Система контроля распределения удельных натяжений по ширине прокатываемой ферромагнитной полосы Советский патент 1990 года по МПК B21B38/06 

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть использовано при решении задач регулирования формы прокатываемых ферромагнитных полос в качестве первичного преобразователя-датчика, контролирующего распределение удельных натяжений по ширине прокатываемой полосы.

Цель изобретения - увеличение достоверности определения неплоскостности полосы.

На фиг. 1 представлена общая схема системы; на фиг. 2 - вариант исполнения измерительного ролика; на фиг. 3 - вариант установки измерительного ролика.

Система (фиг. 1) содержит блок 1 питания цепи возбуждения магнитных потоков в ферромагнитной полосе 2, взаимно перпендикулярно ориентированные друг к другу и под углом в 45° к направлению прокатки П-образные возбуждающий и размещенные по ширине полосы 2 приемные магнитопро- воды 3 и 4 с соответствующими обмотками 5 и 6, фазочувствительные усилители 7, подсоединенные входами к обмоткам 6 приемных магнитопроводов 4 и блоку 1 питания, два параллельно размещенных измерительных ролика 8, выполненных из немагнитного материала и соприкасающихся с прокатываемой ферромагнитной полосой 2, датчик 9 углового положения с одним из измерительных роликов 8 схемы 10 совпаде- ния по количеству приемных П-образных магнитопроводов 4 и алгоритмизирующее устройство 11, причем обмотка 5 возбуждающего магнитопровода 3 подсоединена к блоку 1 питания, первые входы схем 10 совпадения подсоединены к выходам соответствующих фазочувствительных усилителей 7, а вторые (управляющие) входы подсоединены к соответствующим выходам датчика 9 углового положения.

На одном из концов каждого измерительного ролика 8 размещено ферромагнитное кольцо 12, к которому подсоединена ферромагнитная лента 13, выполненная в виде спирали-геликоида и размещенная по наружной поверхности измерительного ролика 8, причем кольца 12 на измерительных роликах 8 размещены на их противоположных концах.

Возбуждающий магнитопровод 3 размещен так, что ферромагнитное кольцо 12 одного из измерительных роликов 8 является одним полюсом возбуждающего магнитопровода 3, другим полюсом которого является ферромагнитное кольцо 12 другого измерительного ролика 8, размещенное на его противоположном конце.

Измерительные ролики 8 синхронизированы, например, с помощью редуктора 14 и сдвинуты по фазе относительно их осей вращения на угол, обеспечивающий угол 45° между направлением прокатки %,-Ц. и линией, соединяющей точку 15 контакта ферромагнитной полосы 2 с ферромагнитной лентой 13, расположенной на одном измерительном ролике 8, с точкой 16 контакта ферромагнитной полосы 2 с ферромагнитной

лентой 13, расположенной на другом измерительном ролике 8.

При использовании измерительных роликов 8 с m-заходными спиралями-геликоидами 13 (например, - (фиг. 2) концы последних выведены соответственно на разные ферромагнитные детали измерительного ролика 8: кольца 12, расположенные на концах измерительных роликов 8, и ось 17.

На фиг. 1 условно показан один передающий (возбуждающий) канал системы с

одним возбуждающим магнитопроводом 3. Если использовать в системе измерительные ролики 8 с трехзаходными спиралями 13 (), то в системе будет использовано три аналогичных магнитных канала, при этом возбуждающие магнитопроводы 3 второго и третьего каналов могут быть подключены соответственно к магнитопроводя- щим осям 17 измерительных роликов 8 и к кольцам 12 (фиг. 2), расположенным на других концах измерительных роликов 8. В варианте устройства (фиг. 3) использован дополнительный электропривод 18, посредством редуктора 14 обеспечивающий вращение измерительных роликов 8, находящихся вблизи ферромагнитной полосы 2, с зазором «6. Для стабилизации положения полосы в пространстве используются дополнительные ролики 19.

Система работает следующим образом. В процессе прокатки стальной полосы 2 (фиг. 1) технологическое натяжение «Рт распределяется на удельные натяжения по ширине полосы в зависимости от состояния ее формы. Например, при симметричном дефекте «Короб, когда полоса 2 после клетки испытала большее относительное удлинение по центру, натяжение в центре будет меньше, чем по краям. Соответственно изменится и магнитная проницаемость этих участков полосы, которая выявляется и регистрируется системой. При вращении от полосы 2 немагнитных измерительных роликов 8 их ленточные ферромагнитные спирали-геликоиды 13 имеют в каждый конкретный момент времени только одну точку контакта 15 и 16 с прокатываемой полосой 2. Измерительные ролики 8 посредством редуктора 14 синхронизированы и сдвинуты по фазе относительно их собственных осей вращения на такой угол, чтобы прямая линия, соединяющая упомянутые выше контактные на полосе 2 точки 15 и 16, которые определяют

направление возбуждаемого магнитного потока, составляла угол 45° с направлением прокатки «Я-Р-г - В процессе вращения роликов 8 линия, образованная контактными точками 14-15, будет перемещаться параллельно самой себе в направлении поперек

полосы 2, при этом магнитный поток, возбуждаемый магнитопроводом 3 и переданный через ферромагнитные кольца 12i или оси 17 на спирали-геликоиды 13, будет сканировать полосу 2 по ее ширине под углом 45° к направлению прокатки. Сигналы с приемных П-образных магнитопроводов 4, соответствующие удельным натяжениям полосы 2 по ее ширине, поступают через фазочувствительные усилители 7 на входы схем 10 совпадения, управляющие входы которых получают сигналы с выходов датчика 9 угловых перемещений. В зависимости от углового положения измерительных роликов 8 и, соответственно, линии 14-15 в координатах ширины полосы, датчик 9 последовательно

включает определенные для данной координаты схемы 10 совпадения, с выходов (Вых. 1) которых снимаются текущие значения сигналов об удельных натяжениях полосы 2, либо они обрабатываются алгоритмизирующим устройством 11 (Вых.2), которое определяет состояние планшетности полосы 2. Таким образом, за один оборот измерительных роликов 8 может быть считана информация о перераспределении удельных натяжений по ширине прокатываемой полосы 2. Посколь- ю ку в отличие от всех известных подобных устройств в системе имеется только один магнитопровод 3 возбуждения, обслуживающий посредством сканирования все приемные

.

где/) - диаметр измерительного ролика 8 с

тремя геликоидами 13. Учитывая, что диаметры измерительных роликов 8 обычно находятся в пределах 100-300 мм, данные значения разрешающей способности по длине полосы 2 вполне устраивают потребителя (в ГОСТах за базу измерения неплоскостности по длине полосы принята длина один метр).

Для прокатных станов, в которых дополнительными валками 19 (фиг. 3) застаби- лизировано вертикальное смещение полосы 2,

магнитопроводы 4, то число приемных магни- измерительные ролики 8 могут располагатьтопроводов 4 и, следовательно, разрешающая способность по ширине полосы 2 практически не ограничены. Это повышает достоверность определения параметра планшетности прокатываемой полосы. В известных

ся с постоянным зазором 5 под полосой 2 и снабжаться отдельным электроприводом 18, причем измерительным роликом 8 обеспечивается от электропривода 8 повышенная частота вращения. Поэтому при вращении

25

устройствах разрешающая способность по- 20 измерительных роликов 8 с однозаходными добных датчиков принципиально ограничена спиралями-геликоидами 13, но с большей в влиянием «своих магнитных потоков возбуждения на приемные магнитопроводы соседних датчиков.

Для случая, когда измерительные ролики 8 с однозаходными спиралями 13 вращаются от полосы 2, съем информации в координатах длины полосы 2 производится за один оборот измерительных роликов 8,

Использование общего возбуждающего магнитопровода, полюсными наконечниками которого являются ферромагнитные кольца, соединенные с ленточными спиралями-геликоидами на немагнитных измерительных ротри раза скоростью, чем линейная скорость прокатки (что легко обеспечивается), достигается тот же эффект, что и при использовании измерительных роликов 8 с трехза- ходными спиралями-геликоидами 13 и сложной дополнительной электронной аппаратурой.

т. е. через расстояния с дискретностью AI:

Д,2яЯ, где R - радиус измерительных роликов

30

.

где/) - диаметр измерительного ролика 8 с

тремя геликоидами 13. Учитывая, что диаметры измерительных роликов 8 обычно находятся в пределах 100-300 мм, данные значения разрешающей способности по длине полосы 2 вполне устраивают потребителя (в ГОСТах за базу измерения неплоскостности по длине полосы принята длина один метр).

Для прокатных станов, в которых дополнительными валками 19 (фиг. 3) застаби- лизировано вертикальное смещение полосы 2,

измерительные ролики 8 могут располагать измерительные ролики 8 могут располагаться с постоянным зазором 5 под полосой 2 и снабжаться отдельным электроприводом 18, причем измерительным роликом 8 обеспечивается от электропривода 8 повышенная частота вращения. Поэтому при вращении

измерительных роликов 8 с однозаходными спиралями-геликоидами 13, но с большей в

измерительных роликов 8 с однозаходными спиралями-геликоидами 13, но с большей в

три раза скоростью, чем линейная скорость прокатки (что легко обеспечивается), достигается тот же эффект, что и при использовании измерительных роликов 8 с трехза- ходными спиралями-геликоидами 13 и сложной дополнительной электронной аппаратурой.

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть использовано при решении задач регулирования формы прокатываемых ферромагнитных полос в качестве первичного преобразователя-датчика, контролирующего распределение удельных натяжений по ширине прокатываемой полосы. Цель изобретения - увеличение достоверности определения неплоскостности полосы. Цель достигается тем, что возбуждающий магнитопровод выполнен в виде общего электромагнита для приемных магнитопроводов, размещенных по ширине полосы и ему перпендикулярных. При этом полюсными наконечниками возбуждающего магнитопровода являются ферромагнитные кольца, размещенные на противоположных концах параллельно расположенных измерительных роликов, выполненных из немагнитного материала и приводящихся в движение за счет контакта с прокатываемой ферромагнитной полосой. К ферромагнитному кольцу каждого измерительного ролика присоединена ферромагнитная лента, выполненная в виде спирали-геликоида и размещенная на его поверхности. При вращении измерительных роликов ленточные ферромагнитные спирали-геликоиды имеют в каждый попутный момент времени только одну точку контакта с прокатываемой полосой. Измерительные ролики синхронизированы с помощью редуктора и сдвинуты по фазе относительно их собственных осей вращения на угол, обеспечивающий угол в 45° между линией направления прокатки и линией, соединяющей точки контакта полосы ферромагнитными спиралями-геликоидами первого и второго измерительных роликов. По этой линии магнитный поток, возбуждаемый магнитопроводом, замыкается через прокатываемую полосу. При вращении измерительных роликов эта линия перемещается параллельно самой себе в направлении поперек полосы и, следовательно, магнитный поток сканирует полосу по ее ширине под углом 45° к направлению прокатки. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Для увеличения разрешающей способности в координатах длины прокатываемой полосы 2 могут быть использованы контактирующие с полосой 2 измерительные ролики 8 не с однозаходной, а с /п-заходны- ми винтовыми спиралями-геликоидами 13. Таким образом, каждый валок (фиг. 2) может содержать не одну, а, например, три () аналогичные ленточные спирали- геликоиды 13, расположенные на измерительных роликах по окружности через 120° и соединенные через ферромагнитные кольца

ликах, позволяет существенно увеличить число приемных магнитопроводов, а значит, 35 разрешающую способность системы, и, как следствие, повысить достоверность определения состояния планшетности полосы.

Формула изобретения

40 1. Система контроля распределения удельных натяжений по ширине прокатываемой, ферромагнитной полосы, содержащая блок питания цепи возбуждения магнитных потоков в ферромагнитной полосе, взаимно пер12 или оси 17 со своими возбуждающими пендик лярно ориентированные др г к другу

магнитопроводами 3 (фиг. 1), каждый из которых записан от соответствующих блоков 2 питания с различными частотами: f, Соответственно в качестве усилителей 7 в этом случае используются резонансные усилители с фильтрами, настро- 5о енными на частоты Ј,, fr, fb. При большем значении m кольца 12 и магнитопроводы 3 могут располагаться ступенями на разной высоте по обе стороны измерительных роликов. При , т.е. при трехи под углом в 45° к направлению прокатки П-образные возбуждающий и размещенные по ширине полосы приемные магнитопроводы с обмотками, фазочхпствительные усилители, подсоединенные входами R обмоткам приемных магнитопроводов и блоку питания, и алгоритмизирующее устройство, причем обмотка возбуждающего магнитопровода подсоединена к блоку питания, отличающаяся тем, что, с целью увеличения достоверности определения неплоскостности полофазном исполнении измерительных роли- 5 сы, она снабжена двумя параллельно разков 8, информация по длине полосы считывается за один оборот в три раза чаще, т. е. с дискретностью

мещенными измерительными роликами, выполненными из немагнитного материала и выполненными с возможностью контакта с

ликах, позволяет существенно увеличить число приемных магнитопроводов, а значит, разрешающую способность системы, и, как следствие, повысить достоверность определения состояния планшетности полосы.

Формула изобретения

пендик лярно ориентированные др г к другу

и под углом в 45° к направлению прокатки П-образные возбуждающий и размещенные по ширине полосы приемные магнитопроводы с обмотками, фазочхпствительные усилители, подсоединенные входами R обмоткам приемных магнитопроводов и блоку питания, и алгоритмизирующее устройство, причем обмотка возбуждающего магнитопровода подсоединена к блоку питания, отличающаяся тем, что, с целью увеличения достоверности определения неплоскостности полосы, она снабжена двумя параллельно размещенными измерительными роликами, выполненными из немагнитного материала и выполненными с возможностью контакта с

прокатываемой ферромагнитной полосой, датчиком углового положения, сочлененным с одним из измерительных роликов, и схемами совпадения по количеству приемных П-образных магнитопроводов, причем первые входы схем совпадения подсоединены к выходам соответствующих фазочувствк- тельных усилителей, а вторые (управляющие) входы подсоединены к соответствующим выходам датчика углового положения. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что на одном из концов каждого измерительного ролика размещено ферромагнитное кольцо, к каждому подсоединена ферромагнитная лента, выполненная в виде спирали- геликоида и размещенная на наружной поверх

Л

ности измерительного ролика, причем кольца на измерительных роликах размещены на их противоположных концах.

л

73

/j

/j

/7 12

Фиг г

3

0игЗ