РОЛИКОВАЯ ПРОВОДКА С УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВРАЩЕНИЯ РОЛИКОВ Российский патент 2004 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.

Известна конструкция роликовой проводки, 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 в выходной части корпуса, два датчика вращения, являющихся первичным элементом системы контроля вращения роликов [1].

Недостатком известной роликовой проводки является снижение эффективности ее работы - контроля вращения роликов вследствие диссипации магнитного поля, создаваемого полюсньм башмаком, в процессе длительной эксплуатации роликовой проводки. Отсутствие надежного контроля работоспособности роликовой проводки в процессе работы стана (во время прохождения раската сквозь роликовую проводку) 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 повышение эффективности контроля работоспособности роликовых проводок в процессе работы на проволочных станах, оснащенных высокоскоростными (со скоростями прокатки более 100 м/с) 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 в выходной части корпуса и средства автоматического контроля вращения роликов, включающие датчики вращения роликов, фиксированных в общей перемычке, установленной на корпусе, каждый из которых выполнен в виде индуктивной катушки с сердечником из ферромагнитного материала, два полюсных башмака, по одному на каждый ролик, расположенных на торце ролика оппозитно торцу сердечника и катушки, и блок обработки сигналов, выдаваемых датчиками [2].

Недостатком прототипа является снижение эффективности ее использования в процессе длительной эксплуатации роликовой проводки. При подготовке роликовой проводки к работе на торцы каждого ролика оппозитно торцу сердечника и катушки наносят два полюсных башмака, по одному на каждый ролик. Их наносят путем соприкосновения с поверхностью торцов роликов постоянного магнита. В процессе работы происходит ослабление магнитного поля, создаваемого полюсным башмаком вследствие диссипации энергии магнитного поля. Это требует повторного нанесения полюсного башмака. Месторасположение повторно наносимого полюсного башмака, как правило, не совпадает с первоначальным его месторасположением. Вместе с тем, магнитное поле первоначально нанесенного полюсного башмака может быть еще достаточно мощньм. Наличие двух (или нескольких при неоднократном нанесении полюсного башмака) на торцевой поверхности ролика дестабилизирует работу системы контроля вращения роликов вследствие "шумового эффекта", создаваемого несколькими полюсными башмаками. Это приводит к тому, что в блок обработки сигналов, выдаваемых датчиками, поступает неадекватная информация о работе роликов. Указанные обстоятельства снижает эффективность работы роликовой проводки с устройством для контроля вращения роликов.

Цель изобретения - повышение эффективности работы роликовой проводки с устройством для контроля вращения роликов.

Задача, решаемая изобретением, состоит в создании роликовой проводки с устройством для контроля вращения роликов, позволяющей повысить эффективность ее работы в течение длительного периода эксплуатации. Сохранение основной функции роликовой проводки с устройством для контроля вращения роликов - обеспечения автоматического контроля вращения роликов направляющих качения (роликовых проводок), позволяющем контролировать их работоспособность в процессе работы стана (во время прохождения раската сквозь роликовую проводку) является актуальной технической задачей. В случае адекватной работы роликовой проводки с устройством для контроля вращения роликов при остановке одного или обоих роликов, например по причине разрушения подшипника, наварки роликов и другим причинам это предотвратит застревание раската на указанном участке стана. Это, в свою очередь, предупредит снижение производительности стана, а также уменьшит 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, в процессе работы стана. Это обеспечивается за счет предупреждения "шумового эффекта", создаваемого несколькими полюсными башмаками. 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 и средства автоматического контроля вращения роликов, включающие датчики вращения роликов, фиксированных в общей перемычке, установленной на корпусе, каждый из которых выполнен в виде индуктивной катушки с сердечником из ферромагнитного материала, два полюсных башмака, по одному на каждый ролик, расположенных на торце ролика оппозитно торцу сердечника и катушки, и блок обработки сигналов, выдаваемых датчиками, торец каждого ролика, расположенный оппозитно торцу сердечника и катушки датчика, содержат позиционирующую маркировку, определяющую положение полюсного башмака каждого ролика.

Сравнение с прототипом показывает, что заявляемая роликовая проводка с устройством для контроля вращения роликов отличается тем, что торец каждого ролика, расположенный оппозитно торцу сердечника и катушки датчика, содержат позиционирующую маркировку, определяющую положение полюсного башмака каждого ролика. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Сравнение с другими техническими решениями в данной области не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа. Следовательно, заявляемое техническое решение имеет изобретательский уровень.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 и 2 схематично изображена заявляемая проводка, соответственно вид сбоку и сверху.

Роликовая проводка с устройством для контроля вращения роликов содержит полый корпус 1 с 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 из ферромагнитного материала. На торец ролика оппозитно торцу сердечника и катушки нанесена позиционирующая маркировка 9, определяющая положение полюсного башмака 8 каждого ролика. Таким образом, полюсный башмак 8 расположен в месте позиционирующей маркировки 9. 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 от торца соответствующего ролика, не превышающем диаметра сердечника 7, что обеспечивает требуемую амплитуду импульса, индуцируемого в катушке.

Наличие на торце ролика позиционирующей маркировки 9, расположенной оппозитно торцу сердечника и катушки и определяющей положение полюсного башмака 8 каждого ролика, предупреждает снижение эффективности использования роликовой проводки с устройством для контроля вращения роликов в процессе ее длительной эксплуатации.

Датчики вращения 4 роликовой проводки являются первичным элементом устройства (системы) для контроля вращения роликов, включающей наряду с этим элементом усилители, блок обработки сигналов каждого датчика вращения, средства управления проволочным станом, каналы связи.

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 корпусе 1 проводки на торцевую поверхность роликов 3, располагаемых впоследствии 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. Полюсный башмак 8 наносят на торец каждого ролика строго в месте расположения позиционирующей маркировки 9, определяющей положение полюсного башмака каждого ролика. 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.

Наличие на торце ролика позиционирующей маркировки 9, определяющей положение полюсного башмака 8, предупреждает снижение эффективности использования роликовой проводки с устройством для контроля вращения роликов в процессе ее длительной эксплуатации. Это обусловлено следующим. При длительной эксплуатации проводки в линии стана происходит ослабление магнитного поля, создаваемого полюсным башмаком вследствие диссипации энергии магнитного поля. При этом снижается амплитуда импульсов, индуцируемых в катушке датчика, достигая некоторой пороговой величины, при которой блок обработки сигналов датчиков работает нестабильно. Это требует повторного нанесения полюсного башмака. При отсутствии позиционирующей маркировки 9 месторасположение повторно наносимого полюсного башмака не совпадает с первоначальным его месторасположением. При использовании в процессе прокатки такой проводки в блок обработки сигналов, выдаваемых датчиками, поступает неадекватная информация о частоте вращения ее роликов. Это обусловлено тем, что магнитное поле первоначально нанесенного полюсного башмака еще достаточно для генерирования импульсов в датчиках проводки. Наличие двух или нескольких (при неоднократном нанесении) полюсных башмаков на торцевой поверхности ролика существенно дестабилизирует работу системы контроля вращения роликов вследствие "шумового эффекта", создаваемого несколькими полюсными башмаками. Это приводит к тому, что в блок обработки сигналов, выдаваемых датчиками, поступает неадекватная информация о работе роликов (частоте их вращения).

Позиционирующая маркировка определяет месторасположение повторно наносимого полюсного башмака на ролике проводки, что предупреждает образование "шумового эффекта", создаваемого несколькими полюсными башмаками, и способствует повышению эффективности использования роликовой проводки с устройством для контроля вращения роликов в процессе ее длительной эксплуатации.

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 таким 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 катушках датчиков вращения, уменьшается и на выходе компаратора отсутствуют импульсы. В этом случае с соответствующего канала блока обработки информации на развязывающую оптронную ячейку, управляющую станом ЭВМ, не поступает управляющее напряжение, что сигнализирует об остановке или уменьшенной частоте вращения роликов.

Застревания металла в проводке в момент прохождения раската по ней еще не происходит, так как 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 и, тем самым, к аварии на стане.

Уменьшение амплитуды импульсов, индуцируемых в катушках датчиков вращения, возможно также при ослаблении магнитного поля, создаваемого полюсным башмаком, что требует его повторного нанесения.

Если он будет нанесен в месте позиционирующей маркировки, определяющей месторасположение повторно наносимого полюсного башмака на ролике проводки, то это обеспечит восстановление требуемой амплитуды импульсов, индуцируемых в катушках датчиков вращения. Нанесение полюсного башмака в любом другом месте торца ролика создаст "шумовой эффект". В этом случае при уменьшении скорости вращения какого-либо ролика в процессе работы стана, например, в связи с наваркой рабочей поверхности ролика или выходом из строя подшипниковых опор амплитуда импульсов, генерируемых датчиками от вновь нанесенного полюсного, будет соответствовать заданной. Вместе с тем ранее нанесенный полюсный башмак также будет генерировать импульсы, что создает фон, дестабилизирующий работу блока обработки сигналов датчиков. Причем положение усугубляется при увеличении количества полюсных башмаков, наносимых на торцы роликов не в местах, определяющих их расположение - позиционирующей маркировки. Нанесение полюсного башмака на ролике проводки в месте, определяемом позиционирующей маркировкой, предупреждает это явление и обеспечивает генерирование сигналов требуемой амплитуды только от одного полюсного башмака.

Таким образом, использование предлагаемого технического решения повышает эффективность использования роликовой проводки с устройством для контроля вращения роликов в процессе ее длительной эксплуатации.

Заявляемая роликовая проводка с устройством для контроля вращения роликов была опробована в условиях непрерывного проволочного стана 150 Белорусского метзавода, оснащенном 10-клетьевым блоком чистовых клетей, где визуальный контроль вращения роликов направляющих качения при скоростях прокатки, составляющих 80-110 м/с, невозможен. При ее использовании был обеспечен надежный автоматический контроль вращения роликов направляющих качения (роликовых проводок) проволочной линии стана в процессе работы стана. Наличие на торце ролика позиционирующей маркировки, определяющей положение полюсного башмака, предупредило создание фона, дестабилизирующего работу блока обработки сигналов датчиков, и обеспечило генерирование сигналов требуемой амплитуды только от одного полюсного башмака.

Таким образом, использование предлагаемого технического решения обеспечивает решение поставленной технической задачи - повышает эффективность использования роликовой проводки с устройством для контроля вращения роликов в процессе ее длительной эксплуатации.

Источники информации
1. Патент 827, Республика Беларусь, МПК⁵ В 21 В 39/16, 1991.

2. Патент 1892, Республика Беларусь, МПК⁶ В 21 В 39/16, В 21 В 38/00, 1994 - прототип.

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к конструкциям роликовых проводок с устройствами для контроля вращения роликов, и может быть использовано на сортовых и проволочных станах с блоками чистовых клетей. Сущность: в роликовой проводке с устройством для контроля вращения роликов, преимущественно блока клетей проволочного стана, содержащей 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 и средства автоматического контроля вращения роликов, включающие датчики вращения роликов, фиксированных в общей перемычке, установленной на корпусе, каждый из которых выполнен в виде индуктивной катушки с сердечником из ферромагнитного материала, два полюсных башмака, по одному на каждый ролик, расположенных на торце ролика оппозитно торцу сердечника и катушки, и блок обработки сигналов, выдаваемых датчиками, торец каждого ролика, расположенный оппозитно торцу сердечника и катушки датчика, содержит позиционирующую маркировку, определяющую положение полюсного башмака каждого ролика. Изобретение обеспечивает повышение эффективности роликовой проводки. 2 ил.

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 в выходной части корпуса и средства автоматического контроля вращения роликов, включающие датчики вращения роликов, фиксированных в общей перемычке, установленной на корпусе, каждый из которых выполнен в виде индуктивной катушки с сердечником из ферромагнитного материала, два полюсных башмака, по одному на каждый ролик, расположенных на торце ролика оппозитно торцу сердечника и катушки, и блок обработки сигналов, выдаваемых датчиками, отличающаяся тем, что торец каждого ролика, расположенный оппозитно торцу сердечника и катушки датчика, содержит позиционирующую маркировку, определяющую положение полюсного башмака каждого ролика.