Гидравлическое нажимное устройство прокатного стана Советский патент 1982 года по МПК B21B37/62 B21B31/32 

(54) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ НАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО ПРОКАТНОГО СТАНА

1

Изобретение относится к классу прокатного оборудования и предназначено для использования на листовых прокатных станах, оснащенных гидравлическими нажимными устройствам.

Известен следящий гидропривод дроссельного регулирования с двусторонним управлением, в котором благодаря дополнительной обратной связи по-давлению в рабочей полости гидроцилиндра давление нагнетания регулируется в функции внешней нагрузки, приложенной к щтоку гидроцилиндра. В результате этого на управляющих щелях четырехкромочного золотника поддерживается постоянный перепад давления, что приводит, во-первых, к стабилизации скорости движения штока гидроцилиндра независимо от внешней загрузки, а во-вторых, обусловливает меньший износ управляюших кромок золотника и, следовательно, увеличивает долговечность работы всего гидропривода 1.

Применение данного решения в качестве гидравлического нажимного устройства связано со значительными первоначальными затратами, обусловленными применением дополнительной гидроаппаратуры высокого давления с большими проходными сечениями, и с большими затратами подводимой энергии, так как сеть высокого давления должна питать обе полости гидроцилиндра.

Известно также золотниковое управляющее устройство, в котором компенсация изменения давления внешней нагрузки реализуется с помощью метода силовой компенсации 2.

Применение данного решения для гид10равлического нажимного устройства прокатного стана затруднено из-за необходимости использования рычажной системы и большого числа подвижных элементов, что снижает точность и надежность работы устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидравлическое нажимное устройство, используемое в системе регулирования модуля клети.

20

Гидравлическое нажимное устройство представляет собой замкнутую позиционную систему, состоящую из двухполостного гидроцилиндра,электрогидравлического

усилителя, преобразователя перемещений

поршня гидроцилиндра, узла сравнения и масштабирующего усилителя. Регулирование положения поршня гидроцилиндра и, следовательно, величины валкового зазора производится по сигналу месдозы, установленной в клети 3.

Однако в указанном устройстве не обеспечивается одинаковая динамическая точность стабилизации валкового зазора во всем диапазоне усилий прокатки и сокращается долговечность гидравлического нажимного устройства.

Первый недостаток объясняется следующим. Нагружение порщня гидроцилиндра переменной силой приводит к изменению коэффициента усиления ветви электрогидравлический усилитель - гидроцилиндр, причем максимальное значение этого коэффициента имеет место при нимальнрй противодействующей и максимальной сопутствующей нагрузках. Настройка позиционной системы выполняется в расчете на максимальное значение коэффициента. Однако большая часть работы системы протекает в условиях, когда нагрузка на гидроцилиндр отличается от указанных предельных значений, в результате чего коэффициент усиления с истемы меньше максимального. Поэтому и быстродействие позиционной системы будет меньше, а это, в свою очередь, увеличивает ошибку воспроизведения задающего сигнала.

Второй недостаток объясняется тем, что при работе гидравлического нажимного устройства имеют место большие перепады давлений на щелях электрогидравлического усилителя, форсирующие износ его кромок.

Цель изобретения - обеспечение высокой точности регулирования валкового зазора во всем диапазоне усилий прокатки и увеличение долговечности гидравлического нажимного устройства.

Указанная цель достигается тем, что в гидравлическое нажимное устройство, установленное в прокатной клети, оснащенной месдозой, последовательно соединенной с вторичным преобразователем усилия прокатки и блоком регулирования модуля клети, состоящее из двуполостного гидроцилиндра, первичного преобразователя перемещений, кинематически связанного с поршнем гидроцилиндра, вторичного преобразователя перемещений, узла сравнения, масштабирующего усилителя и электрогидравлического усилителя, причем выход блока регулирования модуля клети соединен с первым входом узла сравнения, второй вход которого соединен с выходом вторичного преобразователя перемещений, выход узла сравнения через масщтабирующий усилитель соединен с входом электрогидравлического усилителя, выход которого соединен с поршневой полостью гидроцилиндра, дополнительно установлены первичный и вторичный преобразователи

давления в поршневой полости гидроцилиндра, регуляторы давления в линии нагнетания и в линии слива электрогидравлического усилителя, регулятор низкого давления в линии штоковой полости гидроцилиндра, задатчик перепада давления, выход которого соединен с первыми управляющими входами регуляторов давления, а их вторые управляющие входы соединены с выходом вторичного преобразователя давления.

На чертеже изображена структурная схема гидравлического нажимного устройства, используемого в системе регулирования модуля клети.

Гидравлическое нажимного устройство

состоит из двуполостного гидроцилиндра 1 с поршневой А и штоковой Б полостями, первичного 2 и вторичного 3 преобразователей перемещений, узла 4 сравнения, масштабирующего усилителя , электрогидравлического усилителя 6, состоящего из электромеханического преобразователя 7 и управляющего золотника 8, на нагнетательной линии 9 которого установлен регулятор 10 давления нагнетания, а на сливной линии 11 установлен регулятор 12 давления слива, на линии 13 штоковой полости Б установлен регулятор 14 низкого давления, в поршневой полости А установлен первичный преобразователь 15 давления, выход которого соединен с входом вторичного преобразователя 16 давления. Первые управляющие входы регуляторов 10, 12 и 14, давления соединены с выходом задатчика 17 перепада давления на щелях управляющего золотника 8, а вторые управляющие входы этих регуляторов соединены с выходом втоJ ричного преобразователя 16 давления. Первичный преобразователь 2 перемещений кинематически связан с поршнем гидроцилиндра 1. Гидравлическое нажимное устройство расположено в нижней части клети кварто, состоящей из станины 18 закрытого

0 типа, двух валков 19 с подушками и содержащей месдозу 20, последовательно соединенную с вторичны.м преобразователем 21 величины усилия прокатки и блоко.м 22 регулирования модуля клети. Выход блока 22 соединен с первым входом узла 4 сравнения, второй вход которого соединен с выходом вторичного преобразователя 3 перемещений, а выход через масштабирующий усилитель S соединен с входом электрогидравлического усилителя 6.

0 При рассмотрении работы гидравлического нажимного устройства следует различать диапазон малых нагрузок и диапазон больших нагрузок.

Малой нагрузкой называют такую нагрузку на штоке гидроцилиндра 1, которая

5 создает в поршневой полости А гидроцилиндра давление, меньшее заданной величины. Большой нагрузкой называют такую нагрузку, которая создает в поршневой полости А гидроцилиндра давление, большее или равное заданной величине. Гидравлическое нажимное устройство работает следующим образо.м. Регулирование положения поршня гидроцилиндра 1 и, следовательно, величины валкового зазора производится по сигналу месдозы 20. На первый вход узла 4 сравнения с выхода блока 22 регулирования модуля клети подается сигнал U, о величине дополнительной деформации станины 18, вызванной отклонением внешней нагрузки от заданного значения. На второй вход уз ла 4 сравнения с выхода вторичного преобразователя 3 перемещений подается сигнал Uj о величине отклонения текущего положения поршня гидроцилиндра 1 от заданного значения. На выходе узла 4 сравнения формируется сигнал Ц-и, который через масштабирующий усилитель 5 подается на вход электрогидравлического усилителя 6, преобразующего электрический сигнал в силовой поток жидкости через управляющий золотник 8. При движении поршня гидроцилиндра 1 вверх во всех диапазонах нагрузок силовой поток жидкости с помощью регулятора 10 давления нагнетания и управляющего золотника 8 подается в поршневую полость А. Штоковая полость Б через линию 13 и регулятор 14 низкого давления соединена со сливом. Регулятор 10 давления устанавливает в нагнетательной линии 9 управляющего золотника 8 величину давления нагнетания, равную -f ЛР; где р - давление в нагнетательной линии 9; Рд - текущее значение давления в поршневой полости А гидроцилиндра;- величина заданного перепада давления на щелях управляющего золотника 8. При движении порщня гидроцилиндра 1 вниз в диапазоне больших нагрузок жидкость из поршневой полости А под действием давления прокатываемой полосы 23 на валки 19, веса подвижных частей нижней валковой группы через сливную щель управляющего золотника 8, линию И слива и регулятор 12 давления отводится на слив. Регулятор 12 давления устанавливает в линии 11 слива управляющего золотника 8 величину давления слива, равную ,, приР ДРзаА РОЛ О при р дР, давление в линии 11 слива. где РСЛ При движении поршня гидроцилиндра 1 вниз в диапазоне малых нагрузок, когда в линии слива устанавливается нулевое давление, используется регулятор 14 низкого давления в штоковой полости Б гидроцилиндра, с помощью которого в поршневой полости А поддерживается минимальное заданное давление, равное РА - РЗОА. в итоге на нагнетательной и сливной щелях управляющего золотника 8 поддерживается постоянный перепад давления P Pи-Pд . который приводит к стабилизации коэффициента усиления ветви электрогидравлический усилитель - гидроцилиндр, а это, в свою очередь, приводит к тому, что позиционная система может иметь максимально возможное по условиям устойчивости быстродействие без необходимости изменения коэффициента усиления масштабирующего усилителя 5 в зависимости от внещней нагрузки. Максимальное быстродействие обеспечивает минимальную ошибку воспроизведения позиционной системой задающего сигнала. Кроме того, ограниченная величина перепада давления на щелях управляющего золотника уменьщает интенсивность износа его кромок, что приводит к увеличению надежности гидравлического нажимного устройства. Применение изобретения позволит одновременно обеспечить высокую точность регулирования толщины прокатываемой полосы, увеличить долговечность гидравлического нажимного устройства и, как вторичный эффект, увеличить производительность прокатного стана за счет увеличения скорости опускания поршней в паузе прокатки благодаря наличию подпора. При этом значительно повышается качество переходных процессов следующей системы и упрощается структура электронной части последней в связи с тем, что отпадает необходимость в специальных мерах по самонастройке системы. Формула изобретения Гидравлическое нажимное устройство прокатного стана, установленное в прокатной клети, оснащенной месдозой, последовательно соединенной с вторичным преобразователем усилия прокатки и блоком регулирования модуля клети, состоящее из двуполосного гидроцилиндра, первичного преобразователя перемещений, кинематически связанного с поршнем гидроцилиндра, вторичного преобразователя перемещений, узла сравнения, масштабирующего усилителя, причем выход блока регулирования модуля клети соединен с первым входом узла сравнения, второй вход которого соединен с выходом вторичного преобразователя перемещений, выход узла сравнения через масштабирующий усилитель соединен с входом электрогидравлического усилителя, выход которого соединен с поршневой полостью гидроцилиндра, отличающееся тем, что, с целью обеспечения высокой точности регулирования величины валкового зазора и повыщения долговечности гидравлического нажимного устройства, в нем дополнительно установлены первичный и вторичный преобразователи давления в поршневой полости гидроцилиндра, регуляторы давления в линии нагнетания и в линии слива электрогидравлического усилителя, регулятор низкого давления в линии штоковой полости гидроцилиндра, задатчик перепада давления, выход которого соединен с первыми управляющими входами регуляторов давления, а их вторые управляющие входы соединены с выходом вторичного преобразователя давления.

Источники информа-Ции, принятые во внимание при экспертизе

3.Патент Японии № 51-43821, кл. 12 С 2 11,4/В 21 В 37/12, 1976.