Устройство установки шпинделя прокатного стана в заданное положение Советский патент 1984 года по МПК B23Q5/12 B21B31/00 

Изобретение огноснтся к металлургиик измерению углового положения шпинделей прокатного стана для авгоматизации процессов завалки валков в клеть йри перевалке.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для останова станка в заданном угловом положении, содержащее скст&лу автоматического регулирования частоты вращения, регулятор положения якоря прокатного электродвигателя, в зоне коллектора которого установлены три пары осветителей и светоприемников , спгические оси которых расположены под острым углом к оси вала электродвигателя, сельсин, сочлененный с валом двигатапя, фазовый дискриминатор, промежуточный усилитель, потенциометры и реле времени и блокировочные 1.

Однако известное устройство не позво ляет осуществлять контроль перехода шпинделя за заданное положение и подход к заданному положению осуществляется в непрерывном режиме, что не обеспеч вает необходимой точности, требующей при установке щпинделя про.. катного стана для завалки валков в клет

Цель изобретения - повьпиение точности отработки заданного положешш.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве установки шпишделя npoitaTHoro стана в задакгое положение, содержа;дее систему аегомагического регулирования частоты вращения,рег5шято Положения якоря прокатного электродвигателя, в зоне Коллектора которого установлены три пары осветителей и светоприемников, оси которых расположены под острым углом к оси вала электродвигателя, сельсин, сочлененный с валом электродвигателя, фазовый дисгфиминагор, промежуточный усили™ тель, потенциометры, реле времени и блокировочные реле дополнительно содержит вибрационтЕ- й линеаризатор, представляющий собой трехкатушечное трехпозиционное поляризованное реле, задар хик толчковой работы электродвухгателяи источник пилообразного напряжения, причем выход сельсина соединен с входом фазового дискриминатора, выход которого через контакты реле времени и блокировочных реле соединен с одним из входов регулятора положения, другой вход кото{5ого череэ контакты реле времени и блокировочшле реле соединен с выходом задатчика толчковой работы электродвигателя, а к третьему входу ВЫХОД промежуточного усилителя, вход которого соединен с переключающим кон тактом реле вибрационного линеаризато-ра, одна из катушек которого соединена с источником пилообразного напряжения, а две другие катушки соединены встречно и с двумя потенциометрами через контакты реле двух крайних светоприемников.

На фиг. 1 и 2 представлены сочленеQ НИИ электродвигатепя с прокатными валками| на фиг. 3 - характеристика фазового дискриминатора; на фиг. 4 - элементная схема устройства для установки шпинделя прокатного стана в заданное положение;

Устройство содержит прокатный электродвигатель 1, шпиндапь 2, прокатный валок 3, хвостовик 4, прорезь 5 ГОПОБки шпинделя 2, коллектор 6 якоря 7 электродвигатепя 1. На фиг. 2 показаны коллекторные пластины 8, межламельные изоляции 9, торцорой вырез 1О, осветители 11, направление световых лучей 12 к светоприемнику 13, пары 1415 и 16-17 осветитель-светоприемник, сельсин 18, фазоИ11Й дискриминатор 19 .и блок 20 реле„ выход 21 фазового дискриминатора.

На фиг. 3 представлена характеристика фазового дискриминатора 19 и различные области работы светаприемн :кой 13,15 и 17 ЩЛ1 засветке освеглгелямн 11, 14 и 16 при нахождении на пути .вых лучей 12 торцового выреза 10 в одной из коллекторных пластин коллекго ра 6 электродвигателя 1 при вращении его якоря 7. Элементная схема устройства для установки шпинделя прокатного стана в задантгое положение содержиг вибрационный линеаризатор 22, представляющий собой грехиозиционное трехкагушечное (23-25) поляризованное реле с контактами 26, коммутирующими цель потенциометра 27; Величины напряжения на катушках 24 и 25 регулируются потенциометрами 28 к 29, вкпзоче шыми Еоследователыго с резисторами ЗО и 31 соответственно.

Катушка 24 подключена к цепи, тоящей из потенциометра 28, резистора 30 и нормально открытых контактрь реле 32 и 33 образующих реверсивныйконтур на потенциометре 28 и опредгз- ляюших полярность нвиряжения на кетуш5 ке 24, в зависимости от направления вращения якоря (к заданному положению). Катушка 25 подюпочена к цепи, состоящей ИЗ потенциометра 29 резигора 31 и HopvjanbHo закрытых конакгов реле 32 и 33, образующих реерсивный контор на погендиомегре 29 определяющих полярность вращения коря электродвигагепя в режиме скани- s рования, от заданного положения в ту торону, откуда предшествовал подход коря к этому положению. Перекидной контакт 26 вышеуказанного трёаскатуше ного репе линеаризатора 22 и средняя 10 точка потенциометра 27 подключены к входу промежуточного усилителя 34. Устройство содержит также двухшифтовый ост 35, блокировочное реле 36, реле 37 времени, реле 38 минимального/ 15 напряжения на выходе фазового дискри- минатора 19. Скгнахшные лампы 39-41 для наблюдения за работой устройства, сигнализации о возможных его неисправностях к запрета в этих случаях завалки 20 валков в клеть. Устройство содержит также регулятор 42 положения, выход которого соединен с ЕКОДОМ 43 регулятора частоты вращения (не показан) прокатного электродвигателя. 25

Устройство работает следующим образом.

При штифта 1 кнопочного поста 35 включается и самоблокируется репе 36 и начинается отсчет выдерж- ЗО ки времени (-на размыкание) реле 37. В гечещхе этого времени на вход о регулятора 42 положения электродвигателя 1 подается сигнал на кратковременное вращение его с пош женной скоростью j в определенном направлении, т.е. осуще ствляется кратковременный толчковый режим работы электродвигателя.

По истечении выдержки вретлени реле 37, одноименный контакт этого40

реле отключает вход а регулятора 42 положения от напряжения толчковой работы и подключает к входу В этого perjiTia гора выход 21 фазовогогдискри- , мшштора 19, т.е. сельсинную схему45

самоустаноБления якоря 7 электррдвигагеля 1 и шпинделя 2 в заданное положение.

При достижении я ко рем7 положения, соответствующего точкам m или п харак- 50 теристики (фиг. 3) т.е. в зависимости от направления вращения электродвигателя 1 в задашюе положение (по или прогав часовой стрелки), через вырез 10 в коллекторе 6 засвечивается- 55

светоприй ник 15 (или 17), одноимен-, ный контакт которого включает самоблокирующееся реле 32 (или 33). Это

реле отключает выход фазового дискриминатора 19 от входа в регулятора 42 попсжвния н включает вибрационный линеаризатор 22, т.е. его катущку 23, .питающуюся от не показанного на фй{уре источника пилообразного напряжения, и катушку 24, создающую разбаланс времеШ замкнутого состояния кой тактов 26 реле линеармзатора 22 и раэ баланс токов его jt roxaKH. ,

При этом на выходе линеаризатора 22 а также на входе прометсуточного уоилнлгеля 34, на входе fc регулятора 42 положения и на его выходе 43 регулятора частоты вращения появляется сигнал,обеспечивающий вращение электродвигателя в режиме вибрацио.нной линеаризашш в направлении заданного положения. При достижении якорем электродвигателя заданного положения через вырез Ю в коллекторе 6 засвечивается светоприемник 13, вследствие чего через одноименный контакт светоприемника и но{ ллально закрытый контакт реле 33 (или 32) включается 1итущка 25 линеаризатора 22. Намагничивающие силы катущек 24 и 25 направлены встречно, причем величина намагничивающей силы катушки 25, болыпе, например, в 2 раза таковой катушки 24, вследствие чего происходит изменение полярности выходгюго нтряжения линеаризатора 22. Вследствие этого происходит изменение полярности напряжения вибрационной линеаризации, поступающего на вход промежуточного силителя 34 с выхода потенциометра 27 и вибрирующего переключающего контакта 26 линеаризатора2 2. При этом изменяется полярность на -Входе е регулятора 42 положения «на его входе 43 регулятора частоты вращения и злектро, двигатель 1 реверсируется в режиме вибрационной линеаризации вплоть до пэтери засветки светоприемником 13, после чего электродвигатель снова реверсируетчзя в сторону заданного положения, поскольку катушка 2 5 линеаризатора 22 при затемненном светоприемнике 13 отключена.

Таким, образом, якорь электродвигателя 1 работает в режимах вибрационной линеаризации и сканирования относительно заданного положения, причем границы сканирования (зоны Р или И фиг. 2) определяется направлением вращения якоря электродвигателя при подходе его к заданному положению. В связи с этим зешанная точность устаноыси. ишинделя (в градусах) должна превышать двухкратную ширину зоны сканирования (о6 {Р-«-а)).В режим сканирования 1шнтактом свегсятриемника 13 вктпочается, гак же в вибрацион(Ном режиме, сигнальный прибор (лампа) ДО, по срабатыванию которого судят о возможности осушествления завалки валков в клеть. Если в процессе вращения якоря 7 к заданному положению после срабатывания одного из 1файних светоприемников, например, 15, не срабатьшает центральный светоприемник 13, обеспечивакяций режим сканирования, то пройдя в режиме вибрационной линеаризбшии через заданно положение, якорь 7 продолжает врашаться в том же направлении вплоть до засветш другого крайнего светоприемника 17. При STONf электродвигагель автоматически остановится, т.е. включены и самобпокированы оба реле (32 и 33) и катушка 24 линеаризатора 22 оказыва ется подключенной к экскпотешшальрым точкам, образованным плечами потенциометра 28 и контактами вьпиеуказанных реле 32 и 33, а катушка 23 отключается нормально закрытыми контактами этих реле. Об указанных неисправностях сигнали зирует также лампа 41 параллельно которой может быть включено не ное на фигуре реле, контакты которого запрещают перемещением телегкки с валками 3 в направлении завалки в клеть. После устранения указанной неисправности для повторного запуска устройства необходимо поочередно нажать штифты И и t кнопочного поста 35. Если не исправны крайние светоприем НИКИ 15 или 17 и не срабатывают реле 32 ши 33, то после прохода якорем двигателя, в режиме сельсинной самэустановки за точки m или п СФиг. 3) к заданному положению,отключается реле 38 минимального напряжения, подключен ное к выходу фазового дискриминатора 19, вследствие чего включаетчзя сигналь 1ный аппарат (лампа) 39, параллельно которому может быть включено не показанное на чертеже реле, контакты которого также запрещают перемещение тележки с валками 3 в 11аправлении завалки Ь клеть. Точно также, если после окончания голчкьвого режима работы электродвигателя и включения сельсинной схемы само установки якорь 7 электродвигате151« ля 1 остановился вблизи положения. отличающегося от заданного примерно на 180 (зоны F и G на кривой А фиг. 3), т.е. вне зоны засветки светоприемников 15, 13 и 17, то в этом случае срова срабагьпаает сигнальный аппарат (лампа) 3G, информирующий о неисправностях. В обоих последних случаях для повторного запуска схемы после устранения неисправностей также необходимо поочередт нп нажать штифты И и I кнопочного поста 35. Толчковый режим работы двигателя при нормальном запуске устройства или после устранения неисправностей необходим как для зарядки , отсчета выдержки времени, блокировок и т.д., так и в связи с тем, что при исключении такого режима и подаче только команды на самоустановку якоря в заданное положение после окончания прокатки и остановки электродвигателя 1, ротор сельсина 18 и якорь 7 оказываются как в зонах F и G так и между точками m и п (фиг. 3), однако без предварительной засветки светоприемников 15 и 17 без самоблокировки реле 32 или 33. В связи с этим также возникает необходимость изменить положение якоря 7 электродвигателя 1 посредством его кратковременного включения, т.е. осуществить тот же толчковый режим. При этом ложное срабатывание и само блокирование реле 32 и 33 при возможной засветке в толчковом режиме светоприемников 13, 15 и 17 исключается благодаря включению цепей катушек этих реле последовательно с нормально замкнутым контактом реле 37 времени, который подготавливает цепи реле 32 или 33 для их включения после отпускания якоря реле 37 т.е. после окончания режима толчковой работы, сельсинной обработки положения и засветки указанньи светоприемников при переходе в режим вибрационной линеаризации и механического сканирования якоря электродвигателя. После завалки валкой схема устройства может быть отключена 1йк вручную (нажатием штифта jj кнопочного поста 35), так и автоматически, с помошью не показанного на фигуре контакта путевого выключателя, установленного на механизме перевалки вачков. Предлагаемое устройство повьш1аег точность обработки заданного положения и сокращает продолжительность завалки валков.

12

IS 11

(Риг. 2

If 11 /«

-rso

УСТРОЙСТВО УСТАНОВКИ ШПИНДЕЛЯ ПРОКАТНОГО СТАНА В ЗАДАННОЕ ПОЛОЖЕНИЕ, содержащее систему автоматического регулирования частоты вращения, регулятор положения . якоря прокатного электродвигателя, в зоне коллектора которого установлены три Пары осветителей и светоприемников, оси которых расположены под острым углом к оси вала электродвигателя, сельсин, сочлененный с валом электродвигателя, фазовый дискриминатор, промежуточный усилитель, потенциометры, реле Bpoviemi и блокировочные реле, отличающееся тем, что, с цепью повьпиения точности обработки заданного положения, оно дополнительно содержит вибрационный линеаризатор, представляющий собой трехкатушечное трехпозиционное поляризованное реле, задатчик толчковой работы электродвигателя и источник пилообразного напряжения, причем выход сельсина соединен с входом фазового дискриминатора, выход нзгорого через контакты репе времени и блокировочных реле соединен- одним из вкодов регулятора положения, другой вход которого ерез, контакты реле времени и блокировочных реле соединен с выходом задатчика толчковой работы электродвигателя, а к третьему входу - выход промежуточного усилителя, вход которого со, единен с переключающим контактом реле вибрационного линеаризатора, одна из катушек которого соединена с источником пилообразного напряжения, а две другие катущки соединены; встречно и с двумя потенциометрами через ксттакты реле двух крайних светоприемников.