УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ЛЕНТЫ В ЛЕНТОПРОКАТНЫХ СТАНАХ Российский патент 1999 года по МПК B21B37/48 G01L5/10 

Изобретение относится к устройству для метрологического определения натяжения ленты в лентопрокатных станах с прилегающим к ленте измерительным роликом, с гидравлической системой поршень-цилиндр для отклонения измерительного ролика от ленты на заранее заданную величину и с измерительным устройством для определения оказываемой лентой на измерительный ролик силы.

В подобном, известном из DE-A-40 31 666 устройстве отрезок ленты между двумя клетями прокатного стана отклоняется с помощью измерительного ролика относительно прямолинейного прохождения ленты, причем гидравлическая система поршень-цилиндр обуславливает установку измерительного ролика. В области измерительного ролика или системы поршень-цилиндр расположен элемент измерения силы, например, омический тензометрический датчик, которым измеряют оказываемую лентой на измерительный ролик и зависящую от натяжения ленты силу.

В основе изобретения лежит задача упростить определение натяжения ленты и избежать ошибок измерения, которые зависят от расположения и вида используемых элементов измерения силы.

Согласно изобретению задача решается тем, что в устройстве указанного в начале вида измерительное устройство содержит датчики давления для определения гидравлических давлений с обеих сторон поршня в системе поршень-цилиндр и после датчиков давления расположено вычислительное устройство для определения натяжения ленты из измеренных давлений. Путем измерения давлений с обеих сторон поршня предпочтительным образом отпадает необходимость в предусмотренных собственно для измерения силы элементах измерения силы, так что также и ошибки измерения, зависящие от вида примененных элементов измерения, например, омических тензометрических датчиков силы и их расположения вообще не возникают.

В соответствии с предпочтительным дальнейшим развитием устройства согласно изобретению предусмотрено, что система поршень-цилиндр с обеих сторон поршня через гидравлические линии подключена к устройству регулирования положения и что по ходу гидравлических линий расположены управляемые средства для запирания гидравлических объемов по обе стороны поршня во время измерения натяжения ленты. С помощью гидравлического устройства регулирования положения ролик и проходящая над ним лента отклоняются на заданную величину; если заданная величина достигнута, то при запертом гидравлическом объеме во время проката ленты измеряют гидравлическую разность давлений по обе стороны поршня.

Применение устройства согласно изобретению предпочтительно производят в комбинации с регулированием минимального натяжения. При регулированиях минимального натяжения, которые известны, например, из EP-A-0 439 663, вычисление натяжения ленты производят из специфичных для процесса прокатки измерительных величин, как например, момент прокатки, сила прокатки, при переходе прокатываемой ленты от состояния свободного от натяжения состояния к натянутому состоянию. Во всяком случае точность измерения при этом зависит от процесса деформации в прокатном зазоре, причем, в частности, существенные изменения однородности ленты, как например, ее размеры, температура и структура ухудшают точность измерения натяжения. К этому добавляется также развитие ошибок при последовательных клетях прокатного стана за счет связи контуров регулирования. С помощью устройства согласно изобретению в распоряжение предоставляется дополнительная измерительная величина, которая является не зависимой от процесса деформации в прокатном зазоре.

Изобретение в дальнейшем поясняется с помощью чертежа.

Фигура показывает две последовательных клети прокатного стана 1 и 2 лентопрокатного стана, через который проходит прокатываемая лента 3. В области между обеими клетями прокатного стана 1 и 2 к ленте прилегает измерительный ролик 4, который удерживается на плече рычага 5 и посредством гидравлической системы, поршень-цилиндр 6 выполнен с возможностью отклонения относительно ленты 3, отклоняя ее от прямолинейного прохождения. Система поршень-цилиндр 6 подключена с обеих сторон поршня с помощью гидравлических линий 7 и 8 через управляемый гидравлический вентиль 9 к напорному трубопроводу 10 и заправочному трубопроводу 11. Приведение в действие гидравлического вентиля 9 производится через устройство регулирования положения 12 в зависимости от заранее заданного положения х^* и фактического положения поршня х, которые определяют с помощью позиционного датчика 13. При этом гидравлический вентиль 9 в зависимости от того, должен ли поршень для достижения заданного положения х^* перемещаться в одном или другом направлении, направляется в одно из двух крайних показанных положений переключения. По ходу гидравлических линий 7 и 8 расположены два управляемых запорных вентиля 14 и 15, приводимые в действие устройством регулирования положения 12. Если заданное положение х^* и тем самым желаемое отклонение ленты установлено, то через запорные вентили 14 и 15 гидравлические объемы по обе стороны поршня запираются. Однако возможно также отказаться от обоих запорных вентилей 14 и 15, если, как это показано штриховкой, по ходу линий между напорным трубопроводом 10 и гидравлическим вентилем 9 расположен дроссель 28, который позволяет путем быстрого переключения между двумя крайними положениями гидравлического вентиля 9 регулировать положение поршня. В любом случае после достижения заданного положения х*^*гидравлические объемы с обеих сторон поршня являются запертыми с помощью запорных вентилей 14 и 15 или только гидравлического вентиля 9.

С помощью датчиков давления 16 и 17, подключенных по отдельности к гидравлическим линиям 7 и 8 измеряют гидравлические давления P₁ и P₂ по обе стороны поршня. В расположенных за ними звеньях умножения 18 и 19 измеренные давления P₁ и P₂ умножают со значениями эффективных площадей поршня A₁ и А₂ на верхней или соответственно нижней стороне поршня, так что получаются силы F₁ и F₂, воздействующие на различные стороны поршня. В ступени вычитания 20 путем образования разницы между обеими силами F₁ и F₂ образуют результирующую силу ΔF, которая оказывается измерительным роликом через плечо рычага 5 на поршень. Из этой действующей на поршень силы ΔF в арифметических вычислительных звеньях 21 - 25 определяют фактическое значение силы натяжения F_z в ленте 5 согласно соотношению
ΔF = H•(K₁•F_R+K₂•F_B+K₃•F_z),
причем H обозначает усиление рычага;
F_R - вес измерительного ролика 4 и подвижных частей механического устройства;
F_B - вес ленты 3•F_z сила натяжения ленты;
K₁, K₂ и К₃ - соответствующие составляющие от F_R, F_B и F_Z вертикальной силы ΔF на поршень.

Фактическое значение силы натяжения ленты F_Z сравнивают с заданным значением силы натяжения ленты F*z

Устройство для измерения натяжения ленты в лентопрокатных станах содержит прилегаемый к прокатываемой ленте измерительный ролик, отклоняемый с помощью системы поршень-цилиндр относительно ленты. Устройство, измеряющее силу, воздействующую лентой на ролик, содержит датчики для определения гидравлических давлений, расположенные по обе стороны поршня, и включенное после датчиков давления вычислительное устройство для определения натяжения ленты по измеренным датчиками давлениям. Технический результат заключается в упрощении определения натяжения ленты и повышении точности за счет исключения ошибок измерения, зависящих от расположения и вида используемых элементов измерения силы. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для метрологического определения натяжения ленты в лентопрокатных станах с прилегающим к ленте (3) измерительным роликом (4), с гидравлической системой поршень-цилиндр (6) для отклонения измерительного ролика (4) от ленты (3) на заранее заданную величину и с измерительным устройством для определения оказываемого лентой (3) на измерительный ролик (4) сила, отличающееся тем, что измерительное устройство содержит датчики давления (16, 17) для определения гидравлических давлений (P₁, Р₂) по обе стороны поршня в системе поршень-цилиндр (6) и после датчиков давления (16, 17) включено вычислительное устройство (18-25) для определения натяжения ленты (F_z) из измеренных давлений (Р₁, Р₂). 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что система поршень-цилиндр (6) подключена по обе стороны от поршня через гидравлические линии (7, 8) к гидравлическому устройству регулирования положения (9, 12) и по ходу гидравлических линий (7, 8) расположены управляемые средства (9, 14, 15) для запирания гидравлических объемов по обе стороны от поршня во время измерения натяжения ленты. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно скомбинировано с устройством регулирования минимального натяжения.