Устройство для автоматического управления прокаткой труб с утоненными концами Советский патент 1980 года по МПК B21B37/78 

ни запаздывания исполнительных устройств в масштабе импульсов генератора.

Цель изобретения - увеличение точ.кости заданного дополнительного обжатия передних концов труб для уменьшения отходов металла при последующем Ь)едуцировании труб с утоненными кон-цамй.

Эта цель достигается тем, что в устройство,, содержащее два датчика положения концов проката, вычитающий счетчик, многоразрядный вентильный блок, формирователь команд переноса, элемент совпадения, ключ и генератор импульсов, выход которого подключен к входу ключа,, выход которого соединен с входом вычитаквдего счетчика, подключенного к выходу многоразрядного вентильного блока, управляющий вход которого подключен к выходу форлетрователя команд переноса, дополнительно введен датчик нижнего положения валков реверсивный счетчик, два ключа, схема ИЛИ, три элемента совпадения и три инверторе, вход первого инвертора соединен с выходом первого датчика положения концов проката, с первым управляющим входом первого ключа и с первыми входами первого, второго и третьего элементов совпадейий, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента совпадения вход второго инвертора соединен с выходом второго датчика положения концов проката, с первым выходом первого элемента совпадения, с первым входом схемы ИЛИ и с. вторыми входами третьего и четвертого элементов совпадения, выход которого соединен со вторым входом второго элемента совпадения, вход третьего инвертора соединен с выходом датчика нижнего положения валков. и третьим входом третьего элемен.та совпадения, выЗсод которого соединей с третьими бходс1ми второго и четвертого элементов совпадения, выход генератора импульсов соединен с первыми входами второго и третьего ключей,; со вторыми входами которых соединена соответственно выходы второго и третьего элементов совпадения, а выход четвертого элемента совпадения соединен с входом формирователя команд переноса, выходы второго и третьего ключей соединены соответственно с первым и со вторым входами реверсивного счетчика, выход которого соединен с первым входом многоразрядного вентильного блОка, выход нулевого состояния вычитающего счетчика соединен со вторым входом первого элемента совпадения, выход которого соединен со вторым входом схемы ИЛИ.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Датчики 1, 2 положения концов проката, например месдозы или фотодатчикй. устанавливаются так: датчик 2 в

клети, где изменяется раствор валков, а датчик 1 - перед входом в эту клеть например, в смежной, предшествующей клети, при этом расстояние между датчиками 1, 2 должно быть больше расстояния, проходимого передним концом прокатываемой трубы за время запаздывания исполнительных устройств при максимально возможной.скорости прокатки. Датчик 3 нижнего положения валков, устанавливаепвлй, например, на нажимном устройстве, выдает сигнал при достижении валками минимального раствора (в нижнем положении валов) и прекращает .выдачу сигнала в момент трогания валков при увеличении их раствора (при разведении). Выходы датчиков 1,2, 3 подключены соответственно к первым входам элементов 4, 5, 6 совпадения, вхО|Цу инвертора 7 и управляющему входу ключа об, к второму входу элемента совпадения 5, первым входам элемента 9 совпадения и схемы ИЛИ 10 и-входу инвертора 11, к третьему входу элемента совпадения 5 и входу инвертора 12. Выходы инверторов 7, 11, 12 подключены соответственно к второму входу элемента совпадения 9, к второму входу элемента совпадения 4, к третьим входам элементов совпадения 4, 9. Генератор 13 импульсов постоянной частоты через ключи 14, 15, 8 подключен соответственно к суммирующему входу реверсивного счетчика 16, к вычитаивдему входу этого же счетчику, к входу вычитаквдего счетчика 17, соединенного через многоразрядный вентильный блок 18 с реверсивньа- счетчиком 16, Управляющие входы ключей блок 18 соединены с реверсивным счетчиком 16. Управляющие входы ключей 14, 15 ссУединены соответственно с вы- ходами элементов совпадения 4, 5, а управляющий вход многоразрядного вентильного блока 18 через фоЕИУ1Ирователь 19 команд переноса подключен к выходу элемента совпадения 9. Выход нулевого состояния вычитающего счетчика 17 подключен к второму входу элемента совпадения б, выход которого соединен со вторым входом схемы ИЛИ, при срабатывании которого выдается команда на нажимное устройство для изменения валков.

Устройство работает следуквдим образом.

В ис.ходом состоянии перед прокаткой с дополнительным обжатием передних концов труб валки имеют нужный минимальный раствор и на выходе датчика 3 есть сигнал, на .выходах датчиков 1, 2 сигналы отсутствуют. Поэтому на выходах инверторов 7, 11 есть сигналы, а на выходе инвертора 12 сигнал отсутствует. Элементы совпадения 4, 5, б, 9 схемы ИЛИ 1О и формирователь .19 выключены, вентильный блок 18 закрыт. Генератор 13 включен, однако на входы счетчиков 16, 17, которыа находятся в нулевых состояниях, импульсы не поступают, так как ключи 8, 14, 15 закрыты.

При заходеконца первой прокатываемой трубы в клеть, где установлен датчик 1, последний срабатывает и на выходе инвертора 7 сигнал исчезает. Сигналом датчика 1 включается элемент совпадения 6 и открывается ключ 8, через который начинают поступать импульсы из генератора 13 на вход счетчика 17, состояние которого не меняется, так как он уже находится в нулевом сос.тоянии. Сигнал с выхода элемента совпадения.б поступает на вход схемы ИЛИ 10 и включает его, что приводит к появлению на его выходе сигнала на включение исполнительных механизмов нажимного устройства клети, где установлен датчик 2.

Через некоторое время запаздывания исполнительных устройств валки начинают разводиться, увеличивая свой раствор. В момент трогания валков выключается датчик 3 и на выходу ик5вертора 12 появляется сигнал, который включает элемент совпадения 4. Открывается ключ 14, через котоЕжлй начинают поступать импульсы из генератора 13 на суммирукхций вход счетчика 16. Так как сигнал на включение нажимйого устройства был выдац со слишком большим упреждением, в момент выключения датчика 3 передний конец еще не зашел в клеть, где установлен„датчик 2, и последний еще не сработал.

Через некоторое время, которое как раз равно необходимому упреждению на включение нажимного устройства, передний конец 3 аходит в клеть, где ус тановлен датчик 2, и последний срабатывает, подтверждая включение схв№л ИЛИ 10. На выходе инвертора 11 . сигнал исчезает, что приводит к выключению элемента совпадения 4, закрыванию ключа 14 и прекращению поступления импульсов на суммирующий вход счетчика 16, в котором, таким образом, оказывается записанным число, в масштабе импульсов генератора 13 эквивгшентное необходимому упреждению. В этот момент времени в завйсимости от расстояния между датчиками 1 2, скорости прокатки и установленной для данной трубы длины утоненного переднего конца разведение валков может либо окончиться, либо еще продолжается. 5 первом случае труба будет прокатана без утонения переднего конца, а во-втором - с утоненным концом меньшей длины, чем требуется.

После окончания разведения валков производится прокатка цилиндрической части трубы. При выходе заднего конц трубы из клети, гДе установлен датчик 1, последний выключается и на выходе инвертора 7 появляется сигнал Закрывается ключ 8 и прекращается поступление импульсов из генератора 13

на вход счетчика 17, который при этом находится в нулевом состоянии. Сигналом инвертора 7 включается элемент совпадения 9, что приводит к срабатыванию формирователя 19, выходной импульс которого обеспечивает открывание многоразрядного вентильного блока 18 и перенос информации из счетчика 16 в счетчик 17-. По окончании переноса информации, т. е. по окончании импульса формирователя 19,

0 блок 18 разъединяет счетчики 16, 17. Выключение датчика 1 приводит также к выключению элемента совпадения б, , однако схема ИЛИ 10 выключается, так как на его другом входе есть сигнал

5 от датчика 2.

При выходе заднего конца трубы из клети, где установлен датчик 2, последний выключается и на выходе ин.вертора 11 появляется .сигнал. Выключается элемент совпадения 9 и со вхо0да формирователя 19 снимается сигналформирователь 19 готов к повторному включению. Одновременно выключается схема ИЛИ 10, снимая с исполнительных механизмов нажимного устройства кле5ти , где установлен датчик 2, включаюЬц1й их сигнал. Через некоторое время запаздывания исполнительных устройств валки начинают сводиться. При окончании сведения валков срабатывает дат 0чик 3 и на выходе инвертора 12 сигнал исчезает.

Устройство пришло в исходное состояние для прокатки второй . При этом состояние вЬех элементов устрой5ства, кроме счетчиков 16, 17, такое же, как и перед прокаткой первой трубы. В счетчиках же записана информация (числа), в масштабе импульсов генератора 13 эквивалентная необходимому

0 упреждению на включение нажимного устройства.

Таким образом, первая труба прокатывается без гарантированного дополнительного обжатия переднего конца, чего можно избежать, предварительно

5 введя, например вручную, в вычитающий счетчик .17 информацию (число) , в масштабе импульсов генератора 13 примерно эквивалентную необходимому упреждению (на чертеже устройство руч0ного ввода не показано). При этом прокатка первой трубы будет вестись аналогично прокатке второй трубы.

При заходе переднего конца второй прокатываемой трубы в клеть, гДе ус5тановлен датчик 1, последний срабатывает и на выходе инвертора 7 сигнал исчезает. Включение датчика 1 однако не приводит к включению элемента совпадения 6, так как счетчик 17 не на0ходится в нулевом состоянии. Сигналом датчика 1 открывается ключ 8 и на вход счетчика 17 начинают поступать импульсы из генератора 13, производя последовательное вычитание единиц из числа, записанного в счетчике 17. В

5 момент уменьшения числа в счетХ1ике 1 до нуля, . е. через необходимое вре мя упреадения на включение нажимяого устрбй :тва7 последовательно срабатывают элемент совпадения б и схема ИЛИ 10 и вьщаеется сигнал на включение нажимного устройства. Возможны следунмцие три варианта работы устрой ства. - : Первый вариант. Момент тротания валков и момент захода переднего кон ца трубы в клеть, где установлен дат чик 2, совпадают. При этом одновременно срабатывает датчик 2 и выключа ется датчик 3, поэтому элементы совпадения 4, 5 не срабатывают, ключи 14, 15 не открываются и в счетчике 16 еШсрамяётся информация, эа тйсанна в нем при прокатке первой трубы. В дальнейшем устройство работает так Я Щ)й п{ 6каткв пёрвЬйтр1у6ы. Второй вариант. Валки начинают .трогаться раньше, чем передний конец трубы заходит в клеть, где установле датчик 2. Работа устройства в этом случаё аналогична его работе при про катке первой трубы, лишь с той раэницей, что в счетчиках 16, 17 будут записаны откорректированные и увеличенные по сравнению с первой трубой чисйа, . Третий вариант. Передний конец грубы заходит,в клеть, где установлен датчик 2, раньше, чем начинают трогаться валки. Срабатывает датчик 2и включает элемент совпадения 5, который открывает ключ 15, через который начинают поступать импульсы из генератора 13 на вычитающий вход реверсивного счетчика 16, производя последовательное вычитание единиц it3 числа, записанного в счетчике 16. . ОДйбв ремённ6 на выходе инвертора 11 сигнал исчезает. Через некоторое вре мя в алии .начинают трогаться и датчик 3выключается, что приводит к выключению элемента совпадения 5, зайрыванйю ключа 15 и прекращению поступления импульсов из генератора 13 на вычитакщий вход счетчика 16. Дальней шая работа устройства в этом случав аналогична его работе при прокатке первой трубы, лишь с той разницей, что в сЧсетчиках 16, 17 будут записан откорректированные и. уменьшенные по сравнению с первой трубой числа. В liepBbM из рассмотренных случаев после прокатки получается труба с утоненншы передним концом зг1данной длины, во втором случае - с утоненны передним концом несколько меньшей дл ны по сравнению с заданной i в третьем - с утоненным передним концом несколько большей Длины по с равнёнйю с заданной, при этом на конце трубы прокатывается небольшой цилиндрический участок. Работа устройства при прокатке каждой последую1цей трубы аналогична его работе при прокатке второй трубы. Устройство по сравнению с извест ным увеличивает точность заданного допапнительного обжатия передних койцов труб, так как автоматически корректирует при прокатке каждой трубы упреждение на включение нажимного Устройства, что исключает влияние не только возможных изменений скорости прокатки, но и влияние возможных изменений запаздывания исполнительных устройств и возможных изменений частоты генератора импульсов. Кроме того, при обслуживании устройства .исключается какие бы то ни было ручные операции. Таким образом, устройство позволяет автоматически задавать с высокой точностью упреждение на включение нажимного устройства независимо от изменений скорости прокатки, времени запаздывания исполнительных устройств и частоты гене1 атора импульсо и может быть использовано при горячей прокатке труб с изменением раствора валков на переднем конце труе. Формула изобретения Устройство для автоматического управления пройаткой труб с утоненными концами, содержащее два датчика положения концов проката, вычитающий с%етчик, многоразрядный вентильный блок, формирователь команд переноса, элемент совпадения, ключ и генератор ИМПУЛЬСОВ , выход которого подключен к входу ключа, выход которого соединен с вхо;д;рм в{ читающего счетчика, подключенного к выходу многоразрядного вентильного блока, управля одий вход которого подключен к выходу формирователя команд переноса, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности толщины ртенки передних концо-в труб, устйройство дополнительно содержит датчик нижнего положения валков, реверсивный счетчик, два ключа, схему ИЛИ, три элемента совпадения и три инве1 тора, причем вход nepBoi4 инвертора соединён с выходом первого датчика положения концов проката с первым управлякяцим входом первого ключа и с первыми входами первого, второго и третьего элементов совпадения, а выход которого соединен с первым в содом четвертого элемента совпадения, вход второго инвертора соединен с выходом второго датчика положения концов проката, с первым выходом первого элемента совпадения, с первым входом схемы или и с вторы -ш входами третьего и четв1эртого элементов совпадения, а выход которого соединен со вторымвходом второго элемента совпадения, вход третьего инвертора соединен с

выходом датчика нижнего положения валков и третьему входу третьего элемента совпёшения, выход недорого соединен с третьими входами второго и четвертого элементов совпадения, выход генератора импульсов соединен с первыми входами второго М третьего ключей, со втоця ми входами которых соединены соответственно выходы второго и третьего элементов совпадения, а выход четвертого элемента совпадения соединен с входом формирователя кЪмаид переноса г выходы второго и третьего ключей соединены соответст-.

венно с первым и со вторым входами реверсивного счетчика, выход которого соединен с первым входом многоразрядного вентильного блока, выход нулевого состояния вычитающего счетчика соединен со вторым входом первого элемента совпадения, выход которого соединен с6 вторим входом схемы ИЛИ.

Источники информации, приня тые во внитние при экспертизе

1.Патент ГДР 108663, кл. В 21 В 17/08; 1574.

2.Авторское свидетельство СССР 442863, кл. В 21 В 37/00, 1974.