Устройство измерения средней толщины проката

 

. УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ ТОЛЩИНЫ ПРОКАТА, содержащее датчик угла поворота барабана моталки и два счетчика, отличающееся тем, что, с целью, повышения точности, оно снабжено двумя датчиками положения конца полосы, установленными перед моталкой на фиксированном расстоянии один от другого 1вдоль линии прокатки, и датчиком нагрузки привода моталки, двумя схемам сов падения, двумя делителями и сумматором , причем датчик угла поворота моталки соединен с первым входом первой схемы совпадения и первым входом второй схемы совпадения, датчик нагрузки привода моталки соединен .с вторым входом первой схемы совпадения, первый датчик положения конца полосы соединен через инвертор с вторым входом второй схемы совпадения, второй датчик положения , конца полосы соединен с.третьим входом первой схемысовпадения и третьим входом второй схема совпадения , выход первой cxeNfj. совпадения соединен с входом первого счетчика, выход которого соединен .с первым выходом первого делителя, g выход которого является выходом сл с устройства, выход второй схемы совпадения соединен с входом второго счетчика, выход которого соединен с первым входом второго делителя, второй и третий входы которого соединены с первым и вторым задатчиками , а выход соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с третьим задатчиком, а о выход соединен с вторым входом первого делителя. 35 X со 1C

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

3(51) В 2 1 В 37/00;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АнтО ЕНОММ СаидаткльСтам - - - == .==/ (54)(57) . УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ

СРЕДНЕЙ ТОЛЩИН(1 ПРОКАТ, содержащее датчик угла поворота барабана моталки и два счетчика, о т л ич а ю ta е е с я тем, что, с целью, повыаения точности, оно снабжено двумя датчиками положения конца полосы, установленными перед моталкой на фиксированном расстоянии один от другого вдоль линии прокатки, и датчиком нагрузки привода моталки, двумя схемами сов" падения, двумя делителями и сумма(21) 3550480/22-02 (22) 11.02,83 (46) 23.01.84. Бил. )) 3 (72) Л.А, Оруяинский (71) Киевский институт..автоматики им. ХХУ съезда КПСС (53) 621.771.251(088.8) (56) 1, Beatson С, Cooper B.—

"Engineer" 1970, 230, 5952, р.40-41»

2. Говард P.É. Прокатка и прокатное оборудование. Экспресс-информация ВИНИТИ, 1971,. Р 26, с. 21-35..

3. Патент Японии )) 50-38945,. кл. 10603/(3 01 В 7/06, опублик.

13.12.75. тором, причем датчик угла поворота моталки соединен с первым входом первой схеьи совпадения и первым входом второй схемы совпадения, датчик нагрузки привода моталки соединен.с вторым входом первой схемы совпадения, первый датчик положения конца полосы соединен через инвертор с вторым входом второ((схемы совпадения, второй датчик положения,конца полосы соединен с.третьим входом первой схемы совпадения и третьим входом второй схема совпадения, выход первой схемы совпадения соединен с входом первого счетчика, выход которого соединен с первым выходом первого делителя, cg

Ф выход которого является выходом устройства, выход второй схемы совпадения соединен с входом второго счетчика, выход которого соединен с первым входом второго делителя, второй и третий входы которого соединены с первым и вторым залатчиками, а вЫход соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с третьим задатчиком, а выход соединен с вторым входом первого делителя.

1068192

Изобретение. относится к измери- тельной технике и может найти применение при автоматизации прокатного производства, Известен ультразвуковой измеритель толщины полосы, состоящий из генератора ультразвуковых импуль сов., акустического фильтра, усилите. ля эхо-сигналов с автоматическим регулятором усиления, усилителя промежуточной частоты, детекто- 10 ра и линейного индикатора. Устройство позволяет измерять толщину лю 6ого материала в диапазоне or 2,00 до 20,00 мм. Импульсы ультраз вукового генератора вводятся в измеряемую полосу через акустический фильтр.

Результирующий сигнал поступает в усилитель промежуточной частоты, который настраивается в соответствии с собственной частотой колебаний 20 ультразвукового пьезокристалла. Ошибки в измерениях, вызываемые прохождением ультразвука через плоскость контакта между пьезокристаллами и материалом, исключаются .при помощи, измерения времени прохождения эхоь сигнала, многократно пере ceêàþùåão толщину контролируемого образца 11, Однако необходимость контакта пьезокристалла с контролируемым металлом не позволяет использовать данное устройство на станах горячей прокатки.иэ-эа высокой температуры поверхности металла, вертикальных перемещений полосы и вибраций оборудования. 35

Известен также рентгеновский измеритель толщины металла Г21, предназначенный для измерения мгновенных значений толщины проката как в станах холодной, так и на станах ro- 49 рячей прокатки, состоящий из рентгеновского. блока, двух приемников излучения, блока обработки Выходных сигналов приемников, блока стабилизации параметров приемников излу- 45 чення, блока введения поправок и вторичных приборов. Источник и приемники рентгеновского излучения распола; аются в нижней и верхней частях рамы, между консолью и основанием которой движется стальная полоса, пересекающая поток рентгеновского из- лучения. Степень поглощения рентгеновских лучей зависит от плотности металла, которая в свою очередь зависит от температуры и марки 55 стали полосы, поэтому результат измерения корректируют и приводят к температуре .охлажденной полосы. Снимая показания с вторичных приборов, в качестве которых используются рео- 6О хорды, и обрабатывая эти гоказания с помощью вычислительной техники, Получают среднее значение толщины

Qqp прокатываемых полос по зависимости 65 л

ïгде Л вЂ”: текущие значения толщины, снимаемые с измерителя, количество замеров текущей толщины

Однако этот рентгеновский измеритель имеет высокую погрешность измерения, а дальнейшая обработка показаний измерителя еще несколько увеличивает погрешность определения средней толщины металлаГЯ.

Кроме того, большое влияние на точность измерения оказывает и высокая инерционность измерителя, поэтому он не обеспечивает высокой то ,ности измерения средней толщины проката.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство измерения средней толщины проката на станах холодной прокатки, содержащее два импульсных генератора (датчика угла.поворота, один из которых устанавливается на оси рабочего валка последней клети, другОй — на оси барабана моталки, два счетчика, входы которых соединены через вентильные схемы (схемы совпадений) с выходами генераторов импульсов, управляющие входы вентилей соединены с выходом второго генератора импульсов, счетно-решающее устройство, входы которого соединены с выходами счетчиков. При намотке полосы на барабан моталки генератор вырабатывает импульсы, пропорциональные угловой скорости барабана. Первый. импульс открывает вентили, и начинается подсчет импульсов обоих генераторов в соответствующих счетчиках. При окончании работы стана, т.е. при отсутствии сигналов на выходе генератора,. подсчет оканчивается и в счетно-решающем устройстве происходит вычисление средней толщины листа по зависимости

Элй -Э йя

> где л ф — диаметры рабоче;-о валка и барабана моталки;

, 4 — число Оборотов рабочего валка и барабана моталки.

Указанная зависимость справедлива для жестко связанной механической системы, когда отсутствуют проскальзывания валков и барабана относительно полосы Г31.

Однако на станах горячей прокатки наблюдаются явления "опережения" и "отставания", т.е. несоотэетствия между скоростью находящейся в валках полосы и окружной скорости вал1068192

l ков. Опережение тем больше, чем меньше толщина прокатываемой полосы, и колеблется в пределах 2-10%. Боль-. шое влияние на точность измерения средней толщины полосы оказывают естественный износ бочки рабочих валков, изменения диаметра валков при перевалках, величины опережения при переходе от прокатки одного сор-.тамента к другому и величины опережения во время прокатки из-эа температурной неравномерности проката по его длине. Таким образом, изме рение средней. толщины полосы с использованием датчиков угла поворота рабочего валка является неточным.

Проскальзывание барабана моталки относительно внутреннего витка рулона (B начальный момент смотки до зах вата полосы моталкой) тоже вносит ошибку в конечный результат.

Кроме того,. закрытие вентилей по окончании смотки полосы на стане горячей прокатки делает устройство неработоспособным, так как барабан . оталки после смотки полосы снижает скорость и останавливается,. в то время как рабочие валки клетей вращаются для приема следующей полосы, смотка которой производится .на другую моталку, поэтому останов счетчика подсчета импульсов гене- раторов по останову барабана моталки также вносит определенную погреш.ность при определении средней толщины полосы. Все эти недостатки не позволяют использовать известное устройство для измерения средней толщины металла на станах горячей прокатки.

Цель изобретения — повышение точ. ности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство измерения средней толщины проката, содержащее датчик угла поворота барабана моталки и два счетчика, снабжено двумя датчиками положения конца полосы, установленными перед моталкой на фиксированном расстоянии один от другого вдоль линии прокатки, и . датчиком нагрузки привода моталки, двумя схемами совпадения, двумя делителями и сумматором, причем датчик угла поворота моталки соединен с первым входом первой схемы совпадения и первым входом второй схемы совпадения, датчик нагрузки приво да моталки .соединен с вторым входом первой схемы совпадения, первый датчик положения конца полосы соединен через инвертор с вторым входом второй схемы совпадения, второй датчик положения конца полосы соединен с третьим входом первой схемы совпадения и третьим входом второй схемы совпадения, выход первой схемы совпадения соединен с входом первого счетчика, выход которого соединен с первым выходом первого делителя, выход которого является выходом устройства выход второй схемы совпадения соединен с входом второго счетчика, выход которого соединен с первым входом второго делителя, второй и третий входы KDTopoI соединены с первым и вторым задатчиками, а выход соединен с первым входом сумма10 тора, второй вход которого соединен с третьим задатчиком, а выход соединен с вторым входом первого делителя °

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство измерения средней толщины проката содержит датчики 1 и 2 положения конца полосы, установленные на фиксированном расстоянии (4y) один от другого вдоль линии прокатки перед моталкой, датчик 3 угла поворота барабана моталки, датчик 4 нагрузки привода моталки, вычисли-тельный блок 5. Датчики 1 и 2 положения конца полосы, датчик 3 угла поворота барабана моталки и датчик

4 нагрузки привода моталки соединены соответственно с четырьмя входами вычислительного блока 5.

Вычислительный блок 5 содержит две схемы б и 7 совпадения, два счетчика 8 и 9, два делителя 10 и 11 и с умматор 12. Первый вход вычислитель- ного блока 5 соединен с первым входом схемы 6 совпадения, второй вход

35 с в †.:орыми входами схем 6 и 7 совпадения, третий вход — с третьими входами схем 6 и 7 совпадения, четвертый вход вычислительногo блока

5 — с первым входом схемы 7 совпаде4п ния. Выходы схем б и 7 совпадения соединены соответственно с входами счетчиков 8 и 9, выходы которых подключены соответственно к входам делителей 10 и 11, а выходы делителей 10 и 11 подключены к двум входам сумматора 12. Кроме того, устройство содержит инвертор 13 и задатчики 14 — 16 величин.

Датчики 1 и 2 положения конца металла могут быть струйными, фотоэлектрическими, пирометрическими и др. В качестве датчика 3 угла пово. рота барабана моталки можно испольэовать датчик импульсов любой конструкции.

Устройство работает следующим образом.

- I исходном состоянии при отсутст» вии металла в поле зрения датчиков

1 и 2 на их выходах сигналы, соответствующие логическому "0", схем

6 и 7 совпадения закрыты по второму управляющему входу. Схема 6 совпадения закрыта также и по первому входу сигналом с датчика 4 нагрузки привода моталки, поступающего че%

1068192 рез четвертый вход вычислительного блока 5, сигналы с датчика 3 угла подпорота барабана моталки, постуцающие через третий вход вычислительного блока 5 на третьи входы схем б и 7 совпадения, не проходят на входы счетчиков .8 и 9. При входе полосы s поле зрения датчика 1 сигнал на его выходе изменится на "1", а с выхода инвертора 13, поступает "0" на первый вход схемы 7 .совпадения.

При попадании полосы s поле .зрения датчика 2 сигнал "1" с его выхода поступаеъ на вторые входМ схем б и 7 совпадения, которые закрыты по первым входам.. При захвате полосы барыба- 1S ном моталки срабатывает датчик 4 нагрузки привода и сигнал "1", поступанйций на первый вход схемы 6 совпадения, открывает ее, в результа,те чего импульсы датчика 3 угла 2О поворота барабана поступают в счетчик 8. При окончании смотки и под хода конца полосы в поле зрения датчика 1 сигнал на его выходе изменяется на "0", а на выходе ° инвер- 25 тора 13 — на "1", и открывает по пер вому входу схему 7 совпадения, после чего импульсы с выхода датчика 3 угла поворота барабана поступают.. на вход счетчика 9 ° При попадании заднего конца полосы в поле зрения датчика 2 сигнал на его выходе становится равным "0" и закрывает схемы 6 и 7 совпадения по вторым входам.

Таким образом, в счетчике 9 подсчитывается количество (<1 ) импульсов датчика 3, соответствующее смотке . конечного участка полосы длиной Lcp, а в счетчике 8 — количество импульсов датчика 3, соответствующее смотке всей полосы — от захва-"0 та переднего конца до достижения задним концом датчика 2. Расстоя.ние от датчика 2 до оси моталки мож.но не учитывать, так как оно может составлять 0,05-0,1% всей длины 45 .полосы и на среднюю толщину не окажет влияния. Значение tlat с выхода счетчика 9 поступает на вход делителя 11, на других входах которого вводится значение фиксированнсго расстояния L и значение М/В где М - число импульсов датчика

3 на один оборот барабана моталки.

Таким образом, в делителе 11 вычисляетая значение радиуса смотанного рулона которое поступает на вход сумматора 12, на второй вход которого вводится значение радиуса барабана моталки (Z.gl . С выхода сумматора 12 значение (Q-Z) поступает на второй вход делителя 10„ на первый вход которого с выхода счетчика 8 поступает значение и . В делителе 10 вычисляется значение средней толщины полосы по формуле

Р-еф бф

На выходе вычислительного блока 5 находится-величина средней толщины полосы.

Предлагаемое устройство по сравнению с. известным имеет расширенную область применения, так как его конструкция поз .воляет измерять значение средней толщины полосы как на станах холодной, так и на станах горячей прокатки.

Устройство обладает повышенной точностью измерения толщины полосы за счет точного определения радиуса рулона по прохождению концом полосы фиксированного расстояния между датчиками положения конца полосы и определению количества витков в рулоне по импульсам датчика угла поворота барабана моталки, подсчет которых производится по сигналу датчика нагрузки привода моталки, т.е. после захвата полосы барабаном.

Экономическая эффективность по использовании изобретения ориентировочно 90,0 тыс. руб.

1068192

Составитель В . Банна ен

Редактор С. Саенко ТехредМ,Тепер Коррек".-ор A ФеР=""-

Заказ 11363/7,Тираж 801 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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