости от роликов установлены два датчика вращения, фиксированных в общей перемычке, установленной на корпусе. Датчик вращения представляет собой индуктивную катушку с сердечником из ферромагнитного материала. На торце ролика оппозитно торцу сердечника и катушки расположен полюсный башмак. Датчики вращения зафиксированы в общей перемычке, установленной на корпусе таким образом, что торец сердечника при подготовке роликовой проводки к работе располагается на расстоянии от торца соответствующего ролика, не превышающем диаметра сердечника. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Роликовая проводка с устройством для контроля вращения роликов преимущественно блока клетей проволочного стана, содержащая полый корпус с входным и выходным отверстиями для пропуска раската, два шарнирно установленных на корпусе двуплечих рычага с направляющими роликами на их концах в выходной части корпуса, два датчика вращения, усилители, блок обработки сигналов каждого датчика вращения, отличающаяся тем, что датчик вращения каждого ролика выполнен в виде индуктивной катушки с сердечником из ферромагнитного материала, на торце каждого ролика расположен полюсный башмак для взаимодействия с сердечником и катушкой при повороте ролика и расположении башмака напротив торца сердечника и катушки, причем датчики установлены на общей перемычке, а каждый блок обработки сигналов содержит компаратор с источником эталонного напряжения, вход которого соединен с усилителем напряжения, а выход с усилителем тока, при этом вход усилителя напряжения соединен с датчиком. 2. Проводка по п. 1, отличающаяся тем, что торец сердечника установлен на расстоянии от торца ролика, не превышающем диаметра сердечника.