Устройство стабилизации межвалкового зазора на непрерывном прокатном стане Советский патент 1986 года по МПК B21B37/24 

Изобретение относится к листопрокатному производству, в частности к устройствам регулирования размеров проката, и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1107917.

Цель изобретения - повышение точности прокатываемых полос путем расширения диапазона регулирования меж- валковрго зазора.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства (направление прокатки полосы показано стрелкой)jна фиг. 2- вариант исполнения логической схемы; на фиг.З - структура блока па- MHTHJ на фиг,4 - структурнай схема фугжционального преобразователя.

Прокатьгаают полосу 1.

Устройство содержит гидроцилннд- ры 2, расположенные между опорами валков рассматриваемой клети, задат- чкк 3 давления жидкости в гидроцилиндрах, эдектрогидравлический пре- бразователь 4 давления, измеритель 5 толщины полосы, задатчик 6 толщины полосы, первый элемент 7 сравнения, датчики 8-12 наличия полосы соответственно в клетях а-д, логическую схему 13, первый блок 14 памяти, первый функциональный преобразователь 15 и второй элемент 16 сравнения. При этом первый и второй входы первого элемента 7 сравнения соединены соответственно с измерителем 5 толщины полосы ч задатчиКом 6 толщины полосы, выход первого элемента 7 сравнения соединен с первым входом электрогидравлического преобразова- те1ля 4, выход задатчика 3 давления соединен с вторым входом электрогидравлического преобразователя 4, выход которого соединен с гидроцилиндрами 2, выходы датчиков 8-12 наличия полосы в прокатных клетях соединены с Входами логической схемы 13, выход которой соединен с входом первого блока 14 памяти и первым входом 17 первого функционального преобразователя 15, первый выход блока 14 памяти соединен с вторым входом 18 первого функционального преобразователя 15, второй выход первого блока 1 памяти соединен с первым входом второго элемента 16 сравнения и

треть1й ВХОДОМ 19 первого функциональ-;s5 вого функционального преобразова- го преобразователя 15, второй вход теля 15, а его выход - с входом вто- второго элемента 16 сравнения соеди-- рого функционального преобразова- нен с третьим выходом первого блока теля 21.

5

5

I памяти, выход .второго элемента 16 сравнения соединен с четвертым входом 20 первого функционального преобразователя 15, выход первого функционального преобразователя 15 соединен с третьим входом электрогидравлического преобразователя 4, первьш блок 14 памяти имеет дополнительные входы, на которые поступает информация из системы регулирования натяжения (не показана) о заданном переднем натяжении Tjq полосы между кле- тяМи i и и измеряемом в процессе прокатки заднем натяжении полосы между клетями В и Г , Первый функ- циональньй преобразователь 15 имеет дополнительные входы, через которые перед началом прокатки партии полос в него вводят информацию о переда- 0 точных коэффициентах К, Кг и Кд где К - коэффициент, связывающий изменение давления жидкости Др в гид- роцилйндрах 2 клети 2 с изменением межвалкового зазора Д S в клети 2 и показывающий необходимое изменение dQ на единицу изменения йЗ; Кг кoэффициeнтi связьтающий изменение натяжения Тщ полосы между клетями 2 и с изменением межВалкового зазора д8 в клети 3 и показывающий величину изменения межвалкового зазора &S на единицу изменения натяжения Тгу , Kg - коэффициент, связывающий изменение натяжения , полосы между клетями и с изменением межвалкового зазора Д8 в клети g и показывающий величину изменения меж- валковОго зазора Д8 на единицу изменения Т|г 4

Дополнительно устройство содержит второй функциональный преобразователь 21, второй блок 22 памяти, третий 23 и четвертый 24 элементы сравнения и датчик 25 давления жидкости, 5 причем первый вход четвертого элемента 24 сравнения соединен с выходом датчика 25 давления жвдкости, вход которого соединен с гчдроцилинд- ром 2, второй вход четвертого элемента 24 сравнения соединён с Выходом второго блока 22 памяти, а его выход соединен с первым входом третьего элемента 23 сравнения, второй вход которого соединен с выходом пер0

5

0

0

312Ь8539

Логическая схема 13 (фиг.2) содержит источник 26 питающего напряжения, реле 27 переднего конца, реле 28-30 заднего конца с соответствующими контактами и контакты 31-36 соответственно 31 датчиков 8-12. До начала прокатки полосы нормально закрытые контакты 36, 31, 32 и 33 выходных реле датчиков 12, 8,9 и ТО наличия полосы в клетях а,а,( и Д замкнуты, а нормально открытые контакты 34 и 35 выходных реле датчиков 10 и 11 наличия полосы в клети 6 и S разомкнуты и катушки реле 27 и 28,

выходами блока 14 памятретьим

ти,

Функциональный преобразователь15 (фиг.4) содержит три пары решающих

5 усилителей и контакты 43-46 реле 27-30 логической схемы 13. Усилители работают в режиме умножения и каждый из них состоит из стандартного операционного усилителя универ 0 сальной блочной системы регулирования и внешних активных сопротивлений, образующих цепь обратной связи. На . вход 18 первой пары решающих усилителей подается сигнал Tt на вход 20

29, 30 логической схемы 13 обесто- 5второй пары - сигнал -ДТ/ и на вход

чены.i9 третьей - сигнал , ЗначеЗа время прокатки полосы логичес-ние заданных коэффициентов ff л j Ивг

кая схема 13 выдает шесть команд:и К определяется отношением активных

при входе переднего конца полосы всопротивлений

20

клеть D, при входе переднего конца полосы в клеть , при выходе заднего конца полосы из клети (2, при выходе заднего конца полосы из клети J, при выходе заднего конца полосы из клети О и при выходе заднего конца полосы из клети 2.

Блок 14 памяти (фиг.З) содержит три ячейки 37-39 памяти и контакты 40-42 реле 27-28 логической

осг г

Ь2

Коэффициенты, К, Kt и различны для различных типоразмеров полос сортамента стана. Изменение значений коэффициентов при переходе на прокатку полос другого типоразмера проводят изменением соответствукнцих

мы 13 соответственно. Каждая из яче- 30 названных отношений сопротивлений.

ек памяти представляет собой запоми- Выходной первой

нающий интегратор, выполненный на пары решающих усилителей при входе

стандартных элементах УБСР (например, переднего конца полосы в клеть Л чеблоки МБ и УПТ-4).

На вход первой ячейки 37 памяти 35

поступает сигнал натяжения Тг. При . входе переднего конца полосы в клеть

по команде реле 27 из логической

схемы 13 (первая команда логической

схемы 13) первая ячейка 37 памяти

фиксирует значение натяжения Тео в

зтот момент и запоминает его.

с

На вход второй 38 и третьей 39 ячеек памяти поступает сигнал натяжения Tgi При выходе заднего конца « такты 44 и 45 реле 29 и 30 поступа- полосы из клети а по команде реле 2В ет в электрогвдравлический преобра- йз логической схемы 13 (третья коман- зователь 4 давления. При выходе зад- да логической схемы 13) третья ячей- него конца полосы из клети ft. контакт ка 39 памяти фиксирует значение натяжения Tfo и запоминает его. При выходе заднего конца полосы из клети сГ по команде реле 29 из логической схемы 13 (четвертая команда логической схемы 13) вторая ячейка 38рез замкнутьш контакт 43 реле 27 логической схемы 13 поступает в элек- трогидравлический преобразователь 4 давления. При входе переднего конца полосы в клеть Q контакт 43 размыкается и сигнал на вход злектрогидрав- 40 -лического преобразователя 4 давления не подается. При выходе заднего конца полосы из клети oi.выходной

сигнал hfti А| бг второй решающих усилителей через замкнутые кон45 размыкается и сигнал на вход элек- 50 тропедраолического преобразователя 4 давления не подается. При выходе заднего конца полосы из клети 6 выходной сигнал Квг Ы третьей пары решающих усилителей через замкнутый

памяти фиксирует значение натяжения 55 контакт 46 поступает в электрогидTit в этот момент и запоминает его.

Выходы ячеек 37-39 памяти явля -«т- ся соответственно первым, вторым ir

равлический преобразователь 4 давления. При выходе заднего конца полосы из клети ъ контакт 46 размыкается и

выходами блока 14 памятретьим

ти,

Функциональный преобразователь15 (фиг.4) содержит три пары решающих

усилителей и контакты 43-46 реле 27-30 логической схемы 13. Усилители работают в режиме умножения и каждый из них состоит из стандартного операционного усилителя универсальной блочной системы регулирования и внешних активных сопротивлений, образующих цепь обратной связи. На вход 18 первой пары решающих усилителей подается сигнал Tt на вход 20

второй пары - сигнал -ДТ/ и на вход

осг г

Ь2

переднего конца полосы в клеть Л че

такты 44 и 45 реле 29 и 30 поступа- ет в электрогвдравлический преобра- зователь 4 давления. При выходе зад- него конца полосы из клети ft. контакт

рез замкнутьш контакт 43 реле 27 логической схемы 13 поступает в элек- трогидравлический преобразователь 4 давления. При входе переднего конца полосы в клеть Q контакт 43 размыкается и сигнал на вход злектрогидрав- -лического преобразователя 4 давления не подается. При выходе заднего конца полосы из клети oi.выходной

сигнал hfti А| бг второй решающих усилителей через замкнутые контакты 44 и 45 реле 29 и 30 поступа- ет в электрогвдравлический преобра- зователь 4 давления. При выходе зад- него конца полосы из клети ft. контакт

45 размыкается и сигнал на вход элек- тропедраолического преобразователя 4 давления не подается. При выходе заднего конца полосы из клети 6 выходной сигнал Квг Ы третьей пары решающих усилителей через замкнутый

контакт 46 поступает в электрогидравлический преобразователь 4 давления. При выходе заднего конца полосы из клети ъ контакт 46 размыкается и

S1258539

сигнал на вход элект1 огидравлического кается и катушка реле 30 запитывает- преобраэователя 4 давления не пода- ся, что является сигналом вывода эад- «тся него конца полосы из клети 6 (пяПо мере входа.переднего конца тая команда), который подается в пер5 вый вход 17 первого функционального преобразователя 15 (контакт 45 замыкается, контакт 46 размыкается, ).

Шестая команда. При выходе зад- (0 «его конца полосы из клети г размыкается нормально открытый контакт 35 (фиг.2) и катушки всех трех реле 28- 30 заднего конца обесточиваются, что является сигналом выхода заднего 45 конца полосы из кле1 И 2 который подаётся ТВ- первый блок 14 памяти (контакты 41 и 42 размыкаются) и в первый функциональный преобразователь 15 (контакты 44 и 46 размыкаются, мыкается коитакт 40) и на первый вход 20 контакт 45 замыкается), первого функционального преобразова- Второй функциональный преобразо- теля 15 (замыкается контакт 43, ватель 21 выполнен подобно первому .). функциональному преобразовате/ао 15

Вторая команда. В момент вХода на базе решакхцих усилителей. Второй переднего конца полосы в клеть нор- 2$ б;юк 22 памяти вы1гюлнен аналогично мально закрытый контакт 36 (фиг.2) ячейкам 37-39 блбка 14 памяти. Тре- выходного реле датчика 12 наличия полосы в клети и размыкается, катушка реле 27 внобъ обесточивается, что

30

полосы поочерёдно в клети ,г., нормально закрытые контакты выходных р(еле датчиков 8-12 наличия полосы в клети разьшкаются, анормально открытые контакты замыкаются. Формирование команд логической схемой 13 осуществляется следукш(им образом.

Первая команда. При входе переднего конца полосы в клеть & замыкается нохмалыю откщлтый коитакт 34 (фиг.2) выходного реле датчика 10 наличия полосы в клети 6, катушса реле 27 запитывается и переключением его контактов подается команда в первый блок 14 памяти (фиг.З) (за является сигналом команды, посту- паицим на первый вход 17 первого функционального преобразователя 15 (размыкается контакт 43).

Третья - пятая команды. При входе переднего конца полосы в клети (Я( 35 б и ; размыкаются контакты 31-33, замыкается контакт 35 и катушки реле 28-30 остшотся обесточенными (фиг.2). При выходе заднего конца лосы из Клети о. нормально замкнутый 40 контакт 31 замыкается и катушка реле 28 запитыв ется, что является сигналом выхода заднего конца полосы из клети а |(третья команда), кототий элемент 23 сравнения выполнен в виде элемента сравнения с однополяр- ным вьесодом. Датчик 25 давления жидкости выполнен в виде преобразователя давления.

Устройство работает следующим образом«

Перед началом прокатки по сигналу, поступившему от задатчика 3 давления яиздкосТй, электрогидравлический преобразователь 4 создает в пщроци- линдрах 2 задакное начальное давление в, относительно которого в процессе прокатки регулируется текущее значение давле1шя. При входе переднего конца полосы в валки одной из предыдув(их, по отношению к клети г

piiA подается в первый блок 14 памяти 45 по соДу прока пси, например, клети

(замыкается контакт 42, фиг.З). При выходе заднего конца полосы из клети

б нормально закрытый контакт 32 за- 14ыкаеТся и катушка реле 29 запиты& логическая схема 13 подает команду в первый блок 14 памяти. По зтой команде первый блок 14 памяти запоминает значение Тв заданного натяжевается, что являetcя сигналом выхода SO ния полосы между клетями г и д, . заднего конца полосы из клети S (чет- Зафиксированное первым блоком 14 па- вертая команда), который подается в значение Т поступает сего первый блок 14 памяти (замыкается контакт 41, фиг.З) и в первый функпервого выхода на второй вход 18 первого функционального преобразоватециональный Преобразователь 15 (замы-55 ля 15 Первый функциональный преобкается контакт 44, фиг.4). При Bbixo-разователь 15 вычисляет величину

де заднего конца полосы из клети оизменения давления жидкости в гидроно 1И4ально закрытый контакт 33 эа пл-цилиндрах 2, необходимую для кодюекна базе решакхцих усилителей. Второй б;юк 22 памяти вы1гюлнен аналогично ячейкам 37-39 блбка 14 памяти. Тре-

тий элемент 23 сравнения выполнен в виде элемента сравнения с однополяр- ным вьесодом. Датчик 25 давления жидкости выполнен в виде преобразователя давления.

Устройство работает следующим образом«

Перед началом прокатки по сигналу поступившему от задатчика 3 давления яиздкосТй, электрогидравлический преобразователь 4 создает в пщроци- линдрах 2 задакное начальное давление в, относительно которого в процессе прокатки регулируется текущее значение давле1шя. При входе переднего конца полосы в валки одной из предыдув(их, по отношению к клети г

по соДу прока пси, например, клети

& логическая схема 13 подает команду в первый блок 14 памяти. По зтой команде первый блок 14 памяти запоминает значение Тв заданного натяжения полосы между клетями г и д, . Зафиксированное первым блоком 14 па- значение Т поступает сего

первого выхода на второй вход 18 первого функционального преобразовате

ции зазора между валками по выражению

й(-К К, Т,,

Сигнал, пропорциональный Д U поступает с выхода первого функциональ- ного преобразователя 15 на третий вход электрогидравлического преобразователя 4, кото1М1|й уменьшает заданное начальное давление вц в гидроцилиндрах 2 на величину и и.По вхо да переднего конца полосы в клеть g полоса в клети 2 прокатывается при давлений, величина которого меньше d н на и Q.. В момент входа полосы в клеть Первый функциональный преобразователь 15 по команде, поступившей на его первый вход 17с выхода логической схемы 13, снимает корректирующий сигнал д U. и электрогидравлический преобразователь А восстанавливает давление в гидроцилиндрах 2 до значения йц,

При прохождении полосы между клетями i м j фактическая толщина полосы, измеренная измерителем 5, сравнивается первым элементом 7 сравнения с заданной задатчиком 6 толщиной и при их неравенстве с; выхода перво го элементе 7 сравнения на первый вход электрогидравлического преобра- зователя А поступает сигнал отклонения фактической толщины от заданной. Электрогидравлический преобразовател 4 пропорционально отклонению и с учетом его знака изменяет д.авление в гидроцилиндрах 2, компенсируя изменения упругой деформации кле:ти и стабилизируя межвалковый зазор.

При выходе заднего конца полосы из клети О, логической схемой 13 в первый блок 14 памяти подается команда на запоминание натяжения Т полосы между клетями 6 и 2. Запомненное значение натяжения поступает с третьего выхода первого блока 14 памяти на второй вход второго элемента 16 сравнения.

При выходе заднего конца полосы из клети ff логической схемой 13 в первый блок 14 памяти вновь подает- ся команда на запоминание натяжения 7J2 полосы между клетями б и 2 .Это запомненное значение Т поступает с второго выхода первого блока 14 памяти на первый вход второго :элемен- та 16 сравнения. Результат сравнения значений натяжения Т«г между клетями (5 и 2 в моменты выхода зад

15

20

.

0 5

5

него конца полосы из клети Ct и cf с выхода второго элемента -16 сравнения поступает на четвертый вход 20 первого функционального преобразователя 15, в котором вычисляется сигнал коррекции давления по выражению

дТ.

Сигнал л и поступает с первого функционального преобразователя 15 в электрогидравлический преобразователь 4, который изменяет текущее значение давления в гндроцилиндрах 2 клети S на величину Ь&Запомненное при выходе заднего конца полосы из клети значение натяжения , кроме первого входа второго элемента 16 сравнения поступает и на третий вход 19 первого функционального преобразователя 15, в котором вычисляется необходимая величина коррекции давления по выражению

Kj, Т„

При выходе полосы из клети 6 по команде от логтеской схемы 13 из первого функционального преобразова теля 15 в электрогидравлический преобразователь 4 поступает сигнал, пропорциональный А и Электрогидравлический преобразователь 4 снижает текущее значение давления в гидроцилиндрах 2 клети Z на величнну.Д (i.

Во всех случаях поступления на третий вход электрогидравлического преобразователя 4 с выхода первого функционального преобразователя 15 сигнала и ft, характеризующего величину снижения давления жидкости в гидроцилиндрах 2, необходимую для уменьшения межвалкового зазора с целью компенсации влияния натяжения на толщину полосы, сигнал лд одновременно поступает и на второй вход третьего элемента 23 сравнения. На первый вход элемента 23 поступает сигнал U UJ с выхода четвертого элемента сравнения, которьй равен разности между сигналом (Яг- поступившим на его первый вход с выхода датчика 25 и соответствующим текущему значению давления в гидроцилиндрах 2, и сигналом |цх I поступившим на его второй вход с выхода второго блока 22 памяти, соответствующего минимально допустимому давлению в системе, т.е. йл - QI -Q/wrt- Сигнал дй| характеризует величину, на которую

в данный момент возможно снижение давления в гидроцилиндрах 2 Сигнал д О., поступивший на второй вход третьего элемента 23,сравнивается с сигналом Д ft о, посту пившим на его первый вход. Поскольку третий .элемент 23 сравнения выполнен в пиде элемента сравнения с однополярным выходом, сигнал на его выходе появляется только в том случае, если сигнал на его втором влоде больше сигнала на его Первом входе. Если Л ft i. 4 fl jjт.е. величина Л ft , на которую возможно изменение давление, больше величины йй,на которую необходимо изменить давление, то сигнал на выходе третьего элемента сравнения отсутствует и корректировка межвалкового зазора с целью компенсации влияния натяжения осуществляется только гидроцилиндрами 2 по сигналу UU,поступившему на третий вход элек-грогидравлического преобразователя 4, . прьдлагаемо1е устройство в этом случае работает так же, как и изввс1 ное.

Если Д Ц л{1, т.е . величины ий« недостаточно для компенсации влияния натяжения, то сигналДft равный превышению Utt над AUj ( А -5U6j с выхода третьего элемента сравнения поступает на вход второго функционального првобраа(ователя 21, на два дополнительных входа которого перед началом прокатки вводят информацию о передаточных коэффицзентах К и К где К - передаточный коэффициент клети. Связывающий перемещение д нажимных винтов с Изменением и S межвалкового зазора и показывающий необходимое перемещение нажимных винтов на единицу изменения межвалкоf-ft

вого зазора (К д )

Во втором функциональном Преобразователе 21 вычисляется величина перемещения нажимных винтов по выражению „

д5 йЗ К -лО

К .

Сигнал ДS характеризует величину перемещения нажимньгх внитов, которое обеспечивает изменение межвал- .кового зазора нажимными винтами, дополнительное к основному изменению межвалкового зазора гидроцилиндрами

2. Сигнал с выхода второго функционального преобразователя 21 пос- тупает в систему управления перемещением нажимных винтов (не показана)

и корректировка межвалкового зазора осуществляется одновременно гидроцилиндрами 2 и Нажимными винтами.

Таким образом, если для компенсации влияния натяжения интервал изменения давления в гидроцилиндрах с целью корректировки межвалкового зазора недостаточен, то недостающее изменение межвалкового зазора

осуществляется перемещением нажимных винтов одновременно с изменением давления в гидроцйлиндрах, что обеспечивает дополнительно введённые элементы: функциональный преобразователь 21, второй блок 22 памяти, третий 23 и четвертый 2Д элементы сравнения, датчик 25 давления жидкости и их связи.

При выходе полосы из клети 2 по команде логической схемы 13 происходит стирание запомненных блоком 14 памяти значений натяжения Тг и fe При прокатке следующей полосы цикл работы устройства повторяется. Использование изобретения при

непрерывной прокатке повышает точность прокатываемь1Х полос за счет компенсации влияния отсутствия или уменьшения натяжения на толщину полосы как при прокатке нежестких полос путем :;)аденьшения межвалкового зазора снижением деления жидкости в гищ оц11линдрах распора, так и при прокатке жесткизс полос путем одновременного уменьшения межвалкового

зазора снижением давления жидкости в иДР ЦИЛИНдрах распора и перемещением вниз нажимных винтов.

Использование изобретения дает возможность за счет расширения диапазона регулирования межвалкового з азора повысить точность прокатывае- ьвйх полос во всем диапазоне их жесткости сортамента непрерывного стана. Например, при прокатке цветных

металлов на непрерывном стане 1000 примейение предлагаемого устройства позволяет существенно уменьшить раз- нотолдинность прокатываемых полос, что Дает возможность увеличить выпуск полосового металла повьшгенной точности примерно на 9%.

Фиг. 2

Фиг.З

1

Ill

|l/l ЛокаЯ

JS|

Составитель A. Сергеев Редактор О. Головач Техред А.Кравчук Корректор С. Шекмар

5061/10

Тираж 518 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие г. Ужгород, ул. Проектнай,4