Способ непрерывной правки серповидной полосы и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК B21C1/30 

Изобретение относится к оборудованию для правки лент и полос.

Целью изобретения является повышение производительности процесса правки серповидной полосы.

Сущность способа заключается в том, что до появления полосы в натяжных валках скорости их левой Vn и правой Vn секций одинаковы. При наличии серповидной полосы в натяжных валках на первом такте из-за разных радиусов кривизны и соответственно разных скоростей ее кромки приобретают разные натяжения. Эти натяжения вызывают в общем случае упругую и п ластическую деформацию серповидной полосы в промежутке между тормозным агрегатом и натяжным секционированным валками. В результате этого исходная серповидность So к первому такту уменьшается до значения Si Натяжением левой и правой кромок серповидной полосы F/n и Fni соответствуют моменты сопротивления секций, а в установившемся режиме - равные им моменты вращения МЛ1 левой и МП1 правой натяжных валков. При этом в начале первого такта разность моментов вращения секций МЛ1 - МП1 Д Mi пропорциональна величине серповидности Si, т е

О

о

N)

ч

Ю О

Si a(Mni-Mni) a ДМ1 Ь(Рл1 -Fni) bAFi,(1)

где а и b - коэффициенты пропорциональности, точное значение которых не оказывает существенного влияния на работу замкнутой системы регулирования серпо- видности, поскольку контурный коэффициент ее определяется из условия устойчивости.

Если для того, чтобы уменьшить серпо- видность Si, измеренную в течение импульса первого такта, затем - в течение паузы, увеличить скорость секции, тянущей короткую кромку полосы (например, скорость левой секции /л1 на величину пропорциональную AMi , то возрастают упругая и пластическая деформации этой кромки. При этом натяжение этой кромки возрастает на величину ДРЛ1, которая меньше величины ДРл1 - приращения натяжения левой- кромки серповидной полосы при наличии только упругой ее деформации.

Приращение натяжения Д РЛ1 приводит к появлению разницы моментов вращения на втором такте Д М2. Однако использовать непосредственно разницу моментов вращения Д М2 секций натяжных валков для определения величины серповидности S2 в течение импульса второго такта (как это было сделано на первом такте) нельзя. Это связано с тем, что разность моментов на втором такте Д М2 МЛ2 МП2 (МЛ1 + ДМО- - МП1 содержит составляющую Mi воздействия на серповидность на первом такте, т.е. ДМа даже увеличивается пропорционально уменьшению серповидности. При измерении серповидности S2 во время импульса второго такта необходимо выделить из $2 составляющую S2 серповидности, обусловленную только пластической деформацией серповидной полосы, т.е.

-айМтгДМь), V(2)

где ДМт - составляющая разности моментов вращений секций натяжных валков, обусловленная только упругой деформацией короткой кромки серповидной полосы; АМч - разность моментов вращения секций натяжных валков, обусловленная смешанной (и упругой ,и пластической) деформацией короткой кромки серповидной полосы.

Используя полученное значение S г и принимая во внимание, что МП2 - МП1, получая величину серповидности, измеряемую в течение импульса второго такта

S2 а(МЛ1-Мп1)-а( ДМг-Д MD а(Мяг+ AMi-MniHuM i а(Мл2-Мп2)-а AMi « а()-а AMi а(Мл2-АМп2), (3)

где Z - коэффициент, зависящий от модуля упругости, скорости правки, размеров профиля полосы и радиусов натяжных валков, который может быть определен предварцтельно в результате эксперимента как отношение изменения момента вращения электропривода/iM к вызвавшему это изменение увеличению скорости, т.е. Z ДМ / в области упругих деформаций

0 полосы,

Из выражения (3) видно, что согласно способу при осуществлении правки серповидной полосы за счет только пластической деформации в правильно-роликовом агрега5 те на любом такте серповидность полосы определяется разностью моментов вращения секций натяжных валков, измеренных на данном такте, и величиной, пропорциональной коррекции скорости секции, тяну0 щей короткую кромку, сформированной на предыдущем такте.

На чертеже изображена функциональная схема устройства непрерывной правки серповидной полосы.

5Устройство для непрерывной правки

серповидной полосы 1 на установке с тормозным 2 и правильно-роликовым 3 агрегатами содержит левую 4 и правую 5 секции натяжных валков, жестко связанные с вал0 ками соответственно электроприводов 6 и 7, датчики 8 и 9 скорости, регуляторы 10 и 11 скорости, датчики 12 и 13 моментов вращения соответственно электроприводов 6 и 7, первый 4 и второй 15 сумматоры, задатчик

5 16 скорости, блок 17 определения серповидности, выполненный в виде суммирующего усилителя 18, второй замыкающий ключ 19, блок 20 памяти, размыкающий ключ 21, интегратор 22, блок 23 знаковой селекции, ге0 нератор 24 тактовых импульсов и первый размыкающий ключ 25.

В качестве регуляторов 10 и 11 скорости могут быть использованы распространенные ПИД-регуляторы, а в качестве датчиков

5 12 и 13 моментов вращения - датчики тока якорной цепи двигателей постоянного тока с независимым возбуждением. Первый 14, второй 15 сумматоры, суммирующий усилитель 18 и интегратор 22 могут быть выполне0 ны на обычных операционных усилителях. Вторым замыкающим ключом 19 и третьим размыкающим ключом 21 могут быть соответственно нормально разомкнутый и нормально замкнутый контакты слаботочного

5 реле, включаемого тактирующими импульсами. Блок 20 памяти может быть выполнен в виде устройства выборки-хранения на операционном усилителе, генератор 24 импульсов - в виде мультивибратора, а блок 23 знаковой селекции - в виде двух включенных встречно диодов, причем анод первого и катод второго соединены соответственно с вторыми входами сумматоров 14 и 15, а катод первого и анод второго - с выходом интегратора 22.

Серповидная полоса 1 связана посредством сил трения с тормозным 2, прйвиль- но-роликовым 3 агрегатами, левой 4 и правой 5 секциями натяжных валков, скорости которых измеряют соответственно датчиками 8 и 9 скорости и регулируют соответственно регуляторами 10 и 11 скорости. Моменты вращения электроприводов 6 и 7 измеряют соответственно датчиками 12 и 13 моментов вращения, Выходы датчиков 8 и 9 скорости соединены с первыми входами соответственно первого 14 и второго 15 сумматоров, третьи входы которых соединены с выходом задатчика 16 скорости, а выходы - соответственно с входами регуляторов 10 и 11. Первый инвертирующий вход блока 17 определения серповид- ности, выполненного в виде суммирующего усилителя 18, соединен с выходом датчика 12 моментов вращения, второй неинвертирующий вход суммирующего усилителя 18 соединен с выходом датчика 13 момента вращения, а к выходу суммирующего усилителя 18 подключены последовательно соединенные второй замыкающий ключ 19, блок 20 памяти, размыкающий ключ 21, интегратор 22 и блок 23 знаковой селекции, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами соответственно первого 14 и второго 15 сумматоров. Выход интегратора 22 также соединен с третьим инвертирующим входом суммирующего усилителя 18. Выход генератора 24 тактовых импульсов соединен с управляющими входами второго замыкающего ключа 19 и размыкающего ключа 21. а размыкающий ключ 25 подключен к входам сброса блока 20 памяти и интегратора 22.

Устройство работает следующим образом.

В процессе правки серповидная полоса 1 тормозится тормозным агрегатом 2, пластически изгибается правильно-роликовым агрегатом 3 и натягивается по кромкам секциями 4 и 5 натяжных валков, которые жестко закреплены на валах соответственно электроприводов 6 и 7, скорости которых измеряют соответственно датчики 8 и 9 скорости и регулируют соответственно регуляторы 10 и 11 скорости сигналами, сформированными соответственно сумматорами 14 и 15 по значениям уставки скорости с задатчика 16 скорости, регулирующего воздействия с блока 23 знаковой сепекции и скорости с датчиков 8 и 9 скорости, а

моменты вращения электроприводов 6 и 7 измеряют соответственно датчиками 12 и 13 моментов вращения. Поскольку кромки серповидной полосы 1 имеют разные радиусы кривизны, то они при прохождении через секции 4 и 5 натяжных валков двигаются с разными скоростями, оказывая последним разное сопротивление. Короткая кромка движется с меньшей по отношению к устав0 ке скоростью, уменьшая скорость и увеличивая момент вращения электропривода тянущей ее секции, а длинная кромка, наоборот, движется с большей по отношению к уставке скоростью, увеличивая скорость и

5 уменьшая момент вращения электропривода тянущей ее секции. При этом разность моментов вращения электроприводов 6 и 7, прямо пропорциональная серповидн.ости участка полосы, проходящего через натяж0 ные валки в данный момент времени, формируется блоком 17 определения серповидности, выполненным в виде суммирующего усилителя 18. по значениям моментов вращения, поступающим от

5 датчиков 12 и 13 моментов вращения соот-. ветственно на первый инвертирующий и второй неинвертирующий входы суммирующего усилителя 18, а также по значению регулирующего воздействия, поступающего

0 на его третий инвертирующий вход с выхода интегратора 22. Второй замыкающий 19 и размыкающий 21 ключи управляются тактирующими импульсами, генерируемыми генератором 24 тактовых импульсов, э блок 20

5 памяти и интегратор 22 включаются третьим размыкающим ключом 25. Передним фронтом первого с момента включения размыкающего ключа 25 тактового импульса замыкается второй замыкающий ключ 19,

0 размыкается размыкающий ключ 21, и сигнал с выхода суммирующего усилителя 18 через замкнутый второй замыкающий ключ 19 поступает на вход блока 20 памяти, который записывает его в течение длительности

5 тактового импульса и запоминает его на период паузы между тактовыми импульсами. Задним фронтом этого тактового импульса размыкается второй замыкающий ключ 19, разрывая связь суммирующего усилителя

0 18с блоком 20 памяти, и замыкается размыкающий ключ 21, соединяя выход блока 20 памяти с входом интегратора 22, который интегрирует сигнал с выхода блока 10 памяти в течение паузы между импульсами. Этот

5 сигнал через блок 23 знаковой селекции и один из сумматоров 14 или 15 подается на регулятор 10 или 11 скорости электропривода 6 или 7 секции 4 или 5 натяжных валков, тянущей короткую кромку полосы, увеличивая скорость секции и натяжение этой

кромки. Дополнительное натяжение короткой кромки в сочетании реверсивным изгибом полосы 1 в правильно-роликовом агрегате 3 приводит к выравниванию длин кромки, т.е. к исправлению серпрвидности. Этот же сигнал с выхода интегратора 22 поступает на третий инвертирующий вход суммирующего усилителя 18 в качестве сигнала его обратной связи и используется для контроля качества правки на данном такте и измерения серповидности на следующем такте. Передним фронтом второго тактового импульса опять замыкается замыкающий ключ 19, соединяя выход суммирующего усилителя 18с входом блока 20 памяти, который записывает новое значение серповидности в течение этого тактового импульса. Одновременно размыкается размыкающий ключ 21, разъединяя выход блока 20 памяти и вход интегратора 22, который прекращает интегрирование и запоминает значение серповидности предыдущего такта. Задним фронтом второго тактового импульса замыкается замыкающий ключ 19, отключая вход блока 20 памяти от выхода суммирующего усилителя 18, замыкается размыкающий ключ 21, соединяя выход блока 20 памяти с входом интегратора 22, и процесс правки серповидности увеличением скорости короткой кромки серповидной полосы 1 повторяется.

Устройство также может использоваться для правки полосы при намотке ее на барабан.

Таким образом, использование изобретения позволяет осуществить правку и кон- троль серповидности полосы без механических серпомеров, что существенно повышает производительность устройства за счет повышения его надежности.

Формула изобретения

1j Способ непрерывной правки серповидной1-полосы, заключающийся в определении серповидности полосы, формировании регулирующего воздействия на скорость привода секции секционированных натяжных валков, тянущей короткую кромку

серповидной полосы, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, определение серповидности осу- ществляют потактным измерением моментов вращения каждой секции секционированных натяжных валков и вычисляют разность этих моментов в каждом такте с учетом регулирующего воздействия, вычисленного в предыдущем такте.

2, Устройство для непрерывной правки серповидной полосы, содержащее тормозной и правильный агрегаты, натяжные валки, выполненные из двух секций с индивидуальными приводами вращения,

блок определения серповидности полосы, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, оно содержит системы регулирования каждым приводом, включающие датчик момента

вращения и последовательно соединенные датчик скорости, сумматор и регулятор, подключенный к соответствующему приводу, а также задатчик, генератор тактовых импульсов, первый ключ и последовательно соединенные суммирующий усилитель, второй ключ, блок памяти, третий ключ, интегратор и блок знаковой селекции, выходы которого подключены к вторым входам сумматоров, третьи входы которых подключены к задатчику, выходы датчиков момента вращения подключены к разноименным входам суммирующего усилителя, третий вход которого соединен с выходом интегратора, второй вход которого соединен с выходом первого

ключа и вторым входом блока памяти, генератор тактовых импульсов соединен с управляющими входами второго и третьего ключей.

Изобретение относится к производству лент и полос и может быть использовано на прокатных станах при смотке полос в рулоны. Цель изобретения - повышение производительности. Определение серповидности полосы осуществляют по тактным измерениям моментов вращения каждой секции секционированных натяжных валков и вычисляют разность этих моментов в каждом такте с учетом регулирующего воздействия, вычисленного в предыдущем такте. Устройство для осуществления способа содержит системы регулировки каждым приводом, включающие датчик момента вращения и последовательно соединенные датчик скорости, сумматор и регулятор, подключенный к соответствующему приводу, а также задатчик, генератор тактовых импульсов, первый ключ и последовательно соединенные суммирующий усилитель, второй ключ, блок памяти, третий ключ, интегратор и блок знаковой селекции, выходы которого подключены к вторым входам сумматоров, третьи входы которых подключены к задатчику. При этом выходы датчиков момента вращения подключены к разноименным входам суммирующего усилителя, третий вход которого соединен с выходом интегратора, второй вход которого соединен с выходом первого ключа и вторым входом блока памяти, генератор тактовых импульсов соединен с управляющими входами второго и третьего ключей. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.