Устройство для измерения распределения натяжения по ширине прокатываемой полосы

 

„.ЯО„, 1126347 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОСЮИЧВВ

РЕСПУБЛИК

3Д11 .В 21 В 37/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОВР1:,ТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВ ГОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!) 3589301/22-02 (22) 12.05.83 (46) 30.11.84, Бюл. И 44 (72) П,С.Гринчук, Б.Н.Старых, А.М.Федоров, Н.П.Погребняк, В.И.Пономарев и Ю.Т.Калашников (71) Производственное объединение

"Новокраматорский машиностроительный завод

«53) 621.771.203(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 243512, кл. В 21 В 37/Об, 1969.

2. Григорян Г.Г. и др. Настройка, стабилизация и контроль тонколистовой прокатки. М., "Металлургия", 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

11 290509, кл. В 21 В 37/06, 1971. .;«54)(57) УСТРОЙСТВО. ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПО ШИРИНЕ .,ПРОКАТЫВАЕМОЙ ПОЛОСЫ, содержащее контактирующий с полосой ролик с составной бочкой, вал ролика, установленный в опорах, рычаги петледержателя и силоизмерительные датчики, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измерения натяжения по ширине полосы и надежности работы устройства на станах горячей прокатки, оно дополнительно. снабжено датчиком угла прогиба вала относительно поперечной плоскости симметрии вала, сумматором, четырьмя задатчиками постоянных величин, задатчиком ширины полосы, арифметическим блоком и элементом сравнения причем выходы силоизмерительных датчиков соединены с входами сумматора, выходы сумматора, задатчиков постоянных величин и ширины полосы Я соединены с входами арифметического блока, выходы арифметического блока и датчика угла прогиба вала соединены с входами элемента сравнения, причеМ силоизмерительные датчики размещены Я в опорах на концах вала ролика, а выход элемента сравнения является выходом устройства.

Май

1 у 1 газ

Изобретение относится к средствам контроля технологических параметров прокатного. производства, в частности, к контролю формы прокатываемой полосы я может быть использовано в чистовой группе -клетей широкополосных станов горячей прокатки сталей и цветных сплавов.

Известно устройство для измерения

:распределения натяжения по ширине 10 прокатываемой полосы пря помощи сплошяога теязоролика поверхность которого. содержит по крайней мере одну .зону, чувствительнуш к давлению, расположенную спирально вдоль бочки 15 тензороляка 11 j.

Недостатками этого. устройства являются отсутствне истинной информации о распределении натяжения в каждом поперечном сечении полосы рб в данный момент времени; зависимость быстродействия измерителя от скорости движения полосы; практическая . невозможность использования на станах горячей прокатки яз-за малой .25 термической стойкости эластичной цилиндрической оболочки тенэоролика.

Известен датчик, который состоит иэ двух роликов, установленных соосно, и двух опор. Под каждой из опор установлено по две месдозы. Распреде- . ленке удельных натяжений и формы полосы определяется в зависимости от величины смещения результирующей от натяжения полосы, которое действу" ет на каждый ролик. Размещение такой

- 35 конструкции на петледержателях станов горячей прокатки невозможно, так как приводят к весьма значитель- ному их утяжелению и увеличению

40 момента инерции, а следовательно, к значительному ухудшению динамических параметров петледержателей P).

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения распределения натяжения по ширине

45 прокатываемой полосы, включающее контактирующий с полосой ролик с составной бочкой, вал ролика, рычаги петледержателя и силоизмерительные датчики, причем ролик установлен в опорах. Контактный ролик имеет тонкий кожух, установленный на под" шипниках на неподвижной оси, а между внутренними кольцами подшипников и неподвижной осью расположены сило- 55 измерительные датчики,-преобразующие механическое усилие в электрический сигнал (3 ).

Однако укаэанное устройство обладает низкой надежностью в условиях эксплуатации станов горячей прокатки вследствие деформации тонкого кожуха ролика от воздействия ударов и высо-. ких температур прокатываемого металла, а также вследствие нарушения " идентичности характеристик силоизмерительных датчиков из-за неравномерного распределения температуры по длине вала и различной рабочей температуры подшипников, Цель изобретения " повышение точности измерения натяжения по шяряяе полосы и надежности работы устройства на станах горячей прокатки.

Поставленная цель достигается тем, что . устройство для измерения распределения натяжения по ширине прокатываемой полосы, содержащее контактирующий с полосой .ролик с составной бочкой, вал ролика, установленный в опорах, рычаги петледержателя и силоизмерительные датчики, дополнительно сяабжено датчиком угла прогиба вала относительно поперечной плоскости симметрии вала, сумматором, четырьмя задатчиками постоянных величин, задатчиком ширины полосы, арифметическим блоком и элементом сравнения, причем выходы силоизмерительных датчиков соединены с входами сумматора, выходы сумматора, задатчиков постоянных величин и ширины полосы соединены с входами арифметического блока, выходы арифметического блока и датчика угла прогиба вала соединены с входами элемента сравнения, причем силоязмерятельные датчики размещены в опорах на концах вала ролика, а выход элемента сравнения является выходом устройства.

На фяг. 1 показан ролик, продольный разрез; на фиг. 2 — петледержатель с установленным яа нем роликом, .вяд сбоку; на фиг. 3 — блоксхема язмереняя распределения натя жения по ширине прокатываемой полосы; на фиг. 4 вЂ, расчетная схема угла прогиба вала ролика; на .фиг. 5 - таблица зависимости

Д = (61при распределении натяжений по ширине полосы для случаев, склонных к дефектам вида "волна" и 1короб".

Устройство содержит вал 1, несущий посредством подшипников 2 две бочки 3, На валу установлен датчик

1126347

3

4 угла прогиба вала, например, теизорезистарный, преобразующий величину угла прогиба вала в электрический сигнал. Для прокладки проводников к датчику 4 вал имеет осевое сверление. Вал через подшипники 5 опирается на рычаги петледержателя 6. Между внутренними кольцами подшипников 5 и валом 1 установлены силоизмерительные 10

Датчики 7, преобразующие силы, действующие со стороны полосы 8 на ролик, в электрический сигнал..

Датчики 7 установлены в пазах вала. На конце вала насажен рычаг 9, с аомощью которого. сохраняется постоянная ориентация вала в пространстве — прн повороте рычагов . петледержателя .датчики 4 и 7 всегда остаются в вертикальной плоскости на нижней стороне вала, Датчик 4 защищен от воздействия

t тепла н влаги кожухом 1О. ?асчетно:измерительная часть предлагаемого устройства, содержит сумматор 1 1, арифметический блок 12, задатчикн

l3-16 постоянных величин, задатчик. 17 ширины-полосы н элемент. 18 сравнения.

Устройство работает следующим образом, В конце процесса вывода петледер жателя из исходного положения в рабочее и далее s течение всего времени прокатки полосы, вал .1 воспринимает усилие, обусловленное давлением полосы 8 на бочки 3. Это усилие и З5 вызванный ии.прогиб вала фиксируются датчиками 4 н 7. усилия левой Р1 н правой Рг сторон суммируются в сумматорре 11, выход которого .соединен с первым входом 4О арифметического блока 12. С вторымшестым входами арифметического блока соединены задатчики 13-16 постоянных величин и задатчик 17 ширины полосы.

В арифметическом блоке 12 рассчиты-. 45 вается величина угла прогибе вала в предположении равномерного распределения натяжения по ширине полосы . / гдето — величина угла прогиба вала

passu при равномерном распределении натяжений по ширине полосы

Р и Р>- усилия с левой и правой сторон, измеренные датчиками 7; ф

 — ширина полосы;

К -К; (о — постоянные коэффициенты и величины„ определяемые кинематикой(задаются задатчикаья 13-16 J.

Величина 9 с„ подается на первый вход элемента 18 сравнения. На второй вход етого же элемента сравнения подается измеренная датчиком 4 величина прогиба вале Э„ „,.

На выходе элемента сравнения 18 фиксируется величина

1 " "рмсч "изм

При этом могут иметь место следующие варианты: AY=0 - распределение натяжений по ширине равномерное, что свидетельствует о плоской форме полосы, .т.е. об отсутствии дефекта;

Ау Π†.натяжении по краям полосы больше, чем цо середине, имеет место дефект "короб"; é,<0 - натяже..ние по краям полосы меньше, чем по середине, имеет место дефект "волна .

Сигнал Ъ 4 0 подается в систему управления формой полосы и на инди катор неравномерности распределения натяжения по ширине полосы.

П р и и е р. Предлагаемое устройство рассматривают применительно к стану 2000 горячей прокатки. Если нагрузка симметрична относительно оси прокатки, тогда расчетная схема соответствует Фиг.4, в которой:

l P — реакция в опоре силоизмеритель- . ного датчика 7;Н;Р— нагрузки на подшипники 2 полуролика 3; 2+- половина длины тензрдатчика 4; I>- расстояние между подшипниками полуролика ° . По конструктивным соображениям принимают 3 =150 мм;IL„=200 мм; й, =1050 мм1г -1200; Е,=100 ;

Ц =850 ям:, 3 =150 мм — диаметр вала.

Иатернал вала — сталь, E=2,1

:«10 кг/ммг ., Угол пвогиба вала г

М К F+N г (1) (г) о = где — момент инерции сечения вала;

Е . — модуль упругости материала вала.

Величины Р и ;М зависят от ширины полосы, погонной нагрузки и характера распределения нагрузки.

В частности, при равномерно распределенной нагрузке, что соответ1126347 ствует равенству натяжений по ширине полосы

H-=q (E - — «К (з) .яе, + о — (Н

Р «Р2 . где. g= — погонная нагрузка. (5)

pi .

Р Р =<6 ЬЪ вЂ” S1nР, (Ц

1 сЕ где р - среднее удельное натяжение;

Ь вЂ” толщина полосы в межклетевом промежутке!

L - расстояние между осями соседних клетей; угол поворота рычага петлеФ держателя;

- длина рычага в петледержателе.

Совместное решение 1-5 позволяет получить зависимость для прогиба вала. в следующем, виде:,яК ч. 2 (« Д «( p ) Ь В 5, о д с 0 s 4. о Д

5 что идентично v=k„(p„+P,)((ô-е,)к,+к,) (ту

0 к с+е, где о

1 26 23 е !! — Э-

2, 2

С учетом значений К1, К и k, а также учитывая, что

2=Е1+ ЕБ ,,,",, (;.;) .,,)",(, )1

В состав этой зависимости входят четыре составляющих б

Эти составляющие характерны для конкретной конструкции ролика и вводятся.в арифметический блок 12 задатчиками 13-16, постоянных вели5 чин, например потенциометрами, сигналы на выходе которых пропорциональны указанным составляющим.

Для принятых условий

100 200 64 -й

10 К1= — — — —. --22510

2Ф -150"- 2,1 ° 10«. 850 кг. мм

К .=1 — — — — — = -4 25

200

15 К =850 — "— - 4462 5 мм

1050

Э 200

Определяют угол прогиба вала при ширине полосы В = 1500 мм; толщине

&=5 мм, среднем удельном натяжении

20 асср = 2 кг/мм ; Й =600 мм; Е=6000 мм;

P=3O .

-М 600 у = 2,25 10 4 2 -1500 5 — — — х

Я!5OO 1С

gto 5,; — -- — 150 1, С4 25 +4462 5 с э Э Д

2,4.10 рад.

На фиг. 5 приведены расчетные значенияй ф1. для двух наиболее характерных вариантов распределений

ЗО натяжения по ширине полосы.

Из приведенных расчетов следует, что устройство позволяет однозначно .измерять распределение натяжения по ширине и, следовательно, может быть . использовано в системе автоматического регулирования формы полосы.

Чувствитвльность предлагаемого

;устройства к дефекту "короб" больше, мо чем к дефекту "волна", Зкономический эффект применительно к стану 2000

Новолипецкого метзавода с годовой производительностью 6 млн. т составляет 420 тыс.руб.

1126347

1126347, Составитель В.Зтинген .

Редактор И.Касарда Техред ц. Кузьма Корректор C.Øåêìàð

Заказ 8599/7 Тираж 794 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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