Система контроля распределения удельных натяжений по ширине прокатываемой ферромагнитной полосы

 

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть использовано при решении задач регулирования формы прокатываемых ферромагнитных полос в качестве первичного преобразователя-датчика, контролирующего распределение удельных натяжений по ширине прокатываемой полосы. Цель изобретения - увеличение достоверности определения неплоскостности полосы. Цель достигается тем, что возбуждающий магнитопровод выполнен в виде общего электромагнита для приемных магнитопроводов, размещенных по ширине полосы и ему перпендикулярных. При этом полюсными наконечниками возбуждающего магнитопровода являются ферромагнитные кольца, размещенные на противоположных концах параллельно расположенных измерительных роликов, выполненных из немагнитного материала и приводящихся в движение за счет контакта с прокатываемой ферромагнитной полосой. К ферромагнитному кольцу каждого измерительного ролика присоединена ферромагнитная лента, выполненная в виде спирали-геликоида и размещенная на его поверхности. При вращении измерительных роликов ленточные ферромагнитные спирали-геликоиды имеют в каждый попутный момент времени только одну точку контакта с прокатываемой полосой. Измерительные ролики синхронизированы с помощью редуктора и сдвинуты по фазе относительно их собственных осей вращения на угол, обеспечивающий угол в 45° между линией направления прокатки и линией, соединяющей точки контакта полосы ферромагнитными спиралями-геликоидами первого и второго измерительных роликов. По этой линии магнитный поток, возбуждаемый магнитопроводом, замыкается через прокатываемую полосу. При вращении измерительных роликов эта линия перемещается параллельно самой себе в направлении поперек полосы и, следовательно, магнитный поток сканирует полосу по ее ширине под углом 45° к направлению прокатки. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 В 37 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1.} 4466519/23-02 (22) 26.07.88 (46) 15.05.90. Бюл. № 18 (71) Проектно-конструкторский институт

«Уралпроектмонтажавтоматика» (72) А. И. Попов, Ю. Д. Железнов и А. Г. Журавский (53) 621.771.016.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 249017, кл. Ci Ol В 07/10, 1969.

Бюллетень института «Черметинформация». М., 1968, № 6, с. 42.

Григорян Г. Г., Железнов Ю. Д. и др.

Настройка, стабилизация и контроль процесса тонколистовой прокатки. М.: Металлургия, 1975, с. 323, рис. 108, рис. 122. (54) СИСТЕМА КОНТРОЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНЫХ НАТЯЖЕНИЙ ПО

ШИРИНЕ ПРОКАТЫВАЕМОЙ ФЕРРОМАГНИТНОЙ ПОЛОСЫ (57) Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть использовано при решении задач регулирования формы прокатываемых ферромагнитных полос в качестве первичного преобр азователя-датчика, контролирующего распределение удельных натяжений по ширине прокатываемой полосы. Цель изобретения— увеличение достоверности определения неплоскостности полосы. Цель достигается тем, что возбуждающий магнитопровод выполнен в виде общего электромагнита для приемных магнитопроводов, размещенных по шиИзобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть использовано при решении задач регулирования формы прокатываемых ферромагнитных полос в качестве первичного преобразователя-датчика, контролирующего распределение удельных натяжений по ширине прокатываемой полосы.

„„Я0„„1563797 рине полосы и ему перпендикуляр Iblx. При этом полюсными наконечниками возбуждающего магнитопровода являются ферромагнитные кольца, размещенные на противоположных концах параллельно расположенных измерительных роликов, выполненных из немагнитного материала и приводягцихся v, движение за счет контакта с прокатываемой ферромагнитной полосой. К ферромагнитному кольцу каждого измерительного ролика присоединена ферромагнитная лента, выполненная в виде спирали-геликоида и размещенная на его поверхности. При вращении измерительных роликов ленточные ферромагнитные спирали-геликоиды имеют в каждый попутный момент време -;и только одnv точи контакта с прокатываемо t полосой, 11зме1птельные ролики синхронизировань, с и мощью редуктора и сдвинуты пп фазе относительно их собственных осей вращения на угол, обеспечивающий угол в 45 межд линией направления прокатки и линией, соединяющей точки контакта полосы с фгрр магнитными спиралями-геликоидам и ncln«„-о и второго измерительных роликов, По линии магнитный поток, возбуждаемый м»;.— нитопроводом, замыкается через прокатывасмую полосу. При вращении измер ител ьн ы. роликов эта линия перемещается парал.-;;л: но самой себе в направлении поперек пол сы и, следовательно, магнитный поток скап",рует полосу по ее ширине под углом 45 к направлению прокатки. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

Цель изобретения --- увеличение дост,.верности определения неплоскостности полосы.

На фиг. 1 представлена общая схема системы; на фиг. 2 — вариант исполнения измерительного ролика; на фиг. 3 — вариант установки измерительного ролика.

1563797

15 з

Система (фиг. 1) содержит блок 1 питания цепи возбуждения магнитных потоков в ферромагнитной полосе 2, взаимно перпендикулярно ориентированные друг к другу и под углом в 45 к направлению прокатки

П-образные возбуждающий и размещенные по ширине полосы 2 приемные магнитопроводы 3 и 4 с соответствующими обмотками 5 и 6, фазочувствительные усилители 7, подсоединенные входами к обмоткам 6 приемных магнитопроводов 4 и блоку 1 пигания, два параллельно размещенных измерительных ролика 8, выполненных из немагнитного материала и соприкасающихся с прокатываемой ферромагнитной полосой 2, датчик 9 углового положения с одним из измерительных роликов 8 схемы 10 совпадения по количеству приемных П-образных магнитопроводов 4 и алгоритмизирующее устройство 11, причем обмотка 5 возбуждающего магнитопровода 3 подсоединена к блоку

1 питания, первые входы схем 10 совпадения подсоединены к выходам соответствующих фазочувствительных усилителей 7, а вторые (управляющие) входы подсоединены к соответствующим выходам датчика 9 углового положен ия.

На одном из концов каждого измерительного ролика 8 размещено ферромагнитное кольцо 12, к которому подсоединена ферромагнитная лента 13, выполненная в виде спирали-геликоида и размещенная по наружной поверхности измерительного ролика 8, причем кольца 12 на измерительных роликах

8 размещены на их противоположных концах.

Возбуждающий магнитопровод 3 ра;мещен так, что ферромагнитное кольцо 12 одного из измерительных роликов 8 является одним полюсом возбуждающего магнитопровода 3, другим полюсом которого является ферромагнитное кольцо 12 другого измерительного ролика 8, размещенное на его противоположном конце.

Измерительные ролики 8 синхронизированы, например, с помощью редуктора 14 и сдвинуты по фазе относительно их осей вращения на угол, обеспечивающий угол 45 между направлением прокатки Р— Р„ и линией, соединяющей точку 15 контакта ферромагнитной полосы 2 с ферромагнитной лентой 13, расположенной на одном измеригельном ролике 8, с точкой 16 контакта ферромагнитной полосы 2 с ферромагнитной лентой 13, расположенной на другом измерительном ролике 8.

При использовании измерительных роликов 8 с m-заходными спиралями-геликоидами 13 (например, m=3 — (фиг. 2) концы последних выведены соответственно на разные ферромагнитные детали измерительного ролика 8: кольца 12, расположенные на концах измерительных роликов 8, и ось 17.

На фиг. 1 условно показан один передающий (возбуждающий) канал системы с

55 одним возбуждающим магнитопроводом 3.

Если использовать в системе измерительные ролики 8 с трехзаходными спиралями 13 (m=3), то в системе будет использовано три аналогичных магнитных канала, при этом возбуждающие магнитопроводы 3 второго и третьего каналов могут быть подключены соответственно к магнитопроводящим осям 17 измерительных роликов 8 и к кольцам 12 (фиг. 2), расположенным на других концах измерительных роликов 8.

В варианте устройства (фиг. 3) использован дополнительный электропривод 18, посредством редуктора 14 обеспечивающий вращение измерительных роликов 8, находящихся вблизи ферромагнитной полосы 2, с зазором «о». Для стабилизации положеьия полосы в пространстве используются дополнительные ролики 19.

Система работает следующим образом.

В процессе прокатки стальной полосы 2 (фиг. 1) технологическое натяжение «Р,» распределяется на удельные натяжения по ширине полосы в зависимости от состояния ее формы. Например, при симметричном дефекте «Короб», когда полоса 2 после клетки исIlbIT3JIB большее относительное удлинение по центру, натяжение в центре будет меньше, чем по краям. Соответственно изменится и магн итная проницаемость этих участков полосы, которая выявляется и регистрируется системой. При вращении от полосы 2 немагнитных измерительных роликов 8 их ленточные ферромагнитные спирали-геликоиды 13 имеют в каждый конкретный момент времени только одну точку контакта 15 и 16 с прокатываемой полосой 2. Измерительные ролики 8 посредством редуктора 14 синхронизированы и сдвинуты по фазе относительно их собственных осей вращения на такой угол, чтобы прямая линия, соединяющая упомянутые выше контактные на полосе 2 точки 15 и 16, которые определяют направление возбуждаемого магнитного потока, составляла угол 45 с направлением прокатки «Р вЂ” Р». В процессе вращения роликов 8 линия, образованная контактными точками 14 — 15, будет перемещаться параллельно самой себе в направлении поперек полосы 2, при этом магнитный поток, возбуждаемый магнитопроводом 3 и переданный через ферромагнитные кольца 12I или оси 17 на спирали-геликоиды 13, будет сканировать полосу 2 по ее ширине под y",ëoì 45 к направлению прокатки. Сигналы с приемных

П-образных магнитопроводов 4, соответствующие удельным натяжениям. полосы 2 по ее ширине, поступают через фазочувствительные усилители 7 на входы схем 10 совпадения, управляющие входы которых получают сигналы с выходов датчика 9 угловых перемещений. В зависимости от углового положения измерительных роликов 8 и, соответственно, линии 14 — 15 в координатах ширины полосы, датчик 9 последовательно

1563797

10

Формула «зобретеиия

5 включает определенные для данной координаты схемы 10 совпадения, с выходов (Вых. 1) которых снимаются текущие значения сигналов об удельных натяжениях полосы 2, либо они обрабатываются алгоритмизирующим устройством 11 (Вых 2), которое определяет состояние планшетности полосы 2. Таким образом, за один оборот измерительных ролвков 8 может быть считана информация о перераспределении удельных натяжений по ширине прокатываемой полосы 2. Поскольку в отличие от всех известных подобных устройств в системе имеется только один магнитопровод 3 возбуждения, обслуживающий посредством сканирования все приемные магнитопроводы 4, то число приемных магнитопроводов 4 и, следовательно, разрешающая способность по ширине полосы 2 практически не ограничены. Зто повышает достоверность определения параметра планшетности прокатываемой полосы. В известных устройствах разрешающая способность подобных датчиков принципиально ограничена влиянием «своих» магнитных потоков возбуждения на приемные магнитопроводы соседних датчиков.

Для случая, когда измерительные ролики 8 с однозаходными спиралями 13 вращаются от полосы 2, съем информации в координатах длины полосы 2 производится за один оборот измерительных роликов 8, т. е. через расстояния с дискретностью AI.

hI=2vR, где R — радиус измерительных роликов 8.

Для увеличения разрешающей способности в координатах длины прокатываемой полосы 2 могут быть использованы контактирующие с полосой 2 измерительные рол ики 8 не с однозаходной, а с т-заходными винтовыми спиралями-геликоидами 13.

Таким образом, каждый валок (фиг. 2) может содержать не одну, а, например, три (m=3) аналогичные ленточные спиралигелйкоиды 13, расположенные на измерительных роликах по окружности через 120 и соединенные через ферромагнитные кольца

12 или оси 17 со своими возбуждающими магнитопроводами 3 (фиг. 1), каждый из которых записан от соответствующих блоков 2 питания с различными частотами: f, р 1, + f,. Соответственно в качестве усилителей 7 в этом случае используются резонансные усилители с фильтрами, настроенными на частоты f„, f, f». При большем значении m кольца 12 и магнитопроводы 3 могут располагаться ступенями на разной высоте по обе стороны измерительных роликов. При гп =3, т.е. при трехфазном исполнении измерительных роликов 8, информация по длине полосы считывается за один оборот в три раза чаще, т. е. с дискретностью

5

2лР 2лЯ

Л = — = — =D, 3 где D — диаметр измерительного ролика 8 с тремя геликоидами 13, Учитывая, что диаметры измерительных роликов 8 обычно находятся в пределах

f00 — 300 мм, данные значения разрешающей способности по длине полосы 2 вполне устраивают потребителя (в ГОСТах за базу измерения неплоскостности по длине полось принята длина один метр).

Для прокатных станов, в которых дополнительными валками 19 (фиг. 3) застабилизировано вертикальное смещение полосы 2, измерительные ролики 8 могут располагаться с постоянным зазором 6 под полосой 2 и снабжаться отдельным электроприводом 18, причем измерительным роликом 8 обеспечивается от электропри вода 18 повышенная частота вращения. Поэтому при вращении измерительных роликов 8 с однозаходными спиралями-геликоидами 13, но с большей в три раза скоростью, чем линейная скорость прокатки (что легко обеспечивается), достигается тот же эффект, что и при использовании измерительных роликов 8 с трехзаходными спиралями-геликоидами 13 и сложной дополнительной электронной аппаратурой.

Использование общего возбуждающего магнитспровода, полюсными наконечниками которого являются ферромагнитные кольца, соединенные с ленточными спиралями-геликоидами на немагнитных измерительных роликах, позволяет существенно увеличить число приемных магннтопроводов, а значит, разрешающую способность системы, и, как следствие, повысить достоверность определения состояния планшетности полосы, 1. Система контроля распределения удельных натяжений по ширине прокатываемой, ферромагнитной полосы, содержащая блок питания цепи возбуждения магнитных потоков в ферромагнитной полосе, взаимно перпендикулярно ориентированные друг к дрю у

H B HanpaB I2HHIo прокатки П-образные возбуждающий и размещенные по ширине полось, приемные магнитопроводы с обмотка 1 и, фазоч I3I:iвительные усилители, подсоединенные в.;адами к обмоткам приемных магнитопроводов н блоку литания, и алгоритм»знрующсс устройство. причем обмотка возбуждающег,I ма гнитоп ровода подсоединена к блоку питания. отличаюи аяся тем, что, с целью увеличения достоверности определения неплоскостности полосы, она снабжена двумя параллельно размещенными измерительными роликами, выполненными из немагнитного материала и выполненными с возможностью контакта с

1563797

Составитель Л. Сергеев

Редактор Л. Маковская Текред И. Верее Корректор М. Пожо

Заказ 111Ч Тираж 405 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитет.1 по нзобретс гаям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, М(— 35, Рау инская наб, д. 4, 5

Производственно-изда1дпьский комб, наг «Патс и», г. Ужгород, уа. Гагарина, !01

7 прокатываемой ферромагнитной полосой, датчиком углового положения, сочлененным с одним из измерительных роликов, и схемами совпадения по количеству приемных

П-образных магнитопроводов, причем первые входы схем совпадения подсоединены к выходам соответствующих фазочувствительных усилителей, а вторые (управляющие) входы подсоединены к соответствующим выходам датчика углового положения.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что

H8I одном из концов каждого измерительного ролика размещено ферромагнитное коt.üцо, к каждому подсоединена ферромагнитная лента, выполненная в виде спирали- гел икоида и размещенная на наружной поверхности измерительного ролика, причем кольца на измерительных роликах размещены на их противоположных концах.

3. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что возбуждающий магнитопровод размещен таким образом, что ферромагнитное кольцо одного из измерительных роликов является одним полюсом возбуждающего магнитопровода, другим полюсом

10 которого является ферромагнитное кольцо другого измерительного ролика, размещенное на его противоположном конце.

4. Система по пп. 1 — 3, отличающаяся тем, что измерительные ролики сочленены друг с другом зубчатой передачей.