Устройство для измерения размеров пустотелой шестигранной буровой стали

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет дополнительного измерения диаметра внутреннего канала пустотелой шестигранной буровой стали путем сравнения площадей поперечного сечения проката с каналом и без него. Поворотный механизм 1 осуществляет вращение шестигранного профиля вокруг его продольной оси. Датчик 2 угла J поворота через каждые 2-4°вырабатьшает импульс, по которому значение сигнала с измерителя 3 размеров поступает в блок 4 обработки, в котором определяются диаметр цщ, вписанной окружности, диаметр 0,; описанной окружности и радиус закругления г поперечного сечения проката. Эти данные поступают на индикаторы 5-7 и блок 8, где определяется площадь Fpp поперечного сечения проката без канала. Значение передается в блок 13 вычитания. Датчик 9 измеряет длину раската и передает эту информацию и управляющий сигнал в блок 10 деления. Датчиком 12. измеряется объем заготовки V, значение которого через блок 11 передачи информации поступает в блок 10 деления. В блоке 10 определяется площадь поперечного сечения проката с каналом F пр.к В блоке 13 вычисляется площадь поперечного сечения канала F „ F р Г яр.к- В блоке 14 определения диаметра канала совместно с блоком 15 ввода данных осуществляется вычисление диаметра канала, значение которого поступает на индикатор 16. 6 ил. ,. с «е (Л со N9 Од faf

Сокола COBETCHHX

СоаЕЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1413423 А1 (51)4 С 01 В 21/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

° «те г, ь г.

К ABTOPCK0MY CBHQETEJlbCTBV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 421 2090/24-28 (22) 19. 03. 87 (46) 30. 07. 88. Бюл. N 28 (71) Криворожский филиал Киевского института автоматики им. XXV съезда

КПСС и Научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт автоматизации черной металлургии (72) В.ИеНечитайло, Н.И. Гагаринов, В.Я.Ободан, Т.И.Каменских и В.К.Рева (53) 531.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1226027, кл. С 01 В 7/12, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ПУСТОТЕЛОЙ ШЕСТИГРАННОЙ БУРОВОЙ

СТАЛИ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет дополнительного измерения диаметра внутреннего канала пустотелой шестигранной буровой стали путем сравнения площадей поперечного сечения проката с каналом и без него. Поворотный механизм 1 осуществляет вращение шестигранного профиля вокруг его продольной оси, Датчик 2 угла поворота через каждые 2-4 вырабатывает импульс, по которому значение сигнала с измерителя 3 размеров поступает в блок 4 обработки, в котором определяются диаметр D äö вписанной окружности, диаметр D „„ описанной окружности и радиус закругления r поперечного сечения проката. Эти данные поступают на индикаторы 5 — 7 и блок 8, где определяется площадь

F„ поперечного сечения проката без канала. Значение Г„ передается в блок 13 вычитания. Датчик 9 измеряет длину раската и передает эту информацию и управляющий сигнал в блок 10 деления. Датчиком 12 измеряется объем с заготовки V . значение которого ж через блок 11 передачи информации поступает в блок 10 деления. В блоке

10 определяется площадь поперечяого сечения проката с каналом F pp „. В блоке 13 вычисляется площадь попереч- ф ного сечения канала F „= F np — F f p

В блоке 14 определения диаме тра кан ала совместно с блоком 15 ввода дан- ® ных осуществляется вычисление диа- р метра канала, значение которого наступает на индикатор 16. 6 ил. © ðÈ

1413423

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в металлургической промышленности при контроле функционирования прокатных станов. 5

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устрой ств а за счет до полн ительно го изме рения диаметра внутренне го канала пустотелой шестигранной буровой

10 стали путем сравнения площадей поперечного сечения проката с каналом и без него.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — блок деления; на фиг. 3 — блок передачи информации; на фиг, 4 — блок определения диаметра канала; на фиг. 5 схема к расчету площади поперечного сечения шестигранного профиля; на фиг. 6 — последовательность работы блоков °

Устройство для измерения размеров пусто телой ше стигранной буровой стали содержит (фиг. 1) поворотный механизм 1, датчик 2 угла поворота, изме ритель 3 ра зме ров, блок 4 о бр або тки, индикаторы 5 минимального и 6 максимального размеров и 7 радиуса закругления, блок 8 вычисления площади, датчик 9 длины проката, блок

10 деления, блок 11 передачи информации, датчик 12 объема заготовки, блок

13 вычитания, блок 14 определения диаметра канала, блок 15 ввода дан- 35 йых, индикатор 16 минимального и максимального диаметров внутреннего канала.

Блок 10 деления (фиг. 2) содержит регистры 17 и 18, триггеры 19 и 20, 40 схему И 2.1, блоки ключей 22 и 23, арифметический блок 24.

Блок 11 передачи информации {фиг.3) включает датчики 25 наличия проката, подключенные к сдвиговым регистрам 45

26. Датчики наличия проката управляют набором сдвиговых регистров, которые предназначены для передачи значений объема заготовки при перемещении по линии стана и выдачи информации 50 при подходе к датчику измерения длины проката.

Блок 14 определения диаметра канала (фиг. 4) содержит блок 27 деления, функциональный блок 28 извлечения 55 квадратного корня блоки 29 и 30 умножения.

Повортный механизм 1 связан с датчиком 2 угла поворота.

Датчик 2 угла поворота и измеритель 3 размеров подключены к блоку

4 обрабо тки, выходы которо ro соединены соответственно с индикаторами 5 минимального, 6 максимального размеров и 7 радиуса закругления и с блоком 8 вычисления площади. Датчик 9 длины проката подключен к второму входу блока .10 деления, первый вход которого соединен через блок 11 передачи информации с датчиком 12 объема заготовки. Выход блока 10 деления соединен с первым входом блока 13 вычитания, второй вход которого соединен с выходом блока 8 вычисления площади. Выход блока 13 вычитания соединен с первым входом блока 14 определения диаметра канала, второй вход которого подключен. к блоку 15 ввода данных, а выход блока 14 определения диаметра канала соединен с индикатором 16 минимального и максимального диаметров канала.

Входы регистров 17 и 18 блока. 10 деления соединены соответственно с информационными входами блока 11 и блока 9 датчика длины проката, управляющие выходы которых соединены соответственно с триггерами 19 и 20. Выходы триггеров 19 и 20 соединены с первым и вторым входами схемы И 21, выход которой подключен к первым входам блоков ключей 22 и 23. Вторые входы блоков ключей 22 и 23 соединены соответственно с выходами регистров 17 и 18, передающих информацию через блоки ключей 22 и 23 на входи блока 24, выход котороro соединен с блоком 13 вычитания.

Выход блока 13 вычитания соединен с первым входом блока 27 деления, выход блока 27 — с входом функционального блока 28 извлечения квадратного корня, выход которого соединен с пер-. выми входами . блоков 29 и 30 умножения, вторые входы блоков 27 деления, 29 и 30 умножения соединены с блоком

15 ввода данных, а выходы блоков 29 и 30 умножения — с индикатором 16 минимального и максимального диаметров внутреннего канала.

Устройство работает следующим образом.

Поворотный механизм 1 осуществляет вращение шестигранного горячекатаного профиля вокруг era продольной оси. Датчик 2 угла поворота "-ерез каждые 2 — 4 вырабатывает импульс, о по которому значение сигнала с иэмери1413423 (2) 35 в трехвалковых клетях

ГЗ ц изм шъ 2 ччн з - зз,, (5) 5а в двухвалковых клетях где S u S " определяют по выражению (3) причем для S в выражение (3) подставляют значение радиуса r за-. кругления шестигранного профиля, теля 3 размеров поступает в блок 4 обработки, в котором определяется диаметр В р„вписанной окружности, диа-. метр Р „„ описанной окружности с учетом закруглений, радиус r закруг5 ления, и передается на индикаторы 5, 6, 7 и в блок 8 вычисления площади, в котором определяют площадь поперечного сечения.

Площадь поперечного. сечения шестигранного профиля определяют по соотношению (фиг. 5) где Я площадь правильного шестиугольника, рассчитываемая по измеренному значению >мин

К, S — "количество углов шестигранного профиля, формируемых в межвалковых зазорах, и площадь притупления этого угла соответственно;

К, S — количество углов шести- . гранного профиля, формируемых калибром, и пло . щадь притупления угла., Для шестивалковой клети К = 6, К" = 0; для трехвалковой — К = К"=*

3; для двухвалковой — К = 2, К = ф 30

= 4.

Площадь правильного шестиугольни-, ка S определяют по формуле

Гз

О2 мин

Площадь притупления определяют как удвоенную разность площади dABO и сектора ЛВ,01

1 r (Бй Sc„) 2,Д П мам 4Пмцкс + 40

1 iir2

«г2 (3)

4 ь

Окончательно площадь сечения шестигранного профиля, получаемого про-, . каткой в шестивалковых клетях, 3 и м. ш = 2 Пмчн 6 S ° (4), определенное в блоке 4 обработки, а для S" в выражение (3) подставляют значение радиуса r„ закругления калибра.

Вычисление по формулам (3-6) может осуществляться стандартными вычислительными средствами, например типа КТС ЛИУС-2.

Значение F передается из блока 8 вычисления площади в блок 13 вычитания, где определяется площадь

F> поперечного сечения канала по соотношению

Е-м = F u s v. ш - F > (7) где Р— фактическая площадь шестигранного профиля (без площади внутреннего канала) °

Значение F,о находят следующим образом.

Датчик 9 длины после измерения длины Ьщ раската шестигранной буровой стали передает информационный сигнал, пропорциональный длине, и управляющий сигнал в блок 10 деления.

Объем Ч круглой заготовки измеряют датчиком 12 объема, в качестве которого может быть применено, например, устройство для определения объема круглой заготовки.

Поскольку между прошивным и калибровочным станами могут находиться еще два раската (а в общем случае— и раскатов), данные от датчика 12 объема передаются в блок 11 передачи информации (фиг.з), который состоит из набора и сдвиговых регистров 26, управляемых датчиками 25 наличия проката по линии станов. После прокатки каждой штанги информация, полученная при замере объема исходной заготовки датчиком 12 объема, с последнего регистра 26 блока 11 передачи информации с управляющим сигналом поступает в блок 10 деления.

Блок 10 деления работает следующим образом.

При записи информации об объеме заготовки в регистр 17 одновременно на вход триггера. 19.поступает управляющий сигнал "1", который передается на первый вход. схемы И 21. После измерения длины раската от датчика

9 длины в регистр 18 поступает информационный сигнал (значение длины проката), на вход триггера 20 поступает управляющий сигнал "1", который передается на второй вход схемы И 21 °

1413423

Значения d ак и d I NH nåредаются на и д атор 16 мак ального и 55 м»»»»имального диаметров канала.

В момент времени t„ начинается измерение объема V заготовки блоком

12, которое заканчиваетсн в момент t<.

При поступлении двух управляющих сигналов "1" на вход схемы И 21 на выходе схемы И 21 формируется сигнал

"1", по которому осуществляется обнуление триггеров 19 и 20, а блоки ключей 22 и 23 пропускают информационные сигналы с регистров 17 и 18 на арифл»етический блок 24, в котором определяется площадь Г профиля пустотелой шестигранной буровой стали по соотношению

Чь щ (s)

Значение F передается из блока

10 в блок 13 вычитания, где осуществляется вычисление площади Е к поперечного сечения канала по соотношению (7) . Значение FÄ nepepается в блок 14 определения диаметра канала. 20

Блок 14 определения диаметра канала работает следующим образом.

Внутренний канал пустотелой шестигранной буровой стали получает огранку при формировании шестигранника 25 из круглого профиля. В условиях .реального производства размеры внутреннего канала меняются из — за колебаний температуры проката, износа валков и т.д. При этом форма канала (огранка, овальность) остается неизменной, меняются только его размеры пропорционально корню квадратному изменения площади F канала относительно его номинального значения

Р к н,м . Перед запуском устроиства

35 иэ блока 15 ввода данных в блок 27 деления, блоки 29 и 30 умножения, поступают соответственно значения номинальной площади канала F z „,„, номинального значения максимального диаметра KaHasra d к. макс. ном и»»ом нального значения минимального диаметра канала " к. мин. Нем °

В блоке 27 деления определяется отношение площадей

К2

Рк (9)

К. НОМ

В функциональном блоке 28 определяется значение К, равное (К, в блоках 29 и 30 умножения — значения

К.маКС НОм (10)

d мин K. d k мнн, ном °

В момент t на выходе блока 11 пере9 дачи информации появляется сигнал V3, который хранится до момента временй

Измерение длины L качи»»ается в момент t датчиком 9 и заканчивается в момент t<. После окончания измерения длины с датчика 9 длины на вход блока 10 деления в момент поступает управляющий сигнал. Блок

10 деления работает в период времени с5 ° ° ° t 7 пОсле чеГО инфОрмация на выходе блока деления хранится до момента Сн . После измерения длины прокат поступает на поворотный механизм

1 и измеритель 3 размеров. В блоке 4 обработки осуществляется определение величин D D »I»qq, г в промежутке времени t> ° t

По окончании измерения указанные величины передаются в блок 8 вычисления площади, который заканчивает о»»ределение F »,ц „, в момент t »0 . В момент t

Формула изобретения

Устройство для измерения размеров пустотелой шестигранной буровой стали, содержащее поворотный механизм, связанный с ним датчик угла поворота, измеритель размеров, блок обработки, подключенный к датчику угла поворота и измерителю размеров, индикаторы минимального и максимального размеров и радиуса закругления, соединенные с блоком обработки, о тличающее ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно дополнительно снабжено блоком деления, блоком ввода данных,индикатором минимального и максимального диаметров канала, блоком вычисления площади, соединенным с блоком обработки,последовательно включенными датчиком объема заготовки, блоком передачи информации, подключенным к первому входу блока деления, датчиком длины проката, подключенным к второму вхоЕ433423

Фиг.2 ду блока деления, блоком вычитания, входы которого соединены с блоком деления и блоком вычисления площади, блоком определения диаметра канала, подключенным к выходам блока вычитания и блока ввода данных, выход блока определения диаметра канала подключен к индикатору минимального и 5 максимального диаметров внутреннего к ан ала.

1 1 342 3

1413423

f3!

SpPrt8, с

Фиг.f

Составитель Д. Становов

Техред Л. Сердюкова

Редак то р А. М аков с к ая

Заказ 3782/41

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 к

Нот блока дстраастда

Тираж 680

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Ко р рек то р М. Шароши

Подписное