Устройство для определения натяжения полосы в вертикальных башенных печах Советский патент 1983 года по МПК B21B38/06 

f

1

М

а:

СП

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может, бнтъ использовано при производстве жестяного проката в металлургии

Известно устройство, содержащее ролики, преобразователь частоты, частотомер, блок обратной связи и возбудитель колебаний. Полоса расположена между возбудителем колебаний и преобразователем частоты который .подключен к входу частотомера и вход блока обратной связи, выход которого соединен с входом возбудителя колебаний. Под действием возбудителя колебаний возникают поперечныеколебания натянутой полосы, частота кото рых преобразуется в электрический сигнал, и после его усиления через цепь положительнйй обратной связи подается на возбудитель. Частота колебаний полосы, которая фиксируется частотомером, пропорциональна натяжению полосы Cl .

Недостаток устройства - погреш ность измерения, возника.ющая в переходных процессах при изменении жесткости полосы, и ее скорости,а также вследствие отсутствия компенсации возмущающих воздействий, вызванных циклическим изменением скорости полосы за счет биений роликов. , .

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения натяжения полосы, содержащее измеритель собственных колебаний полосы, преобразователь, датчик скорое ти полосы, квадратичный преобразователь, задатчик, сумматор. Измеритель колебаний полосы соединен через преобразователь 5 одним входом сумматора, второй вход которого соединен с задатчиком, а третий через квадратический преобразователь соединен с выходом датчика скорости полосы. При движении полосы вознии ают поперечные колебания, вызванные неравномерностью скорости полосы, которые измеряются и преобразуются в величину удельного натяжения. Посредством датчика скорости прокатки и квадратичного преобразователя определяют составляющую удельного натяжения, зависящую от скорости движения полосы. Полученные величины подаются на Сумматор, где суммируются с заданным значением удельного натяжения, зависящим.от жесткости полосы 2.

Недостатком известного устройства является то, что оно обладает погрешностью измерения, возникающей в переходных процессах при изменении жесткости полосы и ее скорости, а также за счет циклических изменений скорости полосы, вызванных биением роликов.

Цель изобретения - повыление точности определения натяжения полосы.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для определения натяжения полосы на вертикальных башенных печах, содержащее измерител колебаний, преобразователь, датчик скорости полосы, квадратичный преобра.зователь, задатчик удельного натяжения полосы и сумматор, первый вход которого соединен с выходом задатчика, второй вход-с выходом квадратичного преобразователя, вход которого соединен с выходом датчика скорости полосы, третий вход сумматора соединен с выходом преобразователя, дополнительно введены усилитель и фильтр, причем вход фильтра соединен с выходом измерителя частоты, управляемый вход фильтра соединен также с выходом датчика скорости полосы, выход фильтра соединен с входо преббразователя частоты и входом усилителя, выход последнего подсоединен к возбудителю колебания.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства..

Устройство содержит полосу 1, помещенную между транспортными роликами 2, возбудитель 3 колебаний, измеритель 4 частоты, фильтр 5, уси литель 6, преобразователь 7 частоты, датчик 8 скорости полосы, квадратичный преобразователь 9, задатчик 10 и сумматор 11.

Устройство работает следующим образом.

Задатчиком 10 устанавливается величина удельного натяжения полосы которая определяет жесткость полосы и рассчитывается по формуле

. ж ж

где k. - коэффициент жесткости, который зависит от модуля упругости материала и длины контролируемого участка,

Ъ - толщина полосы; На второй вход сумматора 11 подается сигнал с выхода квадратичного преобразователя 9, который соединен с выходом датчика 8 скорости. Этот сигнал определяет составляющую удельного натяжения, зависящую от инерционных сил

где V - скорость полосы;

р - погонный вес полосы. Частота колебания полосы измеряется с по.мощью измерителя 4, в качестве которого может быть использован фотоэлектрический датчик. Выходной сигнал измерителя 4 частоты содержит чак частоты собственных колебаний полосы, так и возмущающих колебаний, которые определяются в основном частотой вращения транспортных роликов 2, а их амплитуда зависит от биения этих роликов. Частот возмущающих колебаний зависит от скорости прокатки. Поэтому в устройстве применен заградительный фильтр 5, исключающий частоты возмущающих воздействий, и таким образом, на выходе фильтра отсутствует частота, определяемая биением роликов 2. После усиления на усилителе б, образующем полоз сительную обратную связь, сигнал подается на возбудитель 3 колебаний представляющий собой воздушные сопла которые управляются усилителем 6. При этом амплитуда собственных колебаний усиливается, так как введение положительной обратной связи создает эффект автогенерации, при котором частота собственных колебаний полосы совпадает с частотой вынужденных колебаний, создаваемых возбудителей 3 колебаний. Амплитуда собственных колебаний возрастает, что по вышает точность oпpei eлeния частоты с помощью измерителя 4. Частота эти колебаний в преобразователе 7 преобразуется в величину удельного натяжения, которая определяется выражением Д6 К,2, где К-) - коэффициент пропорциональности, определяемый длиной измеряемого участка и погонным весом полосы; f - частота собственных колебаний . Таким образом, на выходе сугФ1атора 11 формируется сигнал, пропорциональный удельному натяжению полосы, движущейся в вертикальной печи. Введение фильтра в предлагаемое устройство, обеспечивающего подавление частот, вызванных биением транспортных роликов, позволяет исключить вызванную погреиность измерения при изменении частоты вращения роликов. Использование устройства в системах автоматического регулирования натяжения пблосы позволит исключить аварийные ситуации, вызванные порывом полосы, а также повысить выход годного металла по ширине за счет повьшения точности работы системы в 1,5-2 раза по сравнению с известной системой.

. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПОЛОСЫ НА ВЕРТИКАЛЬНЫХБАШЕННЫХ ПЕЧАХ, содержащее измеритель колебаний, преобразователь частоты, датчик скорости полосы, квадратичный преобразователь, задатчик удельного натяжения полосы и сумматор, первый вход которого соединен с выходом задатчика, второй вход с выходом квадратичного преобразовав теля, вход которого соединен с выходом датчика скорости полосы, третий вход сумматорасоединен с выходом преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения натяжения полосы, в него введены усилитель и фильтр, причем вход фильтра соединен с выходом измерителя частоты,управляемый вход фильтра соединен с выходом датчика скорости полосы, выход фильтра соединен с входом преоб- . разователя частоты и входом усили(Л ,теля, выход последнего подсоединен к возбудителю колебаний.