Бесконтактное устройство для фиксации моментов захвата и выброса слитка из валков прокатного стана Советский патент 1979 года по МПК B21B38/00 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов, а именно к способам и устройствам для фиксации моментов захвата и выброса слитка из валков прокатного стана, преимущественно обжимного реверсивного стана горячей прокатки типа блюминг. Известно устройство для фиксации моментов захвата и выброса металла, со держащее датчики тока якоря и числа оборотов прокатного двигателя, два операционных усилителя, потенциометр производной тока якоря, потенциометр числа оборотов двигателя, логическую схему с элементами ИЛИ-НЕ, Память. К выходам операционных усилителей подключены по-, тенциометры, к средним точкам потенциометров и к выходу датчика тока якоря подключены логические элементы ИЛИ-НЕ Выходы элементов ИЛИ-НЕ подключены к одним входам элементов И, выходы которых соединены с элементами Память , а положительный полюс потенциометра числа оборотов двигателя и отрицательный полюс потенциометра производной тока якоря соединен со вторыми входами элементов И ij , Однако такое устройство сложно, имеет большое количество логических и других элементов, что снижает надежность его в работе. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, по которому осуществляют измерение ЭДС подшипниковых токов электродвигателя, ксж1пеисирует эту ЭДС по току нагрузки и магнитному потоку электродвигателя, вычитают из указанной величины напряжение, пропорциональное скорости вращения электродвигателя, а указанную разность преобразуют в сигнал, пропорциональный определяемым механическим напряжениям (мо- . менту) в вале электродвигателя 2 . Однако такое устройство не выполняет функции по фиксации моментов захвата и выброса металла из валков прокатного стана. 36 Цель изобретения - повышение иадежности и быстродействия, Это достигается там, что устройство дополнительно содержит два потенциомет ра, источник эталонного напряжения, формирователь импульсов, статический, триггер, состоящий из двух последовательно включенных логических элементов ИЛИ-Н охваченных обратной связью, два элемента выдержки времени и датчик пробуксовки, причем выход усилителя через потенциометр, диагональ мостового выпрямителя, вторая диагональ которого через второй потенциометр соединена с источником эталонного напряжения, и формирователь импульсов соединен с единичным входом статического триггера, а также - со входом первого элемента выдержки времени, выход которого соединен со вхо дом второго логического элемента ИЛИ-НЕ статического триггера, второй вход этого элемента соединен с выходом датчика пробуксовки, единичный выход статического триггера через второй эле- мент выдер кки времени соединен параллельно имеющемуся в первом элементе выдержки времени конденсатору. На чертеже дана схема предлагаемого устройства. Устройство имеет прокатный электродвигатель 1, шестеренную клеть 21 валки 3; слиток 4j заземленный подшипник 5 прокатного электродвигателя; изолированный подшипник 6 прокатного электро- jj двигателя; изолирукхцую прокладку 7; конденсатор 8j усилитель 9; задающий потенциометр 10; мостовой выпрямитель 11; эталонный потенциометр 12; источник 13 эталонного напряжения; формиро- 40 ватель 14 импульсов; выход 15 формирователя импульсов, блок памяти 16 (статический триггер). Блок памяти 16 включает первый логический элемент ИЛИ-НЕ 17, второй логический элемент ИЛИ-НЕ Iftjs Устройство содержит также элемент 19 выдержки времени для предотвращения сбора памяти при захвате слитка, выход 20 блока памяти 16 (появление сигнала на которсяи свидетельствует о захвате слит- JQ ка), элемент 21 выдержки времени для сброса памяти при выбросе слитка, датчик 22 пробуксовки. Прокатный электродвигатель 1 через шестеренную клеть 2 сочленен с валками 55

3, прокатывающими слиток 4, при этом один из подшипников 5 прокатного электродвигателя заземлен, а другой 6 иволиключенного к эталонному потенциометру 12, который соединен с источником 13 эталонного напряжения. Поэтому на вход 0 рован от земли с псшощью изолирующей прокладки 7в Между заземлением и изолированными подшипниками 5 и 6 (или, что одно и то же, между изолированным подшипником 6 и землей) черев конденсатор 8 и усилитель 9 включен задающий потенциометр 10, который через мостовой выпрямитель 11 подгшючен к эталонному потенциометру 12, соединенному с источником 13 эталонного напряжения. Разность напряжений на выходе потенциометров 10 и 12 подана на вход формирователя 14 импульсов, выходной сигнал с выхода 15 которого поступает одновременно на В|ХОд блока 16 памяти, состоящего из двух последовательно включенных логических элементов ИЛИ-НЕ 17 и 18, охваченных обратной связью с выхода второго элемента 18 на вход первого элемента 17, а также - на вход элемента 19 выдержки времени, выход которого подключен ко Входу второго логического элемента ИЛИ-НЕ 18 блока 16 памяти. Выходной сигнал блока 16 памяти, появляющийся при захвате слитка, поступает в схему управления или автоматики стана (на фигуре не показаны), а также на вход второго элемента 21 выдержки времени, выход которого подключен, параллельно к имеющемуся в первом элементе 19 выдержки времени конденсатору, определяющему выдержку времени этого элемента, и шунтирует этот конденсатор. Ко входу второго логического элемен- та ИЛИ-НЕ 18 блока 16 памяти подключен датчик 22 пробуксовки, Устройство работает следующим обраПри вращении прокатного электродвигателя 1 через шестеренную клеть 2 приводятся валки 3, прокатывающие слиток 4. При этом между заземленным и изо- лированньгм подшипниками 5 и 6 электродвигателя 1 возникает ЭДС его подшипниковых токов. Величина этой ЭДС (до захвата или после захвата слитка) и ее переменная составляющая, выделенная конденсатором 8, прошедшая через усилитель 9 и поданная на задающий потенциометр 10, оказываются меньше напря- жения мостового выпрямителя 11, подформирователя 14 импульсов никакой сиг нал не поступает. При захвате слитка, сопровождающемся ударом вследствие изменения магнито упругих-СВОЙСТВ вала электродвигателя 1 резко увеличивается переменная составляющая ЭДС подшипниковых токов электродвигателя. В результате этого появляется разность напряжений на выходе потенциометров 10 и 12, которая поступает на формирователь 14 импульсов,Вы ходной сигнал формирователя 14 импульсов имеет величину и .конфигурацию необходимые для управления стандартными логическими элементами. Этот сигнал подается на входблока 16 памяти. Благодаря последовательному включению двух логических элементов ИЛИ-НЕ 17 и 18, входящих в блок 16 памяти, и обратной связи с выхода второго элемента ИЛИ-НЕ 18 этого блока на вход его первого элемента ИЛИ-НЕ 17 сигнал, возникающий в момент захвата слитка 4 валками 3, оказывается запомненным в виде выходного сигнала блока 16 памяти. При этом сигнал, свидетельствующий о захвате слитка, сохраняется все время вплоть до выброса слитка. Для сброса памяти при выбросе слитка, когда также возникает изменение магнитоупругих свойств вала электродвигателя, подают импульс на вход второго элемента ИЛИ-НЕ 18 блока 16 памяти. Однако для предотвращения сброса памяти на выходе 20 блока 16 от сигнала при захвате слитка в данном устройстве применен элемент 19 выдержки времени. Время устанавливается несколько больше чем время действия сигнала при захвате. При выбросе слитка сигнал не может изменить состояние блока 17 памяти по каналу двух последовательно включенных его элементов ИЛИ-НЕ 17 и 18. Воздействие же сигнала через элемент 19, подключенный ко входу второго элемента ИЛИ-НЕ 18, приводит к сбросу памяти, что и необходимо для фиксации выброса слитка. Для повышения четкости работы устройства выдержку времени элемента 19, требуемую только при захвате слитка, необходимо исключить при выбросе слитка. Действительно, время выброса слитка как правило, меньше времени захвата, поэтому время действия сигнала также невелико, и сброс памяти при выбросе из-за выдержки времени элемента 19 может не произойти. Поэтому выход блока 16 памяти подключен такмсе ко входу второго элемента 21 выдериски времени, выход которого уменьшает выдержку времени элемента 19 до нуля посредством закорачивания (шунтировки) имеюи1егося в нем конденсатора, определяющего выдержку времени элeмeliтa 19 при захвате слитка. Отметим, что выдержка времени элемента 21 устанавливается несколько большей выдержки времени элемента 19, действующей только в режиме захвата, так как при меньшей выдержке времени элемента 21 возможен срыв памяти блока 16 В процессе захвата .слитка. При захвате слитка возк1ожно возникновение пробуксовки и связанных с нею высокочастотных колебаний вала электродвигателя и изменение его магнитоупругих свойств. В результате при пробуксовке также может возникнуть сигнал и произойти ложное срабатывание/устройства, хотя в действительности захват слитка не произошел. Для исключения ложного срабатывания устройства при буксовке на вход второго элемента ИЛИ-НЕ 18 блока 16 памяти подключен выход датчика 22 пробуксовки, при срабатывании которого исключается появление ложного сигнала на выходе блока 16 памяти. Данное устройство действует аналогично и при индивидуальном приводе валков. Формула изобретения Бесконтактное устройство для фиксации моментов захвата и выброса слитка из валков прокатного стана, преимущественно обжимного реверсивного стана горячей прокатки типа блюминг, содержащее измеритель электродвижущей силы подшипниковых токов прокатного электродвигателя, отлич ающееся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, оно дополнительно содержит потенциометра, источник эталонного напряжения, формирователь импульсов, статический триггер, состоящий из двух последовательно включенных логических элементов ИЛИ-НЕ, охваченных обратной связью, два элемента выдержки времени и датчик пробуксовки, причем выход усилителя через потенциометр, диагональ мостового выпрямителя, вторая диагональ которого через второй потенциометр соединена с источником эталонного напряжения и формирователь импульсов соединен с единичным входом статического триггера, а со входом первого элемента выдержки времени, выход которого соединен со входом второго логического элемента ИЛИ-НЕ статического триггера, второй вход этого элемента соединен с выходом датчика пробуксовки, единичный выход статического триггера через второй элемент выдержки времени соединен параллельно имеющемуся в первом элементе выдержки времени конденсатору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

N9 443693, кл. В 21 В 37/ОО, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 528468, кл. С 01 L 3/10, 1976/

Н