Прокатная клеть Советский патент 1992 года по МПК B21B37/06 

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к конструкциям прокатных клетей для измерения и регулирования продольных усилий в полосе, в том числе при непрерывной прокатке, и является дополнительным к основному по авт.св. Ms 1463363.

Известная прокатная клеть включает станину, валки .с подушками, из которых по меньшей мере одна установлена на опору качания, и устройство для измерения продольных усилий в полосе, включающее закрепленные на станине датчики продольных усилий, расположенные симметрично относительно плоскости осей валков, толкатели в направляющих станины, расположенные между датчиками и боковыми поверхностями подушки, установленной на опору качания, и два гидроцилиндра разного диаметра.

Недостатком такой клети является низкое качество проката вследствие низкой

точности измерения и регулирования продольных усилий в полосе, обусловленной наличием сил сухого трения между толкателем и направляющими и моментом трения в опоре качания.

Целью изобретения является улучшение качества проката за счет повышения точности измерения путем снижения погрешности, обусловленной наличием в системе трения.

Поставленная цель достигается тем, что прокатная клеть, включающая станину и валки с подушками, из которых по меньшей мере одна установлена на опору качания, и устройство для измерения продольных усилий в полосе, включающее закрепленные на станине датчики продольных усилий, расположенные симметрично относительно плоскости осей валков, толкатели в направляющих станины, расположенные между датчиками и боковыми поверхностями подушки, установленной на опору качасл С

ния и два гидроцилиндра разного диаметра, дополнительно снабжена генератором колебаний давления рабочей жидкости, установленным в магистрали питания гидроцилиндров, .

То, что клеть дополнительно снабжена генератором колебаний давления рабочей жидкости в магистрали питания гидроцилиндров, обеспечивает действие на систему датчик - толкатель - подушка переменного усилия. При этом благодаря эффекту вибрационной линеаризации исключается влияние на работу системы различных нелинейностей, в том числе связанных с наличием сухого трения между толкателями и направляющими станины и момента трения в опоре подушки. Выходные сигналы датчиков натяжения имеют при этом колебательный характер, для исключения чего перед использованием для индикации и управления они фильтруются при помощи установленного в выходной цепи датчиков частотного фильтра. Таким образом, благодаря наличию в.магистрали питания гидроцилиндров генератора колебаний давления достигается повышение точности измерения и регулирования натяжения за счет исключения погрешностей, связанных с наличием сил .трения между толкателем и направляющими станины и момента трения в опоре подушки за счет достижения эффекта вибрационной линеаризации и, как следствие, повышение качества проката.

На фиг.1 изображена предлагаемая клеть; на фиг.2 - графики, поясняющие ра- .боту предлагаемой клети; на фиг.З - статические характеристики, связывающие результаты измерения для клети-прототипа в0 и данной клети вф с фактической разностью продольных усилий в полосе Т.

Прокатная клеть состоит из станины 1, валков 2с подушками 3, установленными в окне станины 1 с зазором (5, опоры 4 качания подушки 3, датчиков 5 продольных усилий, толкателей 6, расположенных с датчиками 5 в направляющих корпусов 7, закрепленных на станине 1. К фланцам корпусов 7 крепятся гидроцилиндры меньшего 8 и большего 9 диаметров. В магистрали питания гидроцилиндра 8 установлен генератор 10 колебаний давления рабочей жидкости. Выходы датчиков 5 связаны с входами сумматора 11, выход которого связан с входом частотного фильтра 12.

Прокатная клеть работает следующим образом.

При прокатке увлекаемая валками полоса деформируется в межвалковом зазоре, Возникающее при этом усилие прокатки.

передаваясь через валки 2, подушу 3, опору 4 подушки 3, воспринимается станиной 1. Приложенные к концам полосы продольные усилия, передаваясь через валки 2, создают

опрокидывающий момент подушки 3 относительно опоры 4, Под действием этого момента подушка 3 стремится повернуться относительно опоры 4 в плоскости, перпендикулярной осям валков 2, в пределах зазора д между подушкой 3 и станиной 1. От поворота подушка фиксируется толкателями 6, расположенными в направляющих; корпусов 7. При этом датчик 5, взаимодействующий со штоком цилиндра большего

диаметра 9, измеряет реакцию станины 1 от опрокидывающего момента плюс усилие гидроцилиндра меньшего диаметра 8, а датчик 5, взаимодействующий со штоком гидроцилиндра меньшего диаметра 8.

измеряет усилие гидроцилиндра меньшего диаметра 8. Усилие гидроцилиндра меньшего диаметра 8 имеет колебательный характер благодаря тому, что в его магистрали питания установлен генератор 10 колебаний давления рабочей жидкости, который накладывает на постоянное давление в питающей магистрали периодическую составляющую, Электрические сигналы датчиков 5 вычитаются в сумматоре 11, на выходе которого имеем разность сигналов датчиков 5 в, пропорциональную реакцию станины 1 от опрокидывающего момента подушки 3 относительно опоры 4. Сигнал вимеет колебательный характер вследствие действия на

систему датчик 5 - шток 6 - подушка 3 переменного усилия со стороны гидроцилиндра меньшего диаметра 8. С выхода сумматора 11 сигнал поступает в частотный фильтр 12, где из него исключается периодическая составляющая с частотой, генерируемой генератором 10 колебаний давления рабочей жидкости. На выходе частотного фильтра 12 имеем сигнал $ф, пригодный для индикации и регулирования.

Таким образом, благодаря действию на измерительную систему датчик 5 - толкатель 6 - подушка 3 переменного усилия со стороны гидроцилиндра меньшего диаметра 8. в питающей магистрали которого установлен генератор 1.0 колебаний давления рабочей жидкости, вследствие эффекта вибрационной линеаризации погрешности измерение, связанные с наличием сил сухого трения между толкателями 6 и направляющими корпусов 7, а также моментом трения в опоре 4 подушки 3, исключаются.

Предлагаемая клеть спроектирована для непрерывного лабораторного стана ДУО-180, питание гидроцилиндров от маелостанции с номинальным давлением 5 МПа. В качестве датчиков использованы датчики СТ 1009 с допустимым усилием 10 кН, толкатели диаметром 30 мм, опора подушки типа сфера по сфере, радиусы сфер 80 и 100 мм, диаметры гидроцилиндров мм, d2 36 мм. Генератор колебания давления представляет собой дроссель и камеру с периодически изменяющимся объемом (в данном случае это сильфон, на кото- рый воздействует кулачок). Частота генерируемых колебаний 10-500 с .

Работу клети можно проиллюстрировать при помощи графиков фиг.2 и 3, где Тт и Та - фактическая разность продольных усилий в полосе в произвольные моменты времени п, Г2 и тз; в.- сигнал на выходе сумматора 11 данной клети; вф - сигнал на выходе частотного фильтра. Для наглядности иллюстрации преимуществ предлагав- мой клети величины и и Т2 выбраны такими, что (Ti - Т2) Дгр.

Допустим, реальная разность продольных усилий в полосе Т изменяется во времени г в соответствии с графиком, приведенным на фиг.2 вверху. При этом результаты измерения клети-прототипа приведены на фиг.2 на втором сверху графике. Статическая ошибка измерения Дф связана с наличием в измерительной системе сил трения, кроме того, клёть-прототйп обладает зоной нечувствительности, т.е. не реагирует на изменение усилия, меньшего Дтр. После наложения на постоянно действующее давление в питающей магистрали пери- одической составляющей на постоянно действующее усилие гидроцилиндра меньшего диаметра накладывается периодическое усилие с амплитудой А Лгр.

При этом сигнал на выходе сумматора в без учета гармоник порядка выше, чем первый, приобретает вид, показанный на фиг.2 на третьем сверху графике. После фильтрации периодической составляющей

-

в частотном фильтре сигнал 0$, имеет вид изображенный на нижнем графике фиг.2.

Наличие сил сухого трения между толкателями и направляющими станины и моментом трения в опоре подушки приводит к неоднозначности статической характеристики, связывающей результат измерения 0 с фактической разностью продольных усилий в полосе Т :(фиг.3а)для клети-прототипа.

Наложение с помощью генератора 10 колебаний давления рабочей жидкости в гидроцилиндре 7 вызывает периодические колебания подушки и, следовательно, продольных усилий в полосе с амплитудой А, пропорциональной амплитуде кол ебаний давления рабочей жидкости, накладываемых генератором.

Вследствие эффекта вибрационной линеаризации статическая характеристика между измеренной 0 и фактической Т разностью продольных усилий в полосе $j становится линейкой (фиг.36), что существенно повышает точность измерения натяжения.

В качестве частотного фильтра использован развертывающий операционный усилитель.

Предлагаемая клеть за счет эффекта вибрационной линеаризации позволяет исключить статическую ошибку измерения продольных усилий в полосе и зону нечувствительности, связанные с наличием сил сухого трения между толкателями и направляющими, а наличием момента трения, т.е. исключить погрешность измерения порядка 5% от измеряемой величины.

Формула изобретения

Прокатная клеть по авт.св. isfc 1463363, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества проката путем повышения точности измерения и регулирования продольных усилий в полосе, она снабжена генератором колебаний давления рабочей жидкости, установленным в магистрали питания гидроцилиндров.

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к конструкциям прокатных клетей для измерения и регулирования продольных усилий в полосе, является усовершенствованием устройства по авт.св. Ish 1463363. Цель изобретения - повышение качества проката путем повышения точности измерения и регулирования продольных усилий в полосе. В процессе прокатки исключение погрешности измерения достигается путем использования генератора колебаний давления рабочей жидкости, установленного в магистрали питания гидроцилиндров. 3 ил.