Устройство для регулирования натяжения полосы при намотке в рулон Советский патент 1982 года по МПК B21C47/00 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано на листовых станах горячей и холодной прокатки. Известно устройство для регулирования натяжения полосы при намотке на шпулю. Натяжение измеряют на участке между парой подающих роликов и рулоном. Ведут постоянный контроль величины натяжения и регулируют изменение тока в обмотке возбуждения двигателя барабана и подающих роликов 13 Вследствие того что радиус рулона определяется не путем непосредственного измерения, а косвенно по усилию изгиба полосы при образовании круглого витка рулона, имеют мес то ошибки в определении плотности на мотки полосы. Известно также устройство для регулирования натяжения полосы при намот.ке в рулон, содержащее систему уп равления электроприводом моталки и связанный с ней датчик текущего радиуса рулона 2. Однако это устройство не учитывает произвольных изменений свойств полосы в процессе намотки (толщины, модуля упругости сматываемого материала, температуры полосы и др.). Например, в результате изменений упругих свойств металла возможно произвольное изменение плотности намотки полосы в рулон: он может быть смотан менее плотным, чем необходимо. Неплотная намотка рулона может привести к межвитковому проскальзыванию, чем повреждается поверхность полосы; при дальнейшей термообработке рулона (остывании или отжиге) возможно нарушение режима термообработки вследствие, например, большего проникновения газов между витками рулона. Если рулон распушен, то при охлаждении в него проходит значительное количество кислорода воздуха, что ведет к увеличенному окалинообразованию. Кроме того, в некоторых слу395чаях смотку полосы з рулон необходим вести в зависимости от угла поворота барабана, например, тогда, когда несколько первых витков рулона должны быть намотаны с большей плотностью, чем последующие, чем достигается прочность внутреннего диаметра рулона - он не распушивается внутрь. Ука занное обстоятельство важно при крановых операциях с рулоном, при установке рулона на разматывателе при листоотделке. Целью изобретения является повышение качества намотки. Цель достигается тем, что устройство для регулирования натяжения полосы при намотке на рулон, содержащее систему управления электроприводом моталки и связанный с ней датчик текущего радиуса рулона, снабжено блоком задания коэффициента неплотности намотки датчиком угла поворота барабана моталки, блоком вычисления коэф фициента неплотности намотки и элеме том сравнения, при этом выход датчик текущего радиуса рулона соединен с первым входом блока вычисления коэффициента неплотности намотки и входо блока задания коэффициента неплотнос ти намотки, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выхо дом блока вычисления коэффициента не плотности, а выход - с- входом системы управления электроприводом моталки, выход датчика угла поворота бара бана соединен с вторым входом блока вычисления коэффициента неплотности намотки. На чертеже представлена блок-схема устройства для регулирования натя жения полосы при намотке в рулон. Устройство содержит датчик 1 текущего радиуса рулона систему 2 управления электроприводом моталки, датчик 3 угла поворота барабана моталки, блок k задания коэффициента неплотности намотки, блок 5 вычисления коэффициента неплотности намотки и элемент сравнения 6, причем выход датчика 1 текущего радиуса соединен с первым входом блока 5 вычисления коэффициента неплотности намотки и входом блока k задания коэффициента неплотности намотки, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения б, второй вход которого со единен с выходом блока 5 вычисления коэффициента неплотности намотки, а выход - с входом системы 2 управления электроприводом моталки, выход датчика 3 угла поворота барабана соединен с вторым входом блока 5 вычисления коэффициента неплотности намотки. Датчик 1 текущего радиуса рулона может представлять собой ролик, катящийся по рулону, причем на валу ролика находится импульсатор. Система 2 управления электроприводом моталки обеспечивает необходимый режим питания электродвигателя. Датчик 3 угла поворота барабана моталки представляет собой импульсатор, связанный с валом барабана. Блок k задания коэффициента неплотности намотки может представлять собой дешифратор, который в зависимосг ти от задания и угла поворота барабана обеспечивает на выходе заданный коэффициент. Блок 5 вычисления коэффициента неплотности намотки представляет собой специализированное вычислительное устройство, реализующее алгоритм вычисления теоретического диаметра DT и фактического коэффициента неплотности смотки Кф, Перед началом смотки полосы задают необходимый закон изменения коэффициента неплотности смотки К в виде Кз (Оф), где D(t) - текущий фактический диаметр рулона, Коэффициент неплотности смотки рулона определяется по формуле ф- о где D-p - теоретический диаметр рулона, соответствующийидеально полной намотке материала. Величина коэффициента К всегда меньше единицы и обычно составляет 0,9, .Текущий фактический диаметр (радиус) рулона измеряют с помощью датчика радиуса рулона, а теоретический диаметр рассчитывают по формуле . DT DO ч- f hV, где DQ - диаметр барабана моталки; h - толщина сматываемого материала;Ч - суммарный угол поворота ба рабана моталки от момента начала смотки до момента измерения. Величину h задают, исходя из номи нальной толщины в случае же, если требуется повысить точность измерения, толщину можно заменить толщиномером и усреднить. Величину угла поворота барабана моталки Ч измеряют с помощью датчика Для опрецеления качества смотки полосы в рулон (т. е. плотности намотки рулона) производят расчет фактического коэффициента неплотности смотки Кф по формуле (2), величину которого сравнивают с заданным коэффициентом по формуле (1), При этом величину К выбирают в зависимости от данного текущего диаметра рулона 0. С помощью элемента сравнения находят разность заданного и фактического коэффициентов по формуле дК К 3 - Кф, По величине разности дК с помощью системы управления электродвигателями моталки величину управляющего воздействия на двигатель моталки с тем, чтобы Минимизировать имеющуюся разность. 1 . На широкополосных станах 2000 горячей прокатки смотка полос происходит на моталки, имеющие диаметр бара бана, составляющий 850 мм; пусть при смотке полосы толщиной 5 мм суммарный угол поворота барабана составил величину 100 JF ред. Теоретический ди аметр рулона в соответствие с формулой (З) будет равен 100 0 850 + 1350 мм. .JT Пусть измеренный датчиком радиус рулона фактический диаметр составил 1535 мм, следовательно, коэффициент неплотности смотки, определяемый по формуле (2), равен Предположим, что закон изменения коэффициента неплотности смотки от диаметра задан для простоты в виде Ъ °9 const , тогда разность заданного и фактичесКОГО коэффициентов, определенная по формуле () лК 0,3 - 0,88 0,02 , показывает, что рулон наматывается с плотностью ниже заданной. В соответствии с величиной дК 0,02 система управления электроприводом моталки вырабатывает сигнал, по которому скорость вращения электродвигателя увеличивается, чем обеспечивается увеличение натяжения смотки и, следовательно, увеличение плотности рулона , Устройство работает следующим образом. В блоке k задания коэффициента неплотности намотки задают требуемую зависимость изменения коэффициента от радиуса в соответствии с формулой (1), а в блок 5 вычисления коэффициентов неплотности намотки - номинальную толщину полосы h диаметр барабана моталки DQ. С момента начала намотки начинается измерение фактического радиуса рулона с помощью датчика 1 текущего радиуса рулона и отсчет угла поворота барабана моталки с помощью датчика 3 угла поворота барабана моталки, и сигнал с датчика 1 текущего радиуса рулона поступает на вход блока k задания коэффициента неплотности намотки и первый вход блока 5 вычисления коэффициента неплотности намотки, на второй вход которого поступает сигнал с датчика 3 угла поворота барабана моталки. В блоке 5 вычисления коэффициента неплотности намотки происходит вычисление текущего теоретического радиуса рулона по формуле (3) и фактического коэффициента неплотности смотки по формуле (2). Сигнал, пропорциональный фактическому коэффициенту Кф, поступает на второй вход элемента 6 сравнения, на первый вход которого поступает сигнал, пропорциональный теоретическому коэффициенту неплотности смотки К. Величина К выбирается в блоке k задания коэффициента неплотности намотки в соответствии с заданным законом по формуле (1) от фактического радиуса рулона.На выходе элемента 6 сравнения появляется сигнал рассогласования, пропорциональный разности, определяемой по формуле (). Этот сигнал обрабатывается