Устройство установки шпинделя прокатного стана в заданное положение Советский патент 1985 года по МПК B23Q5/12 B21B31/00 

1 Изобретение относится к металлургни, а именно к измерению углового , положения шпинделей прокатного стана для автоматизации процессов за1валки валков в клеть при перевалке. При завалке валков в клеть хвостовик валка должен войти в прорезь головки шпинделя, сочлененного другим концом с прокатным электродвигателем. Для облегчения процесса завалки валков прорезь головки шпинделя должна быть ориентирована с большой точностью относительно хвостовика валка, предварительно установленног в заданое положение на специальной тележке (механизме перевалки валков По основному авт.св. № 1076251 известно устройство установки шпинделя прокатного стана в заданное по .рожение, содержащее систему автоматического регулирования частоты вра iпения, регулятор положения якоря прокатного электродвигателя, в зоне коллектора которого установлены три пары осветителей и светоприемников, оптические оси которых расположены под острым углом к оси вала электродвигателя, .сельсин, сочлененный с валом электродвигателя, фазовьгй дискриминатор промежуточный усилитель, потенциометры, реле времени и блокировочные вибрационный линеаризатор, представ ляющий собой трехкатушечное трехпозиционное поляризованное реле, задатчик толчковой работы электродвигателя и источник пилообразного напряжения причем выход сельсина соединен с входом фазового дискриминатора, выход которого через контакты реле времени и блокировочные элементы соединен с выходом задатчика толчковой работы электродвигателя, а к третьему входу - выход промежуточного усилителя, вход которого со единен с переключающим контактом ре ле вибрационного линеаризатора, 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 l. Недостатком известного устройств является то, что после окончания режима толчковой работы шпиндель мо .жет остановиться в положении, отли552чаю11емся от заданного примерно на 180 , т.е. вне зоны засветки светоприемников. В этом случае, несмотря на наличие сигнальных средств, фиксирующих указанное несоответствие положения шпинделя заданному, необходимо вручную осуществить повторный запуск схемы. Пель изобретения - повьш ение надежности установки шпинделя в заданное положение. Цель достигается тем, что в ройство введены сочлененный с валом сельсина ферромагнитный лепесток, бесконтактный путевой выключатель и реле, причем ферромагнитный лепесток установлен с возможностью вхождения в воздушньш зазор выключателя в положении ротора сельсина, соответствую1чем нахождению выреза в якоре электродвигателя около зон засветки светоприемников, а выход выключателя подсоединен к катушке реле, нормально замкнутый контакт которого включен параллельно контакту реле времени в цепи вывода задатчика толчковой работы, а нормально разомкнутые контакты включены последовательно с контактами реле времени в цепи между выходом фазового дискриминатора и одним из регулятора положения, а также последовательно с другим контактом реле времени в цепи катущек выходных реле крайних светоприемников. На фиг.1 и 2 представлено сочленение электродвигателя с прокатными валками; на фиг.З - характеристика фазового дискриминатора; на фиг.4 элементная схема устройства для установки шпинделя прокатного стана в заданное положение. Сочленение электродвигателя с прокатными валками содержит (фиг.1) прокатный электродвигатель 1, шпиндель 2, прокатный валок 3, хвостовик 4, прорезь 5 головки шпинделя 2, коллектор 6 якоря 7 электродвигателя 1. Кроме того, показаны (фиг.2) коллекторные пластины 8, межламельнйе изоляции 9, торцовый вырез 10, осветитель 11, направление световых лучей 12 к светоприемнику 13, осветитель 14, светоприемник 15, осветитель 16 и светоприемник 17. Для некоторых прокатных электродвигателей, имекяцих, например, уравнительные соединения, укладьшаемые с внершей торцовой стороны коллектора на специальном опорном кольце, диаметр которого соизмерим с диаметром коллектора, торцовый вырез 10 констр.уктивно предпочтительнее выполнить на опорном кольце. Устройство т.акже содержит сель син 18, фазовый дискриминатор 19, блок 20 реле и выход 21 фазового дис криминатора . . На фиг.З представлена характеристика фазового дискримина- ора 19 и различные .области работы светоприемникоВ 13, 15 и 17 при засветке осветителями 11, 14 и 16 при нахождении на пути,световых лучей 12 торцового выреза 10 в одной из коллекторных пластин коллектора 6 электродвигате ля 1 при вращении его якоря 7 (или выреза в опорном кольце уравнитель ных соединений). На фиг.4 представлена элементная схема устройства для установки шпинделя прокатного стана в заданное положение, содержащего вибра- .ционный лйнеаризатор 22, представляю щий собой трехпозиционное трехкатушечное 23-25 поляризов нное реле с контактами 26, коммутирующими цепь потенциометра 27, Величины н пряжения на катутках 24 и 25 регулируются потенциометрами 28 и 29, вклю- ; ценными последовательно с резистораг ми 30. и 31 соответственно. Катушка 24 подключена к цепи-, состоя1чей из потенциометра 28, резистора 30 и нормально открытых контактов реле 32 и 33, образующих реве сивный контур на потенциометре 28 и рпределяю1чих полярность напряжения на катушке 24 в зависимости .от нат правления вращения якоря (к заданному положению) . Катушка 25 подключена к цепи, состоящей из потенциометра 29, рези.с тора 31 и нормально закрытых контактов репе 32 и 33, образующих реверсивный контур на потенциометре 29. и определяющих полярность вращения якоря электродвигателя в режиме сканирования от заданного положения в ту .сторону, откуда предшествует подход якоря к этому положению. Перекидной контакт 26 указанного трехкатувшчного реле линеаризатора 22 я средняя точка потенциометра 27 подключены к входу Промежуточного усили теля 34, Устройство содержит также двухг штифтовый пост 35, блокировочное реле 36, реле 37 времени, реле 38 минимальног.о напряжения на выходе фазового дискриминатора 19, Сигнальные лампы 39-41 служат для наблюдения за работой устройства, сигнализации о возможных неисправностях и запрета в этих случаях завалки валков в клеть, Устройство содержит также регулятор 42 положения, выход которого соединен с входом 43 регулятора частоты вращения (не показан) прокатного электродвигателя. Кроме того, устройство дополнительно содержит также сочлененный с валом сельсина 18 фер ромагнитный лепесток 44, бесконтактный путевой выключатель 45 (по типу КВД, БВК и т,д,) и реле 46, катушка которого подключена к выходу выключателя, Устройство работает следуннцим образом, : При нажатии штифта 1 кнопочного. пос;та 35 вкл1очается и самоблокирует- ся реле 36 и начинается отсчет вьгдержки времени (на разг« асанйе} реле 37, В течение этого времени на вход d регулятора 42 положения электродвигателя 1 подается сигнал на кратковременное вращение его с пониженной скоростью в определенном направл|ении, т,е, осуществляется кратковременный «лчковый р&кцм работы электродвигателя. Если по истечении вьщержки времени реле 37 ротор сельсина 18 находится в положении, соответствующем нахождению выреза в якоре электродвигателя в окрестности эон эасветкя светоприемников 15-17, при котйрых лепесток 44 располагается в воздуш ном зазоре вык.точатёля 45, то включается реле 46, Зона срабатывания реле 46, определяемая шириной лепестка 44, эходящего в прорезь выключателя 45, огра ничена прямьв и TS (фиг,3). При этом контакты реле 37 времени и реле 46 отк.пючают вход а регулятора 42 положения от напряжения толчковой работы и подключают к входу Ъ . этого регулятора выход 21 фазового дискриминатора 19, т,е, сельсинную схему самоустановки якоря 7 электродвигатеяя 1 и шпинделя 2 в заданное положение, 1

При достижении якорем положения, оответствующего точкам m или п арактеристики (фиг..3), т.е. в заисимости от направления вращения лектролвигателя 1 в заданное полоение (по или против часовой стрели) , через вырез в коллекторе 6 засвечивается светоприемник 15 (или 17), одноименный контакт которого включает самоблокирующееся реле 32 (или 33), Это реле отключает выход азового дискриминатора 19 от входа Ъ регулятора 42 положения и включает вибрационный линеаризатор 22, т.е. его катушку 23, питающуюся от источника (не показан) пилообразного напряжения, и катушку 24, создающую разбаланс времени замкнутого состояния контактов 26 реле линеаризатора 22 и разбаланс токов его нагрузки.

При этом на выходе линеаризатора 22, а также на входе промежуточното усилителя 34, на входе с регулятора 42 положения и на его выходе 43 регулятора частоты вращения появляется сигнал, обеспечивающий вращение электродвигателя в режиме вибрационной линеаризации и направлении заданного положения.

При достижении якорем электродвигателя заданного положения через вьфез 10 в коллекторе 6 засвечивается светоприемник 13 вследствие.чего через одноименный контакт светоприемника и нормально закрытый контакт реле 33 (или 32) включается катушка 25 линеаризатора 22.

Намагничивающие катушек 24 и 25 направлены встречно, причем величина намагничивающей силы катушки 25 больше, например, в 2 раза токовой катушки 24, вследствие чего происходит изменение полярности выходного напряжения линеаризатора 22. Вследствие этого происходит изменение полярности напряжения вибрационной линеаризации,.поступающей на вход промежуточного усилителя 34 с выхода потенциометра 27 и вибрирующего переключающего контакта 26 линеаризатора 22. При этом изменяется полярность на входе с регулятора 42 положения и на входе 43 регулятора частоты вращения, и электродвигатель 1 реверсируется в режиме вибрационной линеаризации вплоть до потери засветки светоприемником 13, , после чего электродвигатель снова

реверсируется в сторону заданного положения, поскольку катутка 25 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 Q на фиг.3) определяются направлением вращения якоря электродвигателя при его к заданному положению. В связи с этим заданная точность установки шпинделя (в градусах) должна превьпчать двухкратную ширину зоны сканирования /ot(P-fa)/.

В режиме сканирования контактом светоприемника 13 включается также в вибрационном режиме сигнальный прибор (лампа) 40, по срабатыванию которого судят о возможности осуществления завалки валков в клеть.

.Если в процессе вращения якоря 7 к заданному положенное, после срабатывания одного из крайних светоприемников, например,. 15, не срабатывает центральный светоприемник 13, обеспечивающий реж1гм сканирования, то, пройдя в режиме вибрационной линеаризации через данное положение, якорь 7 продолжает вращаться в том |Же направлении вплоть до засветки другого крайнего светоприемника 17.

При этом электродвигатель автоматически останавливается, т.е. включаются и самоблокируются реле 32 и 33, и катушка 24 линеаризатора 22 оказьшается подключенной к эквипотенциальным точкам, образованным плечами потенциометра 28 и контактами указанных реле 32 и 33, а катушка 23 отключается нормально закрытыми контактами этих реле.

Об этих неисправностях сигнализирует также лампа 41, параллельно которой может быть включено реле, (не показано), контакты которого запрещают перемещение тележки с валками 3 в направлении завалки в клеть.

После устранения неисправности дл повторного запуска устройства необходимо поочередно нажать штифты II и I кнопочного поста 35.

Если не исправны крайние светоприемники 15 или 17 и не срабатывают реле 32 и 33, то после прохода якорем двигателя в режиме сельсин(фиг.З) к заданному положению отклю чается реле 38 минимального напряже ния, подключенное к выходу фазового дискриминатора 19, вследствие чего включается сигнальный аппарат (лампа) 39, параллельнокоторому может быть включено реле (не показано), контакты которого также запрещают п ремещение тележки с валками 3 в направлении завалки в клеть. Известная схема устройства работает таким образом, что, есдги, после окончания толчкового режима рабо ты электродвигателя и включения сел синной схемы самоустановки якопь 7 электродвигателя 1 останавливается вблизи положения, отличающегося от заданного примерно на 180 (зоны F и G на кривой А. фиг.2), т.е. вне зоны засветки светоприемников 15, 13 и 17, то в этом случае срабатыва ет сигнальный аппарат (лампа) 39, информирующий о неисправностях. В этом случае в известном устройстве необходимо осуществить повторный запуск схемы посредством поочередно го нажатия штифтов II и I кнопочног поста 35. В предлагаемом устройстве остановка шпинделя после отработки толч кового режима .в положении, отличающемся от заданного примерно на 180° т.е. в зонах F и С , исключается Если после окончания толчкового режима, т..е. после отключения реле 37 времени, ротор сельсина 18 находится в положениях, соответствующих зонам F или G, то лепесток 44 не входит в прорезь (воздушный зазор) выключателя 45, вследствие чег реле 46 не включается. При этом, несмотря на отключение реле 37 времени, вход « регулятора 42 положения не отключается от напря жения толчковой работы, поскольку это напряжение остается приложенным к входу « регулятора 42 через нормально замкнутый контакт реле 46, которое включается лишь после вхождения лепестка 44 в прорезь выключателя 45. 55 .8 Это означает нахождение ротора сельсина 18 в положении, соответствующем нахождению выреза в якоре электродвигателя в окрестности зон Засветки светоприемников 13 и 15, т.е. в зоне действия вибрационной линеаризации и сканирования якоря. В предлагаемом устройстве толчковый режим также необходим как для зарядки схемы, отсчета вьщержки вре- мени, 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 могут оказаться между точками тип (фиг.2), однако без предварительной засветки светоприемников 15 и 17 и без самоблокировки реле 32 и 33. В связи с этим также возникает необходимость изменить положение якоря 7 электродвигателя 1 посредством его кратковременного включения, т.е. осуществить тот же толчковьй режим. . При этом ложное срабатывание и самоблокирование 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 и нормально разомкнутым контактом реле 46, которые подготавливают цепи реле 32 или 33 для их включения лишь после вхождения лег пестка 44 в прорезь выключателя 45, сельсинной отработки положения и засветки указанных светоприемников при переходе в режий -вибрационной линеаризации и механического сканирования якоря электродвигателя. После завадКи валков схема устройства может быть отключена как вручную :нажатием штифта II кнопочного поста 35), так и автоматически, с помощью контакта (не показан) путевого выключателя, установленного на механизме перевалки валков. Устройство повьш1ает точность обработки заданного положения и сокращает продолжительность завалки валков.

12

1159755 16 f{ }}fZ

УСТРОЙСТВО УСТАНОВКИ ШПИНДЕЛЯ ПРОКАТНОГО СТАНА В ЗАДАННОЕ ПОЛОЖЕНИЕ по авт. св. I 1076251, отличающееся тем, что, с целью повьшюния надежности установки птинделя в заданное положение, в него введены сочлененньй с валом сельсина ферромагнитный лепесток, бесконтактный путевой выключатель и реле, причем ферромагнитный лепесток установлен с возможностью вхождения в воздушный зазор выключателя в положении ротора сельсина, соответствующем нахождению вьфеза в якоре электродвигателя около зон засветки светоприемников, а выход выключателя подсоединен к реле, нррмально замкнутный контакткоторого включен пара1шельно контакту реле времени в , цепи выхода задатчика толчковой работы, а нормально разомкнутые контак,ты включены последовательно с контактами реле времени в цепи между выходом фазового дискриминатора и одним из входов регулятора положения, а также последовательно с другим контактом реле времени в цепи каСП тушек выходных реле крайних свётопри с емников., /7 /2 4 е. / 6