Устройство для измерения усилия прокатки по деформации клети прокатного стана Советский патент 1993 года по МПК B21B37/08 G01L1/12 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано в составе автоматизированных систем управления для измерения усилия, например, прокатки в металлургии.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для измерения усилия прокатки по деформации клети прокатного стана; на фиг.2 - временные диаграммы выходных сигналов боков устройства по фиг.1.

Устройство для измерения усилия прокатки по деформации клети прокатного стана (фиг.1) содержит установленный на стойке клети 1 магнитоупругий датчик 2 с элементами крепления и защитным кожухом, блок 3 питания, преобразователь 4. блок 5 задержки, блок 6 выборки-хранения, блок 7 вычитания, компаратор 8, блок 9 управления, задатчик 10 пороговых сигналов, переключатель 11 и измерительный прибор 12, причем, вход магнитоупругого датчика 2 подсоединен к выходу блока 3 питания, а выход магнитоупругого датчика 2 соединен

с преобразователем 4, выход которого соединен с первым входом блока 7 вычитания и с входом блока 5 задержки, выход которого соединен с входом блока 6 выборки-хранения, выход которого соединен с вторым входом блока 7 вычитания, выход блока 7 вычитания соединен с измерительным прибором 12 и с одним из входов компаратора 8, другой вход которого соединен с выходом переключателя 11, выход компаратора 8 соединен с входом блока 9 управления, выходы блока 9 управления соединены с управляющими входами блока 6 выборки- хранения и переключателя 11, выходы за- датчика 10 пороговых сигналов соединены с входами переключателя 11.

Устройство работает следующим образом.

При работе прокатного стана ее стойка 1 деформируется. Деформация стойки 1 складывается из медленно-меняющейся (квазистатической) составляющей, обусловленной изменением, например, температуры клети и динамической, обусловленной переменным усилием прокатки. Вследствие

SW

Ј

со

К

со

00

о

I

со

этого, при подключении датчика 2 к блоку 3 питания сигнал, преобразованный в преобразователе 4 в постоянное напряжение Щ (фиг.2) или цифровой код, пропорциональный деформации стойки 1, содержит квази- статическую и динамическую составляющие. Сигнал 1)4 поступает на блок 5 задержки, задерживающий сигнал на период времени Гз (Us на фиг.2), а затем, на блок б выборки-хранения для выделения квазистатической постоянной составляющей деформации по команде блока 9 управления -(Us Фиг.2).

После вычитания из полного сигнала квазистатической составляющей сигнал U на выходе блока 7 вычитания пропорционален динамической составляющей деформации, а следовательно, и усилию прокатки, которое инициируется измерительным прибором 12.

Выделение квазистатичесакой составляющей производится следующим образом.

При отсутствии металла блок под воздействием управляющего сигнала блока 9 (Ug) находится в режиме выборки (отслежи- вания). При входе металла в клеть сигнал блока 7 (U) возрастает и после превышения порогового значения U, формируемого за- датчиком 10 пороговых сигналов, и переключателем 11, компаратор 8 вырабатывает сигнал наличия металла (Us). Под воздействием переднего фронта сигнала Us блок 9 переводит блок 6 в режим хранения квазистатической составляющей сигнала и переключает переключатель 11, подавая на опорный .вход К компаратора 8 сигнал Ua. Т.к. на вход блока 6 сигнал подается с задержкой Тз (, то при появлении сигнала наличия металла Us блок 6 фиксирует величину сигнала преобразователя 4 в момент време- ни, предшествующий началу прокатки.

При выходе металла из клети сигнал блока 7 падает и становится меньше уровня U2, что ведет к спаду сигнала наличия металла Us. Выходной сигнал блока 9 переходит в нулевое состояние с запаздыванием на промежуток времени Тз + ткп, где ткл - время завершения переходного процесса в клети. При этом, блок 6 переводится в режим выборки, а на вход компаратора 8 по- дается уровень UL После входа в клеть новой заготовки процесс повторяется.

Пороговое значение Ua устанавливается в процессе эксплуатации, исходя из мак

симальной величины разогрева места крепления датчики за время прокатки одной заготовки. Это обеспечивает гарантированное обнуление выходного сигнала устройства после выхода металла из клети, при выходе прокатного стана на установившийся рабочий режим, когда температурный дрейф максимален.

Пороговое значение Ui также устанавливается в процессе эксплуатации, исходя из чувствительности компаратора 8 и воздействия на датчик возмущающих факторов, не связанных с усилием прокатки, таких, как биение валков, вибрация клети и т.п. Минимизация Ui позволяет уменьшить величину тз и максимально приблизиться к моменту начала, прокатки.

Таким образом, устройство позволяет отслеживать квазистатическую составляющую деформации клети после выхода металла из клети и завершения механического переходного процесса до начала следующей прокатки и хранить ее при прокатке металла, что позволяет поднять точность измерения усилия прокатки по деформации клети прокатного стана.

Формула изобретения

Устройство для измерения усилия прокатки по деформации клети прокатного стана,содержащеекомпаратор, магнитоупругий датчик, установленный на стойке станины клети, вход которого соединен с выходом источника питания, а выход - с входом преобразователя, выход которого соединен с первым входом блока вычитания, выход которого соединен с входом измерительного прибора, второй вход блока вычитания соединен с выходом блока выборки-хранения, отл ичающееся тем, что оно снабжено блоком управления, переключателем, задатчиком пороговых сигналов и блоком задержки, выход которого соединен с выходом преобразователя, а выход - с первым входом блока выборки-хранения, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с первым входом переключателя, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания, выход компаратора с входом блока управления, второй и третий входы переключателя соединены с выходами за- датчика пороговых сигналов.

Использование: измерение усилий в машиностроении, металлургии. Сущность изобретения: устройство содержит стойку клети, магнитоупругий датчик, блок питания, преобразователь , блок задержки, блок выборки-хранения, блок вычитания, компаратор, блок управления, задатчик пороговых сигналов, переключатель, измерительный прибор. 2 ил.

фиг.1

Щи г. I