Устройство для компенсации эксцентриситета валков прокатной клети Советский патент 1987 года по МПК B21B37/66 

Изобретение относится к прокатному нро- изводству и может быть использовано при прокатке на листовых станах с индивидуальным электроприводом валков.

Цель изобретения - повьииение качества полосы.

На фиг. 1 представлена структурная схе- .ма устройства для компенсации эксцентриситета валков нрокатной клети; на фиг. 2 - блок-схема узла логической обработки информации; на фиг. 3 - блок-схема блока определения жесткости клети.

Устройство для компенсации эксцентриситета валков прокатной клети содержит механически сочлененные с нижним и верхним валками датчики 1 и 2 оборотов и датчики 3 и 4 импульсов верхнего и нижнего валков, два счетчика 5 и 6, датчик 7 усилия прокатки, блок 8 выделения переменной составляющей, два пороговых элемента 9 и 10, сервоклапан 11, регулятор 12, датчик 13 положения нажимного механизма, узел 14 логической обработки инфрмации, блок 15 определения жесткости клети, два генератора 16 и 17 синусоидальных си1 палов, сумматор 18, два ключа 19 и 20, причем выходы датчиков 1 и 2 оборотов верхнего и нижнего валков соединены с входа.ми соответственно первого и второго счетчиков 5 и 6. Кроме того, выход датчика 1 оборотов верхнего валка соединен с входом блока 8 выдс.1епия переменной составляющей, другой вход которого соединен с выходом датчика 7 усилия прокатки, который соединен также с входами первого и второго пороговых элементов 9 и 10, выход датчика 13 положения нажимного механизма соединен с входом регулятора 2, выход которого соединен с входом сервокланана 11, первый и второй входы узла 14 логической обработки информации соединены соответственно с входами датчика 1 оборотов верхнего валка и первого счетчика 5, третий и четвертый входы с выходами датчика 2 оборотов пижнего валка и второго счетчика 6, пятый вход - с выходо.м BTO poi O порогового эле.мента 10. 1пестой вход - с выходом блока 8 выде- . 1епия переменной составляющей, седьмой вход - - с выходом первого ключа 19, восьмой

вход с вь ходом блока 15 определения

жесткости клети, первый вход KOTOpoi o соединен с выходом датчика 7 усилия прокатки,

второй с выходом первого порогового

элемента 9, а третий - с выходо.м датчика 13 положения нажимного механизма, первые четыре выхода узла И логической обработки информации соединены соответственно с первым и вторым входами первого и второго генераторов 16 и 17 синусоида;1ьных сигна.чов, выходы которых соединены с входами сумматора 18, а управляющие входы - с выход,ами первого и второго счетчиков 5 и 6 соответствеппо, выход сумматора 18 через второй ключ 20 соединен с вторы.м входом регулятора 12, а управляюпшй вход второго

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ключа 20 соединен с пятым выходом узла 14 логической обработки информации.

Узел 14 логической обработки информации содержит два элемента 21 и 22 совпадения, два элемента 23 и 24 сравнения, три элемента 25-27 запрета, четыре элемента 28-31 задержки, четыре элемента 32-35 памяти, восемь.блоков 36-43 запоминания и арифметический блок 44, причем выходы арифметичеекого блока 44 и третьего элемента 33 памяти являются выходами узла 14 логической обработки информации, первые входы элементов 21 и 22 совпадения являются первым и третьим входами узла 14 логической обработки информации, объединенные вторые входы этих элементов - пятым входом узла 14 логической обработки инфор.мации, объединенные информационные входы первых трех блоков 41-43 запоминания являются щестым входом узла 14 логической обработки информации, информационный вход блока 36 запоминания - вторым входом узла 14 логической обработки информации, объединенные информационные .входы блоков 36-39 запоминания, соединенные с первыми входами элементов 23 и 24 сравнения - четвертым входом узла 14 логической обработки информации, объединенные входы сброса элементов 32- 35 памяти - седьмым входом узла 14 логической обработки информации, восьмым входом которого является девятый вход арифметического блока 44, первые восемь входов которого связаны с выходами блоков 40-43 запоминания.

Выход первого элемента 22 совпадения соединен с первым входом первого элемента 27 запрета, выход которого соединен с управляющими входами блоков 39 и 43 запоминания и одновременно с входом первого элемента 31 задержки, выход первого элемента 24 сравнения соединен с входом второго элемента 26 запрета,, выход которого соединен с управляющими входами второго и шестого блоков 38 и 42 запо.минания и входом второго элемента 30 задержки, выход второго элемента 23 сравнения соединен с входом третьего элемента 25 запрета, выход которого соединен с управляющими входами третьего и седьмого блоков 37 и 41 запоминания и входом третьего эле.мента 29 задержки, выход второго элемента 21 совпадения соединен с управляющими входами четвертого и восьмого блоков 36 и 40 запоминания и входом четвертого элемента 28 задержки, выходы элементов 28-31 задержки соединены с входами соответствующих эле,ментов 32-35 памяти, выходы первых трех элементов 33-35 памяти соединены с входами элементов 25-27 запрета, а выход четвертого элемента 32 памяти соединен с входом второго элемента 21 совпадения.

Блок 15 опре,деления жесткости клети содержит два элемента 45 и 46 памяти, два сумматора 47 и 48 и элемент 49 деления.

выход которого является выходом блока 15 определения жесткости клети, а первые входы элементов 45 и 46 памяти, соединенные с первыми входами сумматоров 47 и 48, являются первым и вторым входами блока 15 определения жесткости клети, объединенные вторые входы элементов 45 и 46 памяти - третьим входом блока определения жесткости клети, выходы элементов 45 и 46 памяти соединены с первыми входами первого и второго сумматоров 47 и 48, выход первого сумматора 47 соединен с первым входом элемента 49 деления, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора 48.

Устройство работает следующим образом.

При необходимости замера величины эксцентриситета (обычно после смены валков клети) дается команда на вращение валков с различной частотой, после чего путем подачи от внещнего источника сигнала Uj на вход регулятора 12 производится предварительное сжатие валков и до определенного давления, что контролируется пороговым элементом 9, соединенным с датчико.м 7 усилия прокатки. После срабатывания порогового элемента 9 в блоке 15 определения жесткости клети запоминается значение усилия и соответствующее этому моменту положение нажимного механизма. Этим в даль- нейщем обеспечивается возможность выделения значений приращения усилия и соответствующего ему приращения перемещения, используемых для определения модуля жесткости клети Мк в соответствии с выражением

йР л 5

(1)

где АР - изменение усилия прокатки, соответствующее изменению положения нажимного устройства. После срабатывания эле.мента 10 сравнения дальнейщее сжатие (перемещение) валков прекращается. В момент срабатывания датчиков I и 2 оборотов каждого из валков происходит сброс соответствующих счетчиков 5 и 6 импульсов, при дальнейщем вращении валков число импульсов в счетчиках пропорционально текущему положению контролируемых исходных точек валков.

Общее изменение межвалкового зазора под влиянием эксцентриситета каждого из валков и их взаимного положения может быть представлено зависимостью AS,A,- sin(0s+ift,)-f АИ- sin(0H+), (2) где Ав и Аи - эксцентриситет верхнего и нижнего валков соответственно; вв и 6ч - текущие углы поворота верхнего и нижнего валков относительно исходного фиксированного положения;

ff И1fи - угол фазового сдвига эксцентриситета каждого из валков относительно исходного положения.

Изменение межвалкового зазора .S:(. вызванное эксцентриситетом ва.чков приводит к появлению пере.менной состав.1яю1цсй усилия прокатки ЛРэ;

АС ДР.

-мГ

(3)

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

в соответствии с выражениями (1) и (2) определение пара.метров .Ав, АН, q:, фч может быть выполнено путе.м измерения приргице- ния АРэ для данного фиксированного положения каждого из валков, например, для угла поворота верхнего валка , но при разных соответствующих моменту за.мера положениях нижнего валка. Проведением ряда замеров (не менее четырех по числу неизвестных) получают систему уравнений, в результате решения которой определяются искомые величины .Ав, Аи, ср и ф«.

В момент срабатывания датчика 1 оборотов верхнего валка в узле 14 логической обработки информации осуществляется запоминание фазового положения нижнего валка 8н, и соответствующее ему значение и Рз, а при срабатывании датчика 2 оборотов нижнего валка запоминается фазовое положение верхнего валка и соответствующее е.му значение.

Последующие третий и четвертый замеры значения давлений APэ и АРэ производятся в момент срабатывания датчика 1 оборотов верхнего валка, но при разных фазовых положениях нижнего валка, что контролируется узлом 14 логической обработки ин- фор.мации.

В процессе вращения валков в блоке 8 выделения переменной составляющей осуществляется выделение переменной составляющей усилия прокатки, соответствующей одно.му обороту вращения верхнего ва.чка.

После выполнения всех замеров сигналы на выходах 1-4 узла 14 логической обработки информации пропорциональны параметрам Аи, А«, фв и фч, одновременно на пято.м выходе узла 14 появ.чяется сигнал, включающий ключ 20, чем обеспечивается подача на вход регулятора 12 выходного сигнала сумматора 18, пропорционального общему изменению межвалкового зазора. Это достигается тем. что на входы сумматора 18 подаются выходные сигналы генераторов 16 и 17 синусоидальных сигналов, вырабатываюпд1 х гармонические ciiny- соидальные сигналы с периодом, пропорциональным частоте врап1ения соответственно валков, д.чя чего на управляющие входы генераторов 16 и 17 подаются сигналы с выходов счетчиков 5 и 6 соответственно, а на первый i второй входы каждого генератора 16 и 17 поступают сигна. 1ы с выходов 1-4 узла 14 логической обработки, пропорциональные коэффициентам An, А, ср. и фн.

Порядок дейстр(ия узла логической обработки информации следуюп1ий.

В исходном положении после перевалки валков сигналом сброса элементы 32-35 памяти устанавливаются в нулевое положение, чем обеспечивается подготовка к началу работы узла. Запись параметров в блоки запоминания разрешается после сжатия валков до заданного давления, что контролируется наличием логической «1 на вторых входах элементов 21 и 22 совпадения. При этом при появлении логической «1 на первом входе элемента 22, имеющем место при срабатывании датчика 1 оборотов верхнего валка, осуществляется запись параметров вн, и ДРэ, в блоки 39 и 43 запоминания соответственно, а при срабатывании датчика 2 оборотов нижнего валка осуществляется запись параметров вв и в блоки 36 и 40. С выдержкой времени, достаточной для производства записи, включаются соответ- ствуюи1ие элементы 32 и 35 памяти, накладывающие запрет повторной записи параметров в указанные блоки запоминания. В дальнейщем, в процессе вращения валков, элементами 23 и 24 сравнения осуществляется контроль сдвига фазы текущего положения нижнего валка относительно сдвига Э«1, имеющего место для первого замера. Каждый из элементов 23 и 24 сравнения настраивается на срабатывание при ве- .1ичине сдвига фазы валка более заданного определенного значения.

Таким образом, по мере нарастания о гвига происходит поочередное срабатывание элементов 23 и 24 сравнения, разрешающих запись параметров 9«а и АРэ,, вн, и ЛРэ., в блоки 38 и 42, 37 и 41 запоминания соответственно. При этом в арифметическом блоке 44 производится вычисление согласно выражению (3) коэффициентов Аь, Аи, фв, q,iH, используе.мых в дальнейшем для формирования синусоидальных сигналов с соответствующей амплитудой и фазой, а начало компенсации эксцентриситета определяется ноявле1П1ем сигнала , югической «1 на выходе элемента 33 па.мяти, включающей ключ 20 и обеспечивающей тем самым подачу на вход регулятора 12 выходного сигнала сумматора 18.

Порядок работь блока онределения жесткости клети следуюншй.

В момент начала сжатия валков, после достижения контролируемого значения усилия прокатки, на вторых входах элеме11- тов 45 и 46 памяти появляется сигнал логическая «1, запрещаюп;ий дальнейшее поступление в элементы 45 и 46 значений соответственно усилия прокатки и пере.мещения нажимного механизма. После прекращения сжатия валков выходной сигнал сум.мато- ра 47 нропорционален нриран 1ению усилия от момента срабатывания элемента 9 сравнения до срабатывания элемента 10, а выходной сигна;| сумматора 48 при это.м пропорционален соответствующему этому приращению перемещения нажимного механизма.

в результате чего выходной сигнал элемента 49 деления пропорционален действительному коэффициенту жесткости клети, значение которого используется в узле 14 логической обработки информации для определения параметров эксцентриситета валков. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет до начала прокатки, путем контроля значений усилия прокатки и положения нажимного механиз.ма в процессе вращения валков без металла, после предварительного их сжатия точно определить действительные значения эксцентриситета валков.

15

Формула изобретения

5

1. Устройство для компенсации эксцентриситета валков прокатной клети, содержащее механически сочлененные с нижним и верхним валками датчики оборотов и

0 датчики и.мпульсов верхнего и нижнего валков, счетчики, датчик усилия прокатки, блок выделения переменной составляющей, два нороговых элемента, сервоклапан, регулятор, датчик положения нажимного механизма, причем выходы датчиков оборотов и датчиков импульсов верхнего и нижнего валков соединены с входами соответственно первого и второго счетчиков, выход датчика оборотов верхнего валка соединен с входом-блока выделения переменной составляющей, другой вход которого соединен с выходом датчика усилия прокатки, который соединен также с входами первого и второго пороговых элементов, выход датчика положения нажимного механизма соединен с входом регулятора, выход которого соединен с входом сервоклапана, отличающееся тем,

что, с целью повышения качества полосы, оно снабжено узлом логической обработки инфрмации, блоком определения жесткости клети, двумя генераторами синусоидальных сигналов, сумматором, двумя ключами, при0 чем первый и второй входы узла логической обработки информации соединены соответственно с выходами датчика оборотов верхнего валка и первого счетчика, третий и четвертый входы - с выходом датчика оборотов нижнего валка и второго счетчика, пятый вход - с выходо.м второго порогового элемента, шестой вход - с выходом блока выделения переменной составляющей, седьмой вход - с выходом первого ключа, восьмой вход - с выходом блока определения жесткости клети, первый вход которого соединен с выходом датчика усилия прокатки, второй - с выходом первого порогового элемента, а третий - с -выходом датчика положения нажимного механизма, первые четыре выхода узла логической обработки

с связаны с первым и вторы.м входами первого и второго генераторов синусоидальных сигналов, выходы которых соединены с входами сумматора, а управляющие входы - с

5

0

выходами первого и второго счетчиков соответственно, выход сумматора через второй ключ соединен с вторым входом регулятора, а управляющий вход второго ключа соединен с пятым выходом узла логической обработки информации.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел логической обработки информации содержит два элемента совпадения, два эле мента сравнения, три элемента запрета, четыре элемента задержки, четыре элемента памяти, восемь блоков запоминания и блок арифметический, причем выходы блока арифметического и третьего элемента памяти являются выходами узла логической обработки информации, первые входы элементов совпадения являются первым и третьим входами узла логической обработки информации, а объединенные вторые входы этих элементов - пятым входом узла логической обработки информации, объединенные входы записи пятого-восьмого блоков запоминания - шестым входом узла логической обработки информации, вход записи пятого блока запоминания - вторым входом узла логической обработки информации, объединенные информационные входы первых трех блоков запоминания, соединенные с нервы- ми входами элементов сравнения - четвертым входом узла логической обработки информации, объединенные входы сброса элементов памяти - седьмым входом узла логической обработки информации, восьмым входом является девятый вход блока ариф- метического, первые восемь входов которого соединены с выходами блоков запоминания, выход первого элемента совпадения соединен с первым входом первого элемента запрета, выход которого соединен с управляющими

5

0 5 0

0

входами первого и пятого блоков запоминания и одновременно с входом первого элемента задержки, выход первого элемента сравнения соединен с входом второго элемента запрета, выход которого соединен с управляющими входами второго и шестого блоков.запоминания и входом второго элемента задержки, выход второго элемента сравнения соединен с входом третьего элемента запрета, выход которого соединен с управляющими входами третьего и седьмого блоков запоминания и входом третьего элемента задержки, выход второго элемента совпадения соединен с управляющими входами четвертого и восьмого блоков запоминания и входом четвертого элемента задержки, выходы элементов задержки соединены с входами соответствующих элементов памяти, выходы первых трех элементов памяти соединены с входами элементов запрета, а выход четвертого элемента соединен с входом второго элемента совпадения.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок определения жесткости клети содержит два элемента па.мяти, два сумматора и элемент деления, выход которого является выходом блока определения жесткости клети, а первые входы элементов памяти, соединенные с первыми входами сумматоров, являются первым и вторым входа.ми блока определения жесткости клети, объединенные вторые входы элементов памяти - третьим входом блока определения жесткости клети, выходы элементов па.мятн соединены с первыми входами первого и второго сумматоров, выход первого сумматора соединен с первым входом элемента деления, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора.

Изобретение относится к прокатно.му производству и может использоваться при прокатке на листовых станах с индивиду альным электроприводом валков. Цель изобретения - повышение качества полосы. Качество прокатываемой полосы повышается за счет увеличения точности компенсации влияния на ее толщину эксцентриситета прокатных валков. Это, достигается тем, что определение параметров эксцентриситета каждого из валков осуществляется предварительно, до начала прокатки, путем измерения приращения усилия прокатки при различных взаимных положениях валков без проведения непосредственных замеров геометрических параметров валков. Это обеспечивает компенсацию изменения межва.ч- кового зазора, вызванного эксцентриситетом валков, и исключает влияние возмущающих воздействий со стороны полосы, входящей в клеть, на точность компенсации эксцентриситета. 2 3. п. ф-лы, 3 ил. S (Л со 4;; 05 ts: оо 00

W/