Устройство для регулирования межвалкового зазора прокатной клети Советский патент 1992 года по МПК B21B37/02 B21B37/08 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к средствам регулирования межвалкового зазора.

Цель изобретения - расширения диапазона регулирования и снижение износа механизмов клети.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит устройство 1 бесклапанного гидрораспора, нзсос-мотор 2, двигатель 3 постоянного тока, регулируемый источник питания 4 (например тири- сторный преобразователь), двигатель 5 нажимного устройства; блок 6 управления электроприводом нажимного устройства, поляризованный усилитель 7 и масштабном

режиме с тремя равнозначными входами, логические элементы совпадения И 8 и 9; элементы сравнения 10 и 11 (компараторы) с двумя устойчивыми состояниями с коэффициентом возврата 0,5; датчик 12 давления в системе гидрораспора, преобразующий давление в унифицированный электрический сигнал, зздатчик 13 предельно допустимого максимального рабочего давления в гидроцилиндрах, зздатчик 14 предельно допустимого минимального рабочего давления в гидроцилиндрлх, элемент 15 сравнения заданного начального дпплени я с фактическим, операционный усилитель 16 в масштабном режиме с двумя равнозначными входами, зэдатчпк 17 начального даплеVJ

О

4

со со

ния, операционный усилитель 18 в режиме интегратора с двумя равнозначными входами, операционный усилитель 19 в масштабном рс;;и .ми с одним управляющим и одним запрещающим входами, тахогенератсп 20 нажимного устройства, JIQI ический элемент ИЛИ 21; измеритель 22 толщины полосы, задатчик 23 толщины полосы, элемент 24 сравнения заданной и фактической толщины поласы, амплитудный селектор 25 регулятора толщины по каналу нажимного устройстпа, амплитудный селектор 26 регулятора толщины по каналу гидрораспора, операционный усилитель 27 в масштабном режиме с одним управляющим и другим запрещающим входами, инвертор 28 полярности входного сигнала, логический элемент НЕ 29, ключи 30 и 31, запирающие усилители 19 и 27 соответствен но, клеть 32 прокатного стана, прокатываемая полоса 33, гидроцилиндры 34.

Выход насос-мотора 2 соединен с гидроцилиндрами 34.

Мотор-нзсос 2 соединен валом с двигателем постоянного тока 3. который соединен с выходом регулируемого источника 4 питания. Вход источника А питания соединен с выходом элемента 15 сравнения, входы которого соединены с выходами операционного усилителя 16 и датчика 12 давления..Входы усилителя 16 соединены с выходами задзтчика 17 давления и интегратора 18. Входы интегратора 18 соединены с выходами усилителей 13 и 27. Входы усилителя 19 соединены с выходами тахогенера- тора 20 и ключа 30. Вход ключа 30 соединен с выходом логического элемента 21, входы которого, в свою очередь, соединены с выходами логических элементов И 8 и 9. Входы логического элемента И 8 соединены с выходами логического элемента 29 и элемента сравнения 10. Выход логического элемента И 8 соединен со входом поляризованного усилителя 7. Входы логического элемента И 9 соединены с выходами логического элемента 29 и элемента сравнения 11. Выход логического элемента 9 соединен со входом сравнения 11. Выход логического элемента 9 соединен со входом инвертора полярности 28 и логического элемента 21.

Выход инвертора полярности 28 соединен со входом поляризованного усилителя 7. Входы элемента 10 сравнения соединены с выходами датчика 12 давления и задатчи- ка 14 минимального давления. Входы элемента 11 сравнения соединены с выходами датчика 12.давления и задзтчика 13 максимального давления .

Входы элемента 24 сравнения соединены с выходами задатчик з 23 толщины и измерителя 22 толщины. Выход элемента 24 сравнения coe.r,i,i;en со входами амплитудных селекгоро; 21 и 26. Выход амплитудного селектора Б соединен со входами

поляризованного усилителя 7 и ключа 31.

Выход амплитудного селектора 26 соединен со входом усилителя 27 и со входом логического элемента НЕ 29. Выход ключа 31 соединен с запрещающим входом усили0 теля 27.

Выход поляризованного усилителя 7 соединен со входом блока управления электроприводом нажимного устройства 6, выход которого соединим с якорем двигателя на5 жимного устройства 5,

Устройство работает следующим образом.

Первоначально задатчиком 17 начального давления посредством операционного

0 усилителя 16 на элемент 15 сравнения подается начальная уставка давления в системе гидрораспора. При этом на источнике питания 4 возникает сигнал, в результате чего двигатель 3 форсированно разгоняется

5 и в гидросистеме ускоренно нарастает давление. Этот процесс будет продолжается до тех пор, пока фактического давление, измеряемое датчиком 12 давления, не сравняется в элементе 15 сравнения с заданием,

0 которое соответствует примерно среднему давлению в пределах рабочего диапазона. Изменение первоначально заданного давления в процессе прокатки происходит при получении командных сигналов от системы

5 автоматического регулирования толщины

(САРТ).

САРТ имеет два канала регулирования, разделенных по амплитуде отклонения толщины прокатываемой полосы.

0 Исполнительным органом тонкого канала является система гидравлического распора клети стана.

Включение с работу того или иного канала определяется величиной отклонения

5 толщины полосы от заданной.

Если отклонения относительно невелики и могут быть ликвидированы каналом, воздействующим на гидрорзспор, то они отрабатываются изменением давления в

0 гидроцилиндрах. Если же отклонения превышают возможность системы гидрораспора, то включается только кэнэл нажимного устройства,

Задэтчиком 23 толщины устанавливает5 ся необходимая толщина покатываемой полосы. Измерителем 22 определяется фактическая толщина. В элементе 24 сигналы зздатчика и измерителя сравниваются и. при наличии рассогласования, сигнал, пропорциональный отклонению толщины, поступает одновременно ма входы д-jyx амплитудных селакторев 25 « 25 (гоны нечувствительности), настроенных на резныа амплитуды входного сигнала.

Селектор 26 начинает пропускать сигнал разнотолщинностю при повышении этим сигналом величины минимального значения, определенного нижним пределом зоны нечувствительности САРТ. Селектор 25 начинает пропускать сигнал разнотолщин- ности только при превышении им величины, которая может быть зарегулирована работой канала гидрорзспсрэ (50% от предельного рабочего давления прокатки). В этом случае от селектора 25 сигнал будет подан на вход усилителя 7 и посредством блока управления электроприводом нажимного устройства б будет включен электродвигатель 5 в направлении ликвидации возникшего отклонения толщины. Одновременно сигналом от селектора 25 посредством ключа 31 удет заперт усилитель 27, благодаря чему канал гидрораспора в этом случае не будет реагировать из отклонение толщины.

Если же отклонения толщины невелики, то регулирование САРТ производится по каналу гидрораспора. 8 этом случае через селектор 26 сигнал поступает на усилитель 27, после чего на вход интегратора 18.

Интегратор 18 играет в схеме САРТ двоякую роль: с одной стороны фильтра от случайных колебаний отклонений толщины, а с другой запоминающего устройства, так как после исчезновения входного сигнала, на выходе интегратора сохранится постоянное напряжение. Это напряжение подается на вход усилителя 16, где складывается (или вычитается) с напряжением сигнала зэдат- чика 17. В результате сложения этих двух напряжений давление в системе гидрораспора изменяется до тех пор. пока не будет ликвидировано отклонение толщины полосы.

Если отклонения толщины невелики, но имеют монотонный характер, (например связаны с разогревом валков стана и т.п.). то давление в системе гидрораспора будет постепенно изменяться в одном направлении до тех пор, пока не достигнет предельного значения. Дальнейшая работа САРТ по каналу гидрораспора станет невозможной.

Предлагается дпя сохранения рабочего состояния канала «,идро;ласпора без нарушения работы САРТ аатсматическч восстанавливать первоначальное рабочее давление о системе гидропоспорз с сохранением неизменного рг.стьорл между палками путем Еллюченнч нэ - мнсго ус к.jucroa в направлении противоположном деисншю

канала гидрораспора и равной ему скоростью.

С этой целью задатчикгми предельно допустимых рабочих давлений 13 и 14 устанзвливаются величины предельных значений давления е системе гидрораспора. На элементах 10 и 11 сравнения происходит сравнение фактического давления, измеряемого датчиком 12 давления, с заданными

0 задатчиками 13 и 14 пределами максимального и минимального давления в системе гидрораспора.

При достижении минимального предельного давления от элемента 10 срапне5 ния поступает сигнал на логический элемент 8, а при достижении максимального предельного давления от элемента 11 сравнения поступит сигнал на логический элемент 9 совпадения. Однако на выходе элементов

0 8 или 9 сигнал может появиться только при наличии на их входах второго входного сигнала, поступающего от САРТ в том случае, если отсутствует отклонение толщины полосы от заданной. При этом амплитудный се5 лектор 26 закрыт и на входе инвертора 29 имеется нулевой сигнал. Тогда инвертором 29 на логические элементы 8 и 9 дается разрешающий сигнал. Если при этом было достигнуто минимальное предельное давле0 ние, от логического элемента 8 поступает управляющий сигнал на поляризованны усилитель 7, от которого включается двигатель 5 нажимного устройства в направление уменьшения раствора валков. Если же было

5 достигнуто максимальное предельное давление, то сигнал логического элемента 9 инвертируется инвертором полярности 28 и поступает на вход поляризованного усилителя 7. Двигатель нажимного устройства 5

0 включается в направлении увеличения раствора валков.

При вращении двигателя, на якоре тахо- генератора 20, сочлененного с двигателем, возникает напряжение, полярность которо5 го зависит от направления вращения, а величина от скорости двигателя нажимного устройства. Это напряжение поступает на управляющий вход усилителя 19, а после этого на вход интегратора 18. При этом вы0 ходное напряжение интегратора 18 начнет плавно изменяться в направлении, определяемом полярностью входного сигнала.

На входе усилителя 16 напряжение интегратора 18 складывается или вычитается с

5 напряжением на его втором входе, поступившем от зэдптчика 17. Здесь является очень важным правильно согласовать полярности этих напряжений. Так, если по причине дости/: рмия минимального продельного давления млжимноо устройство

включилась в направлении сокращения межвалкового зазора, то полярность напряжения, поступающего от интегратора 18, допжна совпадать с полярнонью напряжения, поступающего от задатчикз 17, тогда от усилителя 16 на элемент сравним и я 15 будет поступать плавно нарастающее напряжение, что приведет к увеличению давления в системе гидрораспора. При правильно выбранных темпах изменения давления в системе гидрораспорз и. с6ответст.вённо, скорости нажимного устройства, раствор между валками не будет изменяться.

Аналогичный процесс, но в противоположных направлениях будет происходить, если включение двигателя нажимного устройства происходило по причине достижения максимального предельного давления в системе гидрораспора. В этом случае двигатель 5 автоматическим включается в направлении увеличения раствора валков, а давление гидрораспора будет уменьшаться.

Коэффициент возврата элементов 10 и 11 (компараторов) выбирается примерно равными 0.5, благодаря чему процесс восстановления давления в системе гидрораспора будет продолжаться до середины рабочей зоны. т.е. до первоначального состояния. Очень важным является правильный выбор коэффициента усиления усилителя 19. Этим обеспечивается сохранение неизменным межвалкового раствора клети при одновременной работе в разных направлениях нажимного устройства и гидрораспора. Этот коэффициент нетрудно вычислить через параметры соответствующих элементов системы, но проще это сделать экспериментально, при наладке системы.

После того, как давление в гидроцилиндрах системы гидрораспора будет восстановлено до первоначального значения, элементы сравнения 10 и 11 вернутся в исходное состояние, после чего логическим элементом 21. посредством, ключа 30 усилитель 19 запрется.

Напряжение на выходе интегратора 18 и, следовательно, давление в системе гидрораспора стабилизируется.

Следует отметить, что если в процессе восстановления давления возникает разно- толщинность полосы, то сигналом от амплитудного селектора 26 через инвертирующий элемент 29 логические элементы 8 и 9 будут немедленно запреты и команды САРТ будут выполняться.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет следующие отличи- тельные признаки. Устанавливаются минимальный и максимальный пределы давления в системе гидрорэспора путем

введения соответствующих элементов в канал регулирования по гидрораспору (задат- чикоь предельно допустимых давлений 13 и 14, логических элементов И 8 и 9). Давление

жидкости в системе гидрораспора автоматически устанавливается на начальном уровне и только в паузах работы САРТ, за счет введения амплитудного селектора 26, логического элемента НЕ 29, логических

0 элементов И 8 и 9.

Уменьшается износ механизмов клети и нагрев двигателя нажимного устройства благодаря значительному сокращению числа включений при работе САРТ и восстанов5 лению давления в системе гидрораспора. Формула изобретения Устройство для регулирования межвалкового зазора прокатной клети в системе автоматического регулирования толщины.

0 содержащее двигатель нажимного устройства, блок управления электроприводом нажимного устройства, тахогенератор двигателя нажимного устройства, гидроцилиндры, встроенные в подушки опорных

5 валков прокатного стана, насос-мотор, двигатель постоянного тока, регулируемый источник питания, задатчик начального давления в системе гидрораспора, датчик давления в системе гидрораспорэ, элемент

0 сравнения заданного начального давления с фактическим, задатчик толщины полосы, измеритель толщины полосы, элемент сравнения заданной и фактической толщины полосы, два амплитудных селектора

5 регулятора толщины, четыре операционных усилителя и поляризованный усилитель. причем выход насос-мотора гидравлически соединен с входами гидроцилиндров, встроенных в подушки опорных валков прокатно0 го стана, а вход механически соединен с валом двигателя постоянного тока, вход которого соединен с выходом регулируемого источника питания, вход которого соединен с выходом элемента сравнения заданного

5 начального давления с фактическим, входы которого соединены с выходами первого операционного усилителя и датчика давления в системе гидрораспора, входы первого операционного усилителя соединены с вы0 ходами задатчика давления в с.истеме гидрораспора и второго операционного усилителя, входы которого соединены с выходами третьего и четвертого операционных усилителей, первый вход третьего

5 операционного усилителя соединен с выходом тпхогенераторз двигателя нажимного устройства, входы элемента сравнения заданной и фактической толщины полосы соединены с выходами задатчика и измерителя толщины, э выход - с входами первого и второго амплитудных селекторов регулятора толщины, выход первого из которых соединен с входом поляризованного усилителя, выход которого соединен с входом блока управления электропривода нажимного устройства, выход которого соединен с входом двигателя нажимного устройства, выход второго амплитудного селектора регулятора толчены соединен с входом четвыходами первого и второго логических элементов И, выход первого из которых соединен также с входом поляризованного усилителя, а вход - с выходом элемента сравнения предельного минимального значения давления с фактическим давлением в гидроцилиндрах, входы которого соединены с выходами датчика давления в системе гидрораспора и задатчика предельного ми

Изобретение относится к металлургическому производству и может быть использовано в цветной и черной металлургии. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования и снижение износа механизмов стана. Устройство содержит задатчики предельно допустимых максимального 13 и минимального 14 рабочих давлений жидкости в гидроцилиндрах, элементах, элементы 10 и 11 сравнения фактического и задаваемого давления, логические И 8 и 9 (операционные) усилители, датчик 12 давления, тахогенератор 20, двигатели мотор-насоса 3 и нажимного устройства 5. Устройство позволяет осуществить автоматическое восстановление д-зления жидкости в гидроцилиндрах во пауз в работе САРТ в первоначальное р;,5очее состояние при достижении давлением в гидроцилиндрах предельно-допустимых значений, сохраняя при этом постоянный мсжвалковый зазор прокатной клети. 1 ил. 00 с

вертого операционного усилителя, о т л и ч- 10 нимального давления, выход задатчика преа ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и снижения износа механизмов клети, оно снабжено задатчи- ками предельных максимального и минимального давлений, элементами сравнения предельных максимального и минимального значений давления с фактическим давлением в гидроцилиндрах, двумя логическими элементами совпадения И, логическими элементами ИЛИ. НЕ, двумя ключами и инвертором, причем выход первого ключа соединен с входом третьего операционного усилителя, а вход - с выходом логического элемента ИЛИ, входы которого соединены с

их-

дельного максимального давления соединен с входом элемента сравнения предельного максимального значения давления с фактическим давлением в гидроцилиндрах, другой

вход которого соединен с выходом датчика давления в системе гидрораспора, а выход - с входом второго логического элемента И, другой вход которого соединен с выходом логического элемента НЕ, вход которого соединен с выходом второго амплитудного селектора регулятора толщины, выход второго логического элемента И соединен с входом инвертора, выход которого соединен с входом поляризованного усилителя.

л

17