Способ определения махового момента рулона полосы в процессе намотки

 

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к определению маховых моментов рулонов полосы в процессе намотки. Цель изобретения - повышение точности и упрощение реализации способа. Измеряют текущую толщину полосы и длину витка, а маховой момент рулона определяют по зависимости, приведенной в формуле изобретения. 1 табл., 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 В 21 С 47/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (3) >д, У У г-(2 2, (6) (21) 4709033/27 (22) 22.06.89 (46) 15.07.91, Бюл. ¹ 26 (71) Киевский институт автоматики им, XXY сьезда КПСС (72) В.П. Немодрук, Л,А. Оружинский, В.А. Кузин и Е.В.Левченко (53) 621.772,068 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1357104, кл. В 21 С 47/00, 1986, Изобретение относится к прокатному производству, в частности к определению маховых моментов рулонов полосы в процессе намотки, Цель изобретения — повышение точности и упрощение реализации способа.

На фиг.1 показано устройство для осуществления способа; на фиг.2 — 6 — алгоритм работы устройства для осуществления способа.

Маховой момент рулона по данному способу определяется по зависимости, °,да з = „,(е;ь,-;,ь .Ile., -оь;е, е;, ь,), 1-"! где G — общая масса рулона;

D — наружный диаметр рулона;

I — порядковый номер витка;

n — число витков к моменту определения махового момента рулона;

hl — среднее значение толщины I-ro витq — ускорение свободного падения; у- плотность материала полосы;

Ь вЂ” ширина сматываемой полосы; (— длина i-ro витка рулона.

„„SU „„1662723 А1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАХОВОГО

МОМЕНТА РУЛОНА ПОЛОСЫ В ПРОЦЕССЕ НАМОТКИ (57) Изобретение относится к прокатному производству, в частности к определению маховых моментов рулонов полосы в процессе намотки. Цель изобретения — повышение точности и упрощение реализации способа. Измеряют текущую толщину полосы и длину витка, а маховой момент рулона определяют по зависимости, приведенной в формуле изобретения. 1 табл., 6 ил.

Известно, что маховый момент

60 = 4ql, (1) где — момент инерции, В свою очередь момент инерции раген

I =m р (2) где m — масса тела;

p — радиус инерции.

Так как виток рулона представляет собой полный прямой круглый цилиндр, то квадрат радиуса инерции его равен

2 р

7 где R — наружный радиус витка;

r — внутренний радиус витка.

Выразим наружный и внутренний радиусы витка рулона через его длину. так <ак е, е, „ ; =- — -h (") то выражение (3) можно записать в виде а lFl 21 I (е:-2" е; ; ° 2с и .;) (5)

Массу витка можно представить в виде!

I о (ЬЭ 3 Сд й

1662723 где ч — объем витка, и с учетом выражения (4) получим

= Ь(Е,Ь,-;Ь"). (7) Окончательно выражение (1) имеет вид („р, = — P, h,-„h,)(g;- "Ь; ; 2 "; )) Ц, „ „„). г. (8) а маховый момент рулона определяется согласно следующей зависимости Г -, „(С;Ь;-Ы,)(0.-ЛЬ Р;+Ы Ь,) (9) -I

Таким образом, в качестве параметра витка рулона при определении махового момента используется длина витка.

Данное обстоятельство дает ряд существенных преимуществ: во-первых, на точность измерения длины витка не оказывают влияние возмущающие воздействия, приводящие к снижению точности измерения радиуса, а это позволяет повысить точность измерения маховога момента; во-вторых, приращение радиуса практически близко к величине толщины сматываемой полосы и по абсолютной величине меньше, чем абсолютное приращение длины витка, Данное обстоятельство позволяет снизить требование к точности измерения длины при равенстве относительной погрешности измерения радиуса витка, так, например, при смотке полосы толщиной 5 мм, радиусе барабана 0,5 м приращение радиуса составляет 5 мм, а приращение длины 31,4 мм, а при требуемой погрешности .измерения приращения, допустим, 10 / точность измерения радиуса должна составлять 0,5 мм, в то же время точность измерения длины должна составлять 3,14 мм. Измерение длины витка рулона можно осуществить с использованием технических средств, которыми оснащены все прокатные станы, и не требует установки дополнительных датчиков и, следовательно, упрощается реализация способа.

Рассмотрим числовой пример реализации способа (вариант II), при этом для сравнения полученных результатов дополнительно проведем расчет (вариант I) согласно формулам (1), (2), (3) и (6).

Зададимся следующими исходными данными: Ь! =0 005 м, b= 1,5м, g =9.81 м/с, 7850 кг/м, число витков п = 10. Для упрощения принимаем коэффициент плотности смотки равным 1.

Вычисления проводились на МиниЭВМ типа СМ 1420.

Результаты вычислений приведены в таблице, Полученные результаты вычислений показывают хорошее их совпадение, что подтверждает воэможность использования способа для определения махового момента

5 рулона в процессе смотки, Устройство состоит иэ измерителя толщины 1, датчиков импульсов 2 и статического тока 3 тянущих роликов, датчиков импульсов 4 и статического тока 5 формиру10 ющих роликов, датчиков импульсов 6 и статического тока 7 барабана моталки, вычислительного блока 8. Выходы измерителя толщины 1 и датчиков 2 — 7 подключены к выходу вычислительного блока 8, кроме

15 того, на вход вычислительного блока 8 подаются значения скорости полосы Ч,, ширина b и толщина h полосы от АСУ прокатного стана, а перед началом работы с помощыа блока ручного ввода в вычислительный блок

20 8 задаются значения радиусов тянущих роликов RTp, формирующих роликов Rq p, барабана моталки Re>;, числовое значение коэффициент плотности К, число импульсов

Мтр, Мфр, Мам, соответствующих одному

25 обороту датчиков импульсов Д2, Д4, Д5, и другие постоянные.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении от АСУ величин значе30 ний толщины и ширины прокатываемой полосы вычислительный блок 8 производит расчет и запоминает значения длины каждого витка рулона, вычисляемые по зависимости

35 (h

2И Ry + — (10)

- где 4 — длина и-го витка;

К вЂ” коэффициент плотности рулона.

При поступлении полосы в зону дейст40 вия измерителя 1 последний формирует сигнал о своей работе и опрашивается, при этом число опросов Д1 определяется соответственно для каждого витка согласно следующему выражению:

45 8„ (11) где Тд — время одного опроса Д1, Суммируют значения текущей толщины и определяют среднее значение толщины

50 витка согласно выражению

j1,+„+ h

7 (12)

55 где h>„„hm — текущее значение толщины полосы;

m — число опросов.

Полученные данные hl запоминаются для использования при расчете махового момента.

1662723

Транспортируясь по рольгангу(не показан), полоса поступает в тянущие ролики и затем захватывается барабаном моталки и формирующим роликом, моменты захвата полосы тянущими и формирующими роликами и барабаном моталки фиксируются соответственно датчиками 3, 5 и б, данные сигналы служат для синхронизации дальнейшей работы вычислительного блока 8. В момент срабатывания датчика 5 начинается счет импульсов, поступающих с датчиков 2, 4, 5, и соответственно вычисление f jсогласно зависимости М бм Р "г . (13) где Мф — число импульсов датчика 4;

Мьм — число импульсов датчика б.

При условии ne> = Mg> значение li запоминается и рассчитанное согласно выражениям (8) и (9) значение махового момента поступает в систему управления приводом моталки для компенсации динамической составляющей тока привода.

При отсутствии сигнала от датчика Д5 (формирующие ролики разведены при смотке тонких полос их разводят после намотки нескольких витков и сводят к концу намотки) 1 вычисляют согласно зависимости тр M м т и .М

ИЗм тР (14) где h>p — число импульсов Д2; пыл — число импульсов Дб.

В основе вычисления длины витка f используется принцип приведенный в выражении (4), где указывается что погрешность измерения длины с использованием данного принципа составляет менее 0,1 .

По эввершению смотки каждого отдельного витка рассчитывается его маховый момент, суммируется со значением махового момента предыдущих витков и полученный результат передается в систему регулирования натяжения смотки.

Перед началом работы устройства в него вводятся масштабные коэффициенты, значения радиусов механизмов, все постоянные, используемые при расчетах.

Алгоритм функционирует следующим образом.

1. Ввести значения Ь и h, перейти к шагу 2, 2. Рассчитать и запомнить значение длины витка F>, перейти к шагу 3.

3, Увеличить на единицу счетчик С1 числа значений Рп, перейти к шагу 4.

4. Определить, работает ли датчик Д1, если да, перейти к шагу б, иначе — к шагу 5.

5. Определить, равен 1 признак С, если да, то перейти к шагу 13, иначе — к шагу 2. б, Определить, равен 1 признак С, если да, то перейти к шагу 8, иначе — к шагу 7, 5 7. Присвоить значение 1 признаку С, перейти к шагу 8.

8, Ввести значение V< перейти к шагу 9.

9. Рассчитать число опросов mg>, перейти к шагу 10.

10 10. Опросить m раз датчик Д1, перейти к шагу 11, 11, Вычислить значение h, перейти к шагу 12, 12. Увеличить на единицу Cr2 числа зна15 чений hi, перейти к шагу 13.

13. Определить состоя ние датчика Д7, если 1, то перейти к шагу 15, иначе — к шагу 14.

14. Определить, равен 1 признак d, если да, перейти к шагу 32, иначе — к шагу 4.

20 15. Определить, равен 1 признак d, если да, перейти к шагу 17, иначе — к шагу 16.

16. Присвоить значение 1 признаку d, перейти а шагу 17.

17. Определить, запущены счетчики чис25 ла импульсов от датчиков Д2, Д4, Дб, если. да, перейти к шагу 19, иначе — к шагу 18.

18. Запустить счетчики Д2, Д4, Дб, перейти к шагу 19.

19. Определить, равно содержание

30 счетчика Сгб Мгм, если да, идти к шагу 21, иначе — к шагу 20.

20. Определить, больше или равно содержимое Сги отношению Мгм/I (где I— число, зависящее от быстродействия выпол35 нения программ вычислительным комплексом), если да, перейти к шагу 22, иначе — к шагу 19.

21. Записать содержание счетчиков Cr

Д2, Cr Д4, перейти к шагу 23, 40 22. Определить, работает ли Д1, если да, перейти к шагу 24, иначе — к шагу 32.

23. Перезапустить Cr Д2, Д4, Дб, перейти к шагу 25.

24, Определить содержание Cr> больше

45 содержания Cr2, если да, перейти к шагу 8, иначе — к шагу 2, 25. Увеличить на единицу содержание счетчика числа витков Сгэ, перейти к шагу 26.

26, Определить состояние датчика Д5, ес50 ли 1, то перейти к шагу 28, иначе — к ша;у 27, 27, Рассчитать величину длины витка (выражение 14), перейти к шагу 29.

28. Рассчитать величину длины витка в (выражение 13), перейти к шагу 29.

55 29. Вычислить маховый момент витка

GDi, перейти к шагу 30..30. Суммировать с предыдущим значением полученное на шаге 29 GDi суммар2 ное значение махового момента передать в

1662723 систему регулирования натяжения, перейти . к шагу 31, 31, Определить состояние датчика Д7, если 1, то перейти к шагу 32, иначе — к шагу

20. 5

32. Обнулить Cr 1, 2, 3, Конец выполнения алгоритма.

Реализация способа как на существующих, так и вновь создаваемых станах не вызывает затруднений, так как используют- 10 ся технические средства, имеющиеся на всех прокатных станах для автоматизации технологических процессов. В частности, в качестве вычислительного устройства используется нашедший широкое примене- 15 ние s АСУ ТП прокатного производства агрегатный комплекс КТС-ЛИУС-2.

Технико-зкономический эффект от внедрения изобретения обеспечивается по 20 сравнению с базовым объектом повышением качества намотки благодаря более точной компенсации динамической составляющей тока якоря двигателя моталки, а следовательно, повышением точности 25 поддержания натяжения и тем самым качества готовой продукции.

Формула изобретения

Способ определения махового момента рулона полосы в процессе намотки„заключающийся в измерении текущей толщины полосы, измерении одного из параметров витка, а также определении махового момента каждого витка рулона и определении махового момента всего рулона по расчетнойзависимости,отл и чаю щи йся тем, что, с целью повышения точности и упрощения реализации способа в качестве упомянутого параметра, измеряют длину витка, а маховый момент рулона определяют по зависимости

2 2

ЯР (E,, Рh .I(P, v2héi где G — общая масса рулона;

D — наружный диаметр рулона;

i — порядковый номер витка; и — число витков к моменту определения махового момента рулона;

bi — средняя толщина I-lo витка.

g — ускорение свободного падения; у — плотность материала полосы;

b — ширина сматываемой в рулон полосы;

fj — длина I-ro витка рулона.

i662723

Тюнущие рояими

Ю

um WCu гюго mw

Ь тр фо Цд Ъ +4% ббl

86од склабиатуры

Рог! (A о лф), -жМр Флжо; плотносвь рулона

1662723

1п

Vn 41

rgf времЯ Односо измерения

1662723

1662723

0фрЯщрруо

АУ Фжг

T59"

J(g . gu

Составитель В,Гри берг

Техред M,Mîðãåíòan

Редактор Н,Швыдкая

Короек 1.ор 4Лемиик

Заказ 2222 Тираж 402 Г!одписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород,,>n,: a;aрмна, 101