Устройство для измерения крутящего момента на вращающихся валах клетей прокатного стана

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА НА ВРАШАЮиИХСЯ ВАЛАХГКЛЕТЕЙ ПРОКАТНОГО СТАНА, содержащее бесконтактный токосъемник для питания установленного на валу преобразователя деформации вала в частоту электрического сигнала и бесконт актный токосъемник для п едачи сигнала с преобразователя деформации вала на неподвижный преобразователь частота-напряжение , о т.л ич а ю щ е е с я тем, что, с целыр повьпйешга точности измерения за счет устранения временного и температурного дрейфа нуля, в него введены. последовательно соединенные сравнивающий и релейный эпвмекты, цепь среднего значения напряжения,; датчик наличия металла в клети и интегратор., вход которого через нормально-замкнутый и нормально-разомкнутый контакты датчика наличия металла связан соответственно с выходом релейного элемента и выходе цепи среднего значения напряжения , соединенной входом через другой нормально-замкнутый контакт указанного датчика с выходом релейного длемента, причем выход преобразователя частотанапряжение и выход интегратора связаны с соответствующими входами сравнивающего элемента.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 4 01 L 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 I (21) 3279950/18-10 (22) 17.04.81. (46) 23.03,8 3. Бюл. N 1 1 (72) В. Ф. Дудко, П. С. Гринчук, Э. Ф. Колотий и И. В. Альтшулер (71) Краматорский индустриальный институт и Производственное объединение

"Новокраматорский машиностроительный завод" (53). 531.781(088.8) (56) 1 ° Патент ФРГ N -2148493, кл. О 01 L 3/106, опублик. 02,12.76.

2. Авторское свидетельство СССР

% 673873, кл, С Ol 4 3/24, 1 1.02.77 (прототип). (5 4) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ=

НИЯ КРУТЯШЕГО МОМЕНТА НА ВРАШАЮШИХСЯ ВАЛАХ : КЛЕТЕЙ ПРОКАТНОГО

СТАНА, содержащее бесконтактный токосъемник для питания установленного на валу преобразователя деформации вала в частоту электрического сигнала и бес„„Я0„„1006947 А контактный токосъемник для передачи сигнала с преобразователя деформации вала на неподвижный преобразователь час-* тота-напряжение, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьлйения точности измерения за счет устранения временного и температурного дрейфа нуля, в него введены..последовательно соединенные сравнивающий и релейный элементы, цепь среднего значения напряжения,. датчик наличия металла в клети и интегратор,, вход которого через нормально-замкнутый и нормально-разомкнутый контакты датчика наличия металла связан соответственно с выходом релейного алемента и выходом цепи среднего значения напряФ жения, соединенной входом через другой Я нормально-замкнутый контакт указанного датчика с выходом релейного элемента, причем выход преобразователя частотанапря жение и выход интегратора связаны с соответствующими входами срав- Я нивающего элемента.

1 10069

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента, передаваемого валами электродвигателей прокатного стана, и создания информаци- у онного сигнала о крутящем моменте для системы автоматического управления технологическим процессом прс братки.

Известно устройство для измерения крутящего момента,содержь|цее упругий валс © размещенными на нем тепзорезисторами, включенными в схему измерительного моста блоком питания и интегратором импульсов, индуктивный и емкостиый коммутаторы соответственно для запитки элемен- И тов, размещенных на валу, и передачи информационного сигнала с генератора импульсов и измерительную схему.

Однако данное устройство не обеспечивает требуемой точности измерения L1 )дй

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения крутящего момента на вращающихся валах клетей прокатного стана, содер- 5 жащее бесконтактный токосъемник для питания установленного на валу преобразователя деформации вала в частоту электрического сигнала и бесконтактный токосъемник для передачи сигнала с 30 преобразователя деформации вала на неподвижный преобразователь частота-напряжение (21, Недостатком известного устройства также является низкая точность измерения, обусловленная влиянием температур-.

ЭЭ ного и временного дрейфа нуля в преобразователе деформации вала, Целью изобретения является повышение

40 точности измерения за счет устранения временного и температурного дрейфа нуля, Указанная цель достигается тем, что в устройство введены последовательно соединенные сравнивающий: и релейный

4S элементы, цепь среднего значения напряжения, датчик наличия металла в клети и интегратор, вход которого через нормально-еамкнутый и нормально-разомкнутый контакты датчика наличия металла .связан соответственно, с выходом репейного элемента и выходом цепи среднего значения напряжения, соединенной входом через другой нормально-замкнутый контакт указанного датчика с выходом релейного элемента; причем вы ход преобразователя частота — напряжение ,и выход интегратора связаны с соответст

47 2 вующими входами сравнивающего элемента.

На чертеже представлена функциональHast схема предлагаемого устройства.

- Устройство для измерения крутящего момента на вращающихся валах клетей прокатного стана содержит бесконтактный токосъемник 1 для питания установлен— ного на валу преобразователя 2 деформации вала в частоту электрического тока> бесконтактный токосъемник 3 для передачи информации с вала, неподвижный преобразователь 4 частота-напряжение ° . последовательно соединенные сравнивающий 5 и релейный 6 элементы, цепь 7 среднего значения напряжения, интегратор 8 и датчик 9 наличия металла в клети прокатного стана. Вход интегратора 8 связан через один нормально- замкнутый контакт датчика 9 наличия металла с выходом релейного элемента 6 и через нормально-разомкнутый контакт того же датчика — с выходом цепи 7 среднего значения напряжения, вход которой сое— динен через другой нормально замкнутый контакт укаэанного датчика с выходом

1 релейного элемента b. Выход интегратора 8 и выход преобразователя 4 связаны с соответствующими входами сравнивающего элемента 5, выход которого яв-ляется выходом устройства, Устройство работает следующим образом.

Через бесконтактный токосъемник 1 подается электроэнергия на вал для питания схемы преобразователя 2 деформации вала в частоту. При действии на вал крутящего момента М происходит деформация вала, которую воспринимает преобразователь 2, На выходе преобразователя 2 частота электрического тока изменяется пропорционально деформации вала.

Частотно- модулированный сигнал подается с вращающегося вала бесконтактным токосъемником 3 и поступает на преобразователь 4 частота-напряжение,в котором преобразуется в постоянное электрическое напряжение, пропорциональное крутящему моменту. Выходной сигнал преобразователя частота-напряжение подается на прямой вход сравнивающего элемента 5, с выхода которого сигнал поступает на систему, автоматического управления прокатного стана и одновременно поступает в цепь отрицательной обратной связи на релейный элемент 6. При отсутствии металла в,клети обратная связь обеспечивает компенсацию дрейфа нуля

10069 или ложного сигнала и запоминает значение этого сигнала для последующей компенсации ошибки сигнала крутящего момента во время прокатки. При поступлении сигнала на релейный элемент 6, S обусловленного дрейфом нуля, последний срабатывает и подает выходное напряжение заданного значения на интегра.тор 8 через нормально-замкнутые контакты датчика наличия металла и в цепь

7 среднего значения напряжения. Так как сигнал дрейфа нуля поступает на прямой вход сравнивающего элемента, & ком пенсационный сигнал с интегратора на инверсный вход, то при равенстве этих . сигналов выходное напряжение сравнивакяцего элемента, а значит и всего измерительного устройства, будет близко к нулю. Отличие от нуля определяется зоной нечувствительности релейного элемен-26 та, которая может быть выбрана весьма малой

Таким образом, на выходе релейного элемента будет периодическая последовательность разнополярных прямоуголь- З ных импульсов одинаковой амплитуды.

Эти импульсы при поступлении на вход цепи. 7 среднего значения напряжения вызовут появление выходного постоян-щ ного напряжения со средним -значением по отношению к входным импульсам.

Цепь среднего значения запоминает это напряжение.

47 4

При входе металла в клеть црокатного стана до захвата металла валками срабатывает датчик 9 наличия металла, что приводит к размьпсанию его нормаль но-замкнутых контактов. При этом цепь среднего значения и интегратор отключам ются от релейного элемента, а вход интегратора подключается к выходу цепи среднего значения. Так как на вход . интегратора поступает теперь, то значение найряжения, которое запомнила цепь среднего значения, выходное напряжение интегратора будет изменяться с той же скоростью с какой изменялся; дрейф HYля перед входом металла в клеть. Так как евыходное напряжение интегратора 8 поступает на инверсный вход сравнивающего элемента при одновременном наличии на прямом входе полезного сигнала в ..крутящем моменте в сумме с сигналом дрейфа нуля, и эти сигналы вычитмотс на выходе сравнивакщего элемента 5, а значит и на выходе всего измерительного устройства, будет только сигнал крутящего момента.

Использование предлагаемого устройства позволит повысить точность измерения за счет использования следящей: компенсации дрейфа нуля при отсутствии металла в клети, т„е. прн отсутствии сигнала в крутящем моменте, и компенсации наиболее вероятного дрейфа нуля при входе металла в клеть, т. е. при наличин . информации в крутящем моменте.

1006047

Составитель Г. Целибеев

Редактор Л. Гратилло Техред М. Коштура KoppezTop В. Бутяга

Заказ 2124/64 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4