Устройство для регулирования эксцентриситета валков прокатного стана

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

yg 4 B 21 В 37/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К flATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2890151/22-02 (22) 27.02.80 (31) 23161/79 (32) 28.02.79 (33) JP (46) 23.08.88. Бюл. М 31 (71) Мицубиси Дзюкогио Кабусики Кайся (ЛР) (72) Ясунобу Хаяма, Куниаки Таноути, Ф

Мицухиро Абе и Кацухиро Окура (JP) (53) 621. 771.06(088.8) (56) Выложенный патент Японии

У 52-65158, кл. В 21 В 37/12, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЭКСЦЕНТРИСИТНТА ВАЛКОВ ПРОКАТНОГО

СТАНА, содержащее датчик усилия прокатки, генераторы импульсов, сочлененные с верхним и нижним опорными валками, блок регулирования усилия прокатки, прибор для изменения отклонения цилиндра регулирования усилия прбкатки и сервоклапан, вход которого соединен с выходом блока регулирования усилия прокатки, один из входов которого соединен с выходом прибора для отклонения цилиндра регулирования усилия прокатки, а другой вход соединен с выходом датчика усилия прокатки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью достижения точной компенсации изменения усилия прокатки вследствие эксцентриситета валков, оно содержит пять счетчиков, счетный вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего генератора импульсов, мультиплексер, соединенный с датчиком усилий прокатки, измеритель толщины полосы, установленный непосредственно эа прокатным станом, причем выходы счетчиков и мультиплексера соединены с ЭВМ, а выход измерителя толщины полосы соединен с вторым входом мультиплексера, выход которого соединен с входом блока выборки, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, соединенного с верхним опорным валком, причем выход блока выборки через аналого-цифровой преобразователь соединен с ЭВМ, другие входы которой соединены с выходами генераторов импульсов, а входы считывания счетчиков соединены с соответствующими выходами

ЭВМ, при этом второй вход одного иэ счетчиков соединен с выходом генератора стабипиэированной частоты, а управляющий выход ЭВМ соединен с одним из входов блока регулирования усилия прокатки через контакты реле, управляемого с пульта управления, и цифроаналоговый преобразователь.

1419508

Изобретение относится к прокатному производству в металлургии, в частности к регулированию толщины прокатываемого материала. 5

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство . для регулирования эксцентриситета валков прокатного стана, содержащее датчик 10 усилия прокатки, генераторы импульсов, сочлененные с верхним и нижним опорными валками, блок регулирования усилий прокатки, прибор для измерения отклонения цилиндра регулирования !5 усилия прокатки и сервоклапан, вход которого соединен с выходом блока регулирования усилия прокатки, один из входов которого соединен с выходом прибора для измерения отклонения 20 цилиндра регулирования усилия прокатки, а другой вход — с выходом датчика усилия прокатки (1). .Известное устройство обладает тем недостатком, что не позволяет осуществить точное регулирование зксцентриситета валков, так как оно не учитывает изменения условия прокатки, обусловленные такими факторами, как износ, повреждения и тепловое расши- 30 рение валков или их замена, а также изменение толщины прокатываемого материала.

Целью изобретения является повышение точности компенсации изменения усилия прокатки, обусловленного эксцентриситетом валков.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования эксцентриситета валков прокатного ста- 40 на, содержащее датчик усилия прокатки, генераторы импульсов, сочлененные с верхним и нижним опорными валками, блок регулирования усилия прокатки, прибор для измерения отклонения ци- 45 линдра регулирования усилия прокатки и сервоклапан, вход которого соединен с выходом блока регулирования усилия прокатки, один из входов которого соединен с выходом прибора для измерения отклонения цилиндра регулирования усилия прокатки, а другой вход — с выходом датчика усилия прокатки, дополнительно содержит пять счетчиков, счетные входы каждого из которых соединены с выходами соответствующих генераторов импульсов, мультиплексер, соединенный с датчиком усилий прокатки, измеритель толщины полосы, установленный непосредственно за прокатным станом, причем выходы счетчиков и муль.гиплексера соединены с ЭВМ, а выход измерителя толщины полосы соединен с вторым входом мультиплексера, выход которого соединен с входом блока выборки, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, сочлененного с верхним опорным валком, выход блока выборки через аналого-цифровой преобразователь соединен с ЭВМ, другие входы которой соединены с выходами генераторов импульсов, входы гашения счетчиков соединены с соответствующими выходами ЭВМ, второй вход одного из счетчиков соединен с выходом генератора стабилизированной частоты, управляющий выход ЭВМ соединен с одним, из входов блока регулирования усилия прокатки через контакты реле, управляемого с пульта управления, и цифроаналоговый преобразователь.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства, на фиг.2 — кривые (a,8,8) изменения усилия прокатки в данном устройстве; на фиг.3 — случай выборки, когда два угловых положения нижнего опорного валка появляется дважды в одном периоде верхнего опорного валка.

Блок-схема устройства для регулирования эксцентриситета валков прокатного стана содержит датчик 1 усилия прокатки, генераторы 2 и 3 импульсов, сочлененные с верхним 4 и нижним 5 опорными валками, блок 6 регулирования усилия прокатки, прибор 7 для измерения отклонения цилиндра 8 регулирования усилия прокатки и сервоклапан 9, вход которого соединен с выходом блока 6 регулирования усилия прокатки, один иэ входов которого соединен с выходом прибора 7 для измерения отклонения цилиндра 8 регулирования усилия прокатки, а другой вход — с выходом датчика усилия прокатки, пять счетчиков 10-14, счетные входы каждого из которых соединены с выходами соответствующих генераторов

2 и 3 импульсов, мультиплексер 15, соединенный с датчиком 1 усилий, измеритель 16 толщины полосы, установленный непосредственно эа прокатным станом, выходы счетчиков 10-14 и мультиплексера 15 соединены с ЭВМ, выход измеритепя 16 толщины полосы соединен с вторым входом мультиплексера 15, 1419508 выход которого соединен с входом блока 17 выборки, другой нход которого соединен с выходом генератора 2 импульсов, сочлененного с верхним опор5 ным валком 4, выход блока 17 выборки через аналого-цифровой преобразователь 18 соединен с ЭВИ 19, другие входы которого соединены с выходами генераторов 2 и 3 импульсов, входы гашения счетчиков 10-14 соединены с соответствующими выходами ЭВИ 19, второй вход счетчика 11 соединен с выходом генератора 20 стабилизированной частоты, управляющий выход 3ВМ 19 15 соединен с одним из входов блока 6 регулирования усилия прокатки через контакты 21 реле, управляемого с пульта 22 управления, и цифроаналоговый преобразователь 23. 20

На фиг.1 также представлены верхний 24 и нижний 25 рабочие валки и прокатынаемая полоса 26, на каждый из проводов 27 и 28 с генераторов 2 и 3 при каждом обороте валков 5 и 6 25 поступает, например, 60 импульсов, а на каждые иэ проводов 29 и 30 при каждом обороте валков поступает, например, 1 импульс.

На фиг.2 представлены кривые а и 30

Е изменения усилия прокатки, обусловленные эксцентриситетом верхнего и нижнего валков соответственно, и кривая Ь изменения усилия прокатки, обусловленного совместным действием

35 указанных эксцентриситетов.

Величины изменения усилия прокатки, обусловленного эксцентриситетом верхнего опорного валка и эксцентриситетом нижнего опорного валка, обо- 40 значены соответственно через f; g,.

Величина изменения нагрузки прокатки f; + g; соответствует случаю, когда рабочие валки прижаты друг к другу беэ полосы.

Для простоты изложения существа изобретения приняты два допущения: диаметр верхнего опорного валка превышает диаметр нижнего опорного вал- 50 ка, величины изменения нагрузки проката f; и g,, обусловленные эксцентриситетами опорных валков, изменяются по синусоилальному закону.

Например, когда отношение диаметра опорных валков составляет 5:4, величины изменения усилий прокатки и g; будут изменяться так, как это показано кривыми а и Е на фиг.2 соответственно. Таким образом, величины

f, и g. будут совпадать, когда верхний опорный валок завершает четыре оборота, а нижний — лять оборотов, т.е. разность фаз кривых а и Б (далее разность фаз будет называться разностью фаз между валками) становится о равной 360 в момент, когда верхний опорный валок завершает четыре ohopoта.

Следовательно, суммарная величина

+ p изменяется так, как это показано на кривой, и это повторяется через, каждые четыре оборота верхнего валка.

Используя указанную разность фаэ между валками, можно записать:

f, + g, = а; (i, j= 1,2, 3,...,N); (1)

+ g „= b; (i, k = 1,2,3,...,N), (2) где N — число импульсов, генерированное импульсным генератором во время одного поворота опорного валка. Интервал между импульсами показан на кривых а и 5, причем величины с индексом 0 — данные, полученные в диапазоне разностей фаз между валками о от 0 до 90, а величины с индексом 1— данные, полученные в диапазоне разности фаэ между валками от 180 до

Разность фаэ между величинами Г и f на кривой а составляет.360 х 2.

Аналогичным образом разности фаэ межо 1 о I о ду f H fgt и fys ° ° ° э н и я о составляют соответственно 360 х 2. о о

Это означает, чтс f, = f,, fq о о

4, = „° ° ° н = . °

Иными словами f; f,, (3)

Следовательно, из уравнений (1), (2) и (3) получается следующее равенство:

8 — д = а — Ь . (4)

Разность фаэ между g . и gä„ñoño о 3 танляет 360 х 2 + 180 = 900, как видно из кривой 8, и, следовательно, левую часть равенства (4) можно переписать следующим образом:

8; - g„ 2p., (5)

Следовательно, из равенств (4) и (5) находят

g. = -(а; — Ь;), о (6)

В отношении индекса j при величине g необходимо знать следующее.

Иэ последовательности значений производится выборка, которая затем эа1419508 писывается в цифровую ЭВМ вместе со значениями i и j, т,е. на вход 3ВМ подаются данные трех типов д и 1 для каждой выборки. Однако поскольку диаметры опорных валкг)в различны, имеется случай, когда импульсный генератор для нижнего опорного валка вырабатывает два импульса в течение одного периода выборки из импульсного генератора, т ° е. имеется случай, когда 1 изменяется от ) = п — 1 до ) п + 1, а i изменяется от i = m до

= m + 1, как показано на фиг.3.

g = -(а — Ь„);

30

Поскольку величину g можно считать прямой линией, соединяющей величины В„и g можно рассматри к-) h+) 35 вать В„как среднюю величину значений и g „, . Следовательно, величину g можно представить следующим и образом:

1 1 40

2 8)) (8))+) 4

+ а „вЂ” Ь,„— Ь .,). (7) о

Если величина g получена в соотJ ветствии с соотношением (6), то можно

О получить величину f; из соотношения 45 (1) .

Однако поскольку

gî, из нижеследующих соотношений можно получить величины изменения усилия прокатки f; и g обусловленные эксцентриситетами опорных валков — а; (8) 50

1 55

g =. -(а; — b ), (9)

Устройство работает следующим образом.

В этом случае невозможно получить 20 величину g „, соответствующую j = n из данных, полученных выборкой их

Для получения величины 8„ необхо5 димо учесть следующее. Согласно равенству (6) величины 8 „, и 8„„, 25 показанные на фиг.3, могут быть представлены следующим образом:

Прежд всего рабочие валки приводятсяя в соприкосновение друг с другом, вращаясь под нагрузкой при отсутствии между ними металла. Одновременно контакт 2 1 реле разрывается по команде с пульта 22 управления.

При этом датчик 1 усилия прокатки выдает сигнал изменения усилия прокатки (кривая г) ), которая выбирается в блоке 17 выборки выходным импульсом генератора 2 импульсов, и выбранный сигнал последовательно подается через аналого-цифровой преобразователь

18 в ЭВМ 19 и запоминается в ней.

ЭВМ 19 производит вычисления над запомненными значениями для определения изменения усилия прокатки

П(8 ) и П (8 ) (фиг,2), обусловленных опорными валками 4 и 5.

Затем между валками 24 и 25 вставляется листовой материал 26 и начинается процесс прокатки. По команде с пульта 22 управления замыкается контакт реле 2 1, и во время первого периода вращения верхнего опорного валка ЭВМ 19 выдает сигнал компенсации эксцентриситета валков, равный

a(О,(д) + U (0 )),, где о устанавливается в пределах

0-1, и воздействующий через цифроаналоговый преобразователь 23 и контакт

21 реле на блок 6 регулирования усилия прокатки. В результате блок 6 регулирования усилия прокатки управляет цилиндром 8 регулирования усг1лия прокатки через сервоклапан 9 и компенсирует изменение усилия прокатки, вызванное эксцентриситетом опорных валков 4 и 5.

Изменение усилия прокатки, вызванное ошибкой регулирования, используется в последующий период вращения в качестве части сигнала компенсации эксцентриситета валков.

Измеренное значение изменения усилия прокатки, обусловленного ошибкой регулирования в первый период вращения валка, детектируется датчиком 1 усилия прокатки в этот же период, а результат запоминается в виде функций V,(9 ), где 9г — угол поворота верхнего опорного вачка. Затем во втором периоде вращения верхнего опорного валка величина

9 (9г(Ю ) + 9 (9 )} + (1 — o!)V, (9 ) используется в качестве сигнала компенсации эксцентриситета валка. Ошиб ку регулирования, возникшую при регу.

1419508 лировании прокатного стана на основе сигнала регулирования во втором периоде вращения верхнего опорного валка, т.е. изменение усилия прокатки V (6 ) во втором периоде вращения измеряют, запоминают, а зксцентриситет в третий период компенсируют в соответствии с величиной

<(V,(8,) + U,(e,)), + (1 †.а ) х 1О х f ×,(g,) + V,(e,)) .

Аналогичным образом компенсации эксцентриситета валков, предназначенные для использования в четвертый и т.д. до и-го периодов вращения опор- 15 ныл валков будут следующими: (V,(Е,) + U,(Е,), + (1 -Ы.) х о jv,<â,) + v,

+ (11т(т) + 1ь(В)3 + (1 в ) <о, <е,) + v,<å,) + v, е,<в,)>; го

<)L f V, (Bт) + Ue (B,)$„+ (1 -М. ) х х <е, + v,+, ..., + v„, <а,)3.

Операции получения сигналов компенсации зксцентриситета валков для соогветствующих периодов вращения валков выполняются ЭВИ 19.

В связи с тем, что устройство реагирует на изменение условий прокатки,: обусловленные такими факторами, как износ и тепловое расширение вапков или их замена, а также изменение толщины прокатываемого листового материала, становится возможным более точное регулирование зксцентриситета валков, чем известным устройством, учитывающим лишь изменения толщины прокатываемого листового материала н получить прокат более высокого качества.! 419508 тЬ) ф® Ч@йф(у (Ь)+ (УуР) (i« 16 Ц (i(i а(а)) {ur(4})е (@ ) Май

УиаЮ

Составитель А.Сергеев

Техред М.Ходанич Корректор М.Похо

Редактор А.Ворович

Заказ 4169/58 Тирах 467 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ухгород, ул. Проектная, 4