Устройство для измерения натяжения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ 1 ЗМЕРЕ. НИЯ НАТЯЖЕНИЯ, содержащее измерив тепьшай ропик ухфугие опоры, выпопке иые в виде корпусов подшипников, соед веввые упругшлв пвремь1чками с жесткой рамой, вэмеритепьвнЁ блок к снпотЕЭмервтепьЕЫй датчик, контактирующий одной ппЕосхостью с корпусом подшипника, а -другой - с важвмЬым винтом с контргайкой , о т п и ч а ю щ е е с я тем, 4to, с цепью расширения диапазона иэмеренВ11| в него введены два сумматора, задатчик, два ксюча, нуль-орган, элемент НЕ, вторые взмеритепьный бпсж и сипоизмеркн тепьвый датчик, анапогичнб первому связанный с дополнительным нажимным вин:том с контргайкой, установленным по оси прйложенвя свпы с другой стороны по :шипника , при этом входы снлоизмеритепьных датчиков соединены с источником переменного напряжения, выходы - с со ответствующими входами измерительных блоков, выход второго измерительного блока через второй ключ соединен с одним входом/второго сумматора, другой вход которого соединен через первый йпюч с выходом вервого сумматора, один о @ которого соединен с задатчиком, а другой - с выходом первого измеритель (Л С нсхго блока, гфичем выходы обоих измерительных блоков соединены с входами вул1у-рргана, выход которого соединен с у11равляющ1П1 входом второго ключа и через элемент НЕ - с управляющим входом .первого ключа.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСЙИХ

РЕСП.%ЛИК

„.SU(„) 3m с 015 5/1o лаю

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВтОРсн0мУ ОВидетельс ГВУ

Г " Ъ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ П.."Т СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГТИЙ (21) 3407543/18 1.0 (22): 11.03.82 (46). 23.08.83. Бюп. l4 23 (7 2) B.Г.Калачев и В. Ф;Купор (71) Особое.. йроектио-конструкторское бюро Научнопроизводственного объедине-. ния Черметавтоматнка" (53) 531.781 (088.8) (56) 1, Авторское свицетепьство СССР

Ж 454442, кп. (j 01 4 5/04, 1974. 2:..Авторекое свидетепьство СССР.

Ж 574642, .in. (j 01 Ь 5/04, 1977 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ M3MEPE- .. НИЯ НАТЯЖЕНИЯ, содержашее иэмерн-: тепьный ролик, упругие опоры, выполнен. ные s вице корпусов подшипников, соединенные: упругими перемычками с жесткой рамой, иэмернтепьнмй бпок н снлонэмери тельный датчик, контактируюший одной плоскостью с корпусом подшипника, . а другой - с нажимным винтом с контргайкой,отпичаюшееся тем,что, с иепью расширения диапазона иэмерени в него введены два сумматора, задатчик, два ключа, нущорган, эпемент НЕ, вторые измерительный блок и сипоиэмери:тепьный датчик, анапогичнб первому связанный с допопнитепьным нажнмным винтом с контргайкой, установленным по оси

:припожения сипы с другой стороны под,шипника, при етом входы сипоизмерительных. датчиков соединены с источником переменного напряжения, выходы - с со:ответствуюшнми входами измерительных бпоков, выход второго измерите пьного бпока через второй кпюч соединен с од«« ним входом второго сумматора, другой вход которого соединен через первый кпюч с выходом первого сумматора, один вход которого соединен с эадатчнком, а Е другой - с выходом первого измерительного бпока, причем выходы обоих измерительных блоков соединены с входами нуле органа, выход которого соединен с управпяюшим входом второго кпюча и че- 3 рез епемент НЕ - с управлявшим входом .первогО кпючаф е

1 024762

Изобретение относится к измеритепьной технике и может быть использовано для контропя натяжения полосы в устройствах для автоматического регулирования прокатных станов.

Известно устройство для измерения натяжения, содержашее цва сумматора, источник переменного напряжения, фазовращатели, фазовый детектор, измерительное устройство, модупяторы и преобразователь (1) .

Нецостатком .этого устройства явпяется то, что оно не имеет средств компенсации погрешности, вызванной непинейностью характеристики, которая проявляется при существенном увеличении диапазона измерений.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство дпя измерения натяжения попосы, содержащее измерительный ропик, цве упругие опоры, выполненные в виде корпусов подшипников, на каждой из которых размещены упругие перемычки, жесткие рамы, измеритель усипий, нажимной винт и контргайка, причем упругие перемычки присоединены к жестким рамам, а поверхность силоизмерите льного датчика контактирует с нажимным винтом с контргайкой, установпенными на корпусе поцшипника 2 .

Нецостатком данного устройства явпяется то, что прецецьное значение заданного натяжения, установленное с помощью нажимного винта, осуществляется за счет упругих деформаций перемычек.

При действии на измеритепьный роцик усилия, которое может превышать прецельное измеряемое значение, упругие перемычки испытывают дополнитепьную деформацию. При этом возникает остаточная величина деформации при сбросе нагрузки, вызванная превышением значения удельных деформаций при сравнитель но мапых сечениях перемычек и особенно в местах сочленения с жесткой рамой.

Увеличение же сечения перемычек снижает точность измерения датчика. Дпя обеопечения работос .особности устройства необходимо либо снизить диапазон измерений (нагружений) на упругие перемычки, либо уменьшить точность измерения. увеличением сечения перемычек. Кроме этого, нажимной винт не обеспечивает расширение диапазона измерения, так как, при воздействии на подшипниковую опору с одной стороны и на плоскость сипоиз» меритепьного цатчика с другой стороны производится смешение предела иэмерения. Однако диапазон измерения силоиэмерительного датчика остается неизменным. При этом напичие составпяющих основной погрешности (нелинейность, гистерезис и т.п.) ухудшает точностные параметры устройства измерения.

Цепью изобретения явпяется расширение диапазона измерения.

Указанная цель цостигается тем, что

1О в устройство дпя измерения натяжения, содержащем иэмеритепьный ролик,, упругие опоры, выполненные в виде корпусов подшипников, соединенные упругими перемычками с жесткой рамой, измери15 тельный блок и силоизмерительный датчик, контактирующий одной плоскостью с корпусом поцшипника, а другой — с нажимным винтом с контргайкой, введе- ны .два сумматора, задатчик, цва ключа, нуль-орган, эпемент НЕ, вторые измерительный блок и силоизмерительный датчик, аналогично первому связанный с допопнитепьным нажимным винтом с контргайкой, установпенным по оси припо25 жен сипы с другой столин подшин° ка, при этом входы силоизмеритебьных датчиков соединены с источником переменного напряжения, выходьi — с соответствующими входами йзмерительных блоков, выход второго измеритепьного блока через второй ключ соецинен с одннм входом второго сумматора, другой вход которого соединен через первый ключ с выходом первот о сумматора, один вход которого соединен с задатчиком, а другой - с выхоцом первого измерительного бпока, причем выходы обоих измерительных блоков соединены с вхоцами нудь-органа, выход которого соединен с

4 управляющим входом второго ключа и че рез эиемент НЕ - с управпяюшим входом первого кпюча.

На фиг. 1 .прецставлена констру1шия упругой опоры измеритепьиого родика фиг 2

45 блок-схема устройства; на фиг. 3 - график, работы устройства.

Устройство цля измерения натяжения полосы содержит измеритепьный ропик 1, две упругие опоры, выпопненные в вице корпусов подшипников 2, соединенные упругими перемычками 3 с жесткой рамой 4. На раме 4 закреппены сипоизмеритепьные датчики 5 и 6, одна поверх« ность которых контактирует с корпусом подшипника, другая поверхность у датчиа 5 установпениого нац корпусом под- шипника, соецицена с установленным иа верхнем корпусе рамы нажммным винтом

7 с контргайкой 8, а у цатчика 6, уста1024762,полосы, происходит аеформация упругих перемычек 3. При .этом снимается на- q где Рн,, Р -. величина предельного знай чения усилия, измеряемо-

50 го соответственно датчиками 5 и 6;

КС1 - соотношение усилий. дат- чиков 5 и 6. новленного под корпусом подшипника, соединена с другим нажимным винтом 9 с контргайкой -10, закрепленным на нижней части корпуса рамы. В качестве силонзмерительных датчиков могут быть исполь 5 эованы преобразователи усилия в сигнад переменного тока, например, магнитоаниэотропные аатчики. Каждый силоизмерительный датчик содержит одну первичную обмотку, поаключенную к блоку 11 пита- 0 ния, и две вторичных, включенных встречно между собой и соединенных со своими измерительными блоками 12 и 13. Кроме этого, устройство содержит эадатчик

14, нуль-орган 15, первый сумматор 16, 15 элемент НЕ 17, два ключа 18 и.19 и второй сумматор 20.

При отсутствии нагрузки на измерительный ролик 1 силоизмерительный дат-. чик 5 поджимается нажимным винтом 7. 20 . ао своей пределыюй нагрузки, величина которой контролируется по выходному. сигналу силоизмерительного датчика 5.

Выходной сигнал датчика 5, пропорцис нальный предельному значению усилия, 25 сравнивается на входе сумматора 16 с заданным значением сигнала, поступаю.: шего с выхоаа эадатчика 14. При наличии нулевого сигнала на выходе сумматора 16 поджатие датчика 5 прекрашает Зо ся и нажимной винт 7 стопорится контргайкой 8. Затем поджимается силоизмерительный датчик 6 .с помошью нажимного винта 9 и контролируется электричес-. кий сигнал на выходе измерительного 35 блока 13. В момент появления изменяюшегося сигнала на выходе этого блока в функции изменения положения нажимного винта 9, что соответствует начальной точке выхоаной характеристики силоиз- 4л мерительного датчика 6, нажимной винт:

9 стопорится контргайкой 10. Силоизмерительный датчик 5 устанавливается с предельным значением измеряемого уси-лия равным 45

Н Н т

При увеличении нагрузки Р, действуюшей на иэмерительный ролик со стороны груэка с силоизмерительного датчика 5.

Одновременно начинает нагружаться датчик 6. Сигнал U (фиг.3) на выхоае измерительного блока 12 уменьшается, а на выходе измерите льного блока 1 3 увеличивается. При их равенстве значению

РН, заданному задатчиком 14, нупь-ор ган 15 формирует сигнал управления

Н5 ° (кривая 4), который обеспечивает вклк / чение второго ключа 19 и выключение первого ключа 18 через элемент НЕ 17.

Так как ключ 18 первоначально включен, то на первый вход сумматора подается сигнал, иэменяюшийся в функции действуюшего на измерительный ролик 1 уси-, лия. На выходе .сумматора 20 (кривая

3), который является выходом измерителя натяжения. полосы, контролируется

U, пропорциональное значению измеряемого усилия Рн . При включении ключа

19 на другой вход сумматора .20 подается сигнал, пропорциональный усилию, аействукяцему на силоизмерите льный датчик 6. Измеритель натяжения полосы контролирует усилие, значение которого превышает Р . Силоиэмерительный датчик 5 раэгружается полностью, а выходной сигнал с его выхода отключается от соответствуюшего входа сумматора 20.

Ч аким образом, в момент переключения ключей 18 и 19 выходной сигнал измерителя остается постоянным, причем малые усилия, действуюшие на ролик 1, измеряются силоизмерительным датчиком

5, а большие - аатчиком 6. С помошью нажимных винтов 7 и 9 обеспечивается установка необходимого (линейного) учао тка характеристик датчиков 5 и 6.

Предлагаемое устройство позволяет измерить натяжение полосы с достаточной точностью в широком диапазоне (до

1:20) изменения натяжений, вызванных изменением сортамента прокатываемы х полос. Повышение точнбсти измерения в устройстве обеспечивается за счет мень ших деформаций упругих перемычек при одновременной защите от перегрузок датчика, работаюшего на уменьшение измеряемых иа него усилий.

1024762

1024762

Составитель В. Курбатова

Редактор Т. Кугрышева Техред g.далекорей Корректор А. ференп

Заказ 4382/38 Тираж 873 Подннсное

ВНИИПИ Государственного комнтета СССР по делаи изобретений н открытий

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

Филиал Г ПП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4