Устройство для измерения натяжения по ширине прокатываемой полосы

 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системах управления прокатного листа (полосы) в черной и цветной металлургии для измерения натяжений прокатываемой полосы в различных зонах по ее ширине с целью оценки их неравномерности и исключения коробления прокатного листа, его серповидности и т. п. С целью повышения точности измерения и надежности устройства оно содержит разрезной ролик, длина которого соответствует ширине полосы и по образующим которого через 90° выполнены пазы, в которых размещены магнитоупругие датчики усилия по числу зон контроля, источник питания, узлы преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения, трансформатор, бесконтактный узел съема информации с разрезного ролика и блок обработки информации, при этом выходы каждого узла преобразования соединены со входами бесконтактных узлов съема информации с ролика, одни их входы соединены с соответствующими датчиками усилия, другие - с выходом выпрямителя-стабилизатора, установленного на торце ролика и соединенного с обмоткой вторичной половины разрезного трансформатора, установленного на торце ролика соосно с неподвижной половиной разрезного трансформатора, обмотка которой подключена к источнику питания. 1 с.п. ф-лы, 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 21 В 37/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Г я

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4639341/02 (22) 17.01.89 (46) 07 08.91. Бюл, М 29 (71) Киевский институт автоматики им.XXV съезда КПСС (72) А.В.Магдич, М.Н.Гуманюк, С.Л.Богорский и Э.В.Голован (53) 621.771.2.08(088,8) (56) Stilund Gisen, 1977, т. 97, вып. 21, с, 1029-1033.

Pamphlet АЧ83-102Е, January, 1971, Edition 1. Pamphlet AV86-103Е, October, 1971. Edition 2. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПО ШИРИНЕ ПРОКАТЫВАЕМ0А ПОЛОСЫ (57) Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системах управления прокатного листа (полосы) в черной и цветной металлургии для измерЕния натяжений прокатываемой полосы в различных зонах по ее ширине с целью оценки их неравномерности и исключения коробления прокатного листа, его серпоИзобретение относится к приборостроению и может быть использовано в системах управления прокаткой листа (полосы) в черной и цветной металлургии, для измерения натяжений прокатываемой полосы в различных зонах по ее ширине с целью оценки их неравномерности и исключения коробления прокатного листа, его серповидности и т.п, Цель изобретения — повышение точности измерения и надежности устройства.

На фиг. 1 и 2 приведена конструкция устройства для измерения натяжения по ширине прокатываемой полосы; на фиг. 3—

„„Ы) „„1667973 А1 видности и т.п. Цель изобретения — повышение точности измерения и надежности устройства. Устройство содержит разрезной ролик, длина которого соответствует ширине полосы и по образующим которого через

90 выполнены пазы, в которых размещены магнитоупругие датчики усилия по числу эон контроля. источник питания, узлы преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения, трансформатор, бесконтактный узел съема информации с разрезного ролика и блок обработки информации, при этом выходы каждого узла преобразования соединены с входами бесконтактных узлов съема информации с ролика. одни их входы соединены с соответствующими датчиками усилия, другие — с выходом выпрямителя-стабилизатора, установленного на торце ролика и соединенного с обмоткой вторичной половины разрезного трансформатора, установленного на торце ролика соосно с неподвижной половиной разрезного трансформатора, обмотка которой подключена к источнику питания. 3 з.п, ф-лы, 9 ил, блок-схема устройства; на фиг, 4 — конструкция магнитопровода магнитоупругого датчика усилия; на фиг. 5 — принципиальная схема для преобразователя усилия в последовательность импульсов напряжения (генераторы Роэра); на фиг. 6 и 7 — конструкция трансформатора; на фиг, 8 и 9 — конструкция бесконтактного узла съема информации с разрезного ролика.

Устройство содержит (фиг, 1) разрезной ролик 1. длина которого соответствует ширине полосы и по образующим которого через 90 выполнены пазы 2, в которых

1667973

10 размещены магнитоупругие датчики 3 усилия по числу зон контроля (конструкция маг1 нитопровода датчика 3 усилия приведена на фиг, 4), узлы 4 преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения. например генераторы Роэра (фиг, 5) по числу магнитоупругих датчиков 3 усилия, установленные в полости 5 разрезного ролика

1, выпрямитель-стабилизатор 6, источник 7 питания, трансформатор, первичная обмотка которого расположена на неподвижном кольцевом мэгнитопроводе 8 и соединена с источником 7 питания, а вторичная обмотка расположена на кольцевом магнитопроводе 9, установленном на торце разрезного ролика 1, и соединена через выпрямительстабилизатор 6 с узлами 4 преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения, бесконтактный узел съема (светодиоды 10 и фотодиоды 11 и 12) информации с разрезного ролика 1 и блок

13 обработки информации.

Выходы магнитоупругих датчиков 3 соединены с первыми входами соответствующих узлов 4 преобразователей усилия е последовательность импульсов напряжения, а выходы узлов 4 преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения — с соответствующими входами (входами светодиодов 10) бесконтактногс узла съема информации с разрезного ролика, выходы которого(выходы фотодиодов 11 и 12) соединены с входами блока обработки информации.

Магнитопроводы 8 и 9 трансформатора выполнены из Ш-образных пластин, установленных в кольцевых обоймах (фиг. 6, 7), причем обмотки трансформатора расположены в кольцевых пазах магнитопроводов 8 и 9.

Бесконтактный узел съема информации с разрезного ролика 1 содержит светодиоды

10. установленные на торце разрезного ролика 1 в виде линеек, расположенных по диаметрам торца под углом 90 одна относительно другой(фиг. 1, 2 и 8), причем входы светодиодов 10 являются входами бесконтактного узла съема информации с разрезного ролика 1, и фотодиоды 11 и 12, установленные напротив торца разрезного ролика 1 в виде двух линеек, расположенных под острым углом (фиг, 1 и 9), одна иэ которых (фотодиоды 11) установлена вертикально, причем выходы фотодиодов 11 и 12 являются выходами бесконтактного узла съема информации с разрезного ролика 1.

Блок 13 обработки информации содержит (фиг. 1-3) усилители-формирователи 14 по числу фотодиодов 11, установленных на первой линейке, а также счетчики 15 по чис15

55 лу фотодиодов 12, установленных на второй линейке, причем выходы всех усилителейформировэтелей 14 соединены со счетными входами счетчиков 15, выходы которых и генератор 16 соединены через сумматоры

17 с индикаторами 18. Входы усилителейформирователей 14 и управляющие входы счетчиков 15 являются входами блока 13 обработки информации

Устройство работает следующим образом, При подключении сети энергоснабжения источника 7 питания к обмотке первичной (стационарной) части 8 трансформатора в нем возбуждается магнитный поток. Обе половины трансформатора — первичная и вторичная — конструктивно аналогичны и отличаются только числом витков обмоток, Подвижная половина мэгнитопровода 8 трансформатора располагается против стационарной (магнитопровод 9), так, что их оси совпадают, а кольцевые пазы одного мэгнитопровода располагаются напротив пазов другого магнитопровода, Между торцами стержней магнитопроводов 8 и 9 остается воздушный зазор порядка 1-2 мм. Магнитный поток преодолевает этот зазор и наводит во вторичной обмотке напряжение, величина которого не зависит от взаимного положения магнитопроводов и скорости вращения подвижной части трансформатора относительно стационарной. Вторичная обмотка подключена к выпрямителю-стабилизатору 6, который служит источником питания узлов 4 преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения (генераторов Роэра), представляющих два транзистора и два резистора (фиг, 5), к которым подключены обмотки соответствующего магнитоупругого датчика 3 усилия.

Частота на выходе узла 4 преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения пропорциональна усилию, воздействующему на магнитоупругий датчик 3 усилия, Изменение этой частоты или обратной ей величины — периода колебаний является однозначной функцией изменения усилия, воздействующего на магнитоупругий датчик 3 усилия, Для использования этой информации в целях управления процессом прокатки, ее нужно вывести из вращающегося разрезного ролика 1. С этой целью выходы каждого иэ узлов 4 преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения (генераторов Роэра) подключены к соответствующему светодиоду 10 (фиг. 3), вспыхивающему при поступлении на него каждого иэ импульсов генератора Роэра.

1667973

35

При диаметре ролика 300 мм протяженность эоны, в пределах которой на магнитоупругий датчик 3 усилия действует измеряемое усилие, составляет 50 — 60 мм. При максимальной скорости вращения ролика 40 об/с этому соответствует протяженность времени воздействия 0,00035-0,00042 с.

При экспериментальной проверке датчика на выходе генератора 4 Роэра усилию, равному О, соответствовала частота 13,46 кГц, а усилию 3000 кГс — 37,357 кГц. Нелинейность зависимости усилие — частота составляла + 0,6, Фактический диапазон изменений нагрузки на магнитоупругий датчик 3 усилия составляет до 300 кГс, чему соответствует изменение частоты (приращение на 300 кГц) порядка 2400 Гц. Приняв нагрузку на магнитоупругий датчик 3 усилия при отсутствии усилия равной 1500 кГс получают, что частотный диапазон составляет

18600 — 20460 Гц. Следовательно, за время воздействия усилия на датчик 3 (0,000350,00042 с) на светодиод 10 поступают 6 — 8 импульсов. Этого достаточно для того, чтобы с необходимой точностью (0,5-1 ) измерить период колебаний.

В момент, когда данный очередной магнитоупругий датчик 3 усилия оказался в начале эоны воздействия на него полосы, световые импульсы его светодиода 10 начинают поступать на фотодиод 12 команды на начало измерений. С выхода фотодиода 12 сигнал поступает на управляющий вход соответствующего счетчика 15. По этому сигналу начинается счет импульсов, поступающих на соответствующие фотодиоды 11, и с них через усилители-формирователи 14 — на счетчики 15. По этому же сигналу открываются входы регистров сумматора 17 (связь между фотодиодами 12 и соответствующими сумматорами не показана) для прохождения на него импульсов с генератора 16 стабильной частоты. После прохождения на счетчики 13 заданного количества импульсов, например 4, 5 или 8, Bxoä сумматора 17 для импульсов генератора 16 закрывается. В одном иэ регистров фиксируется число Тг, кратное периоду прохождения импульсов от генератора 4 Роэра, нагруженного усилием магнитоупругого датчика 3, Аналогично на второй регистр поступают импульсы, количество которых Т1 кратно периоду прохождения импульсов от генератора 4 Роэра. не нагруженного усилием магнитоупругого датчика 3.

Величина измеряемого усилия P пропорциональна разности частот f2 нагруженного усилием магнитоупругого датчика 3 и

f1 не нагруженного магнитоупругого датчика 3

P = K hf = К(г — f1) = K(— T ) =

1 1 г Т1, T1-Тг

Т1 Тг

Эта величина вычисляется сумматором

17 и поступает на индикатор i8. При использовании в управлении процессом прокатки

ЭВМ эта функция может быть возложена на нее.

Использование предложенного устройства позволит повысить точность измерений натяжения по ширине прокатываемой полосы и повысить надежность за счет бесконтактного питания магнитоупругих датчиков усилия и съема с них информации, а также снизить стоимость устройства, поскольку отпадает необходимость использования серебра, применяемого в контактных токосъемных узлах известных устройств, Формула изобретения

1. Устройство для измерения натяжения по ширине прокатываемой полосы, содержащее разрезной ролик, длина которого соответствует ширине flолосы и по образующим которого через 90 выполнены пазы, в которых размещены магнитоупругие датчики усилия по числу эон контроля, источник питания и блок обработки информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения точности измерения и надежности устройства, оно дополнительно содержит узлы преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения по числу магнитоупругих датчиков уси- лия, выпрямитель-стабилизатор, трансформатор, первичная обмотка которого расположена на неподвижном кольцевом магнитопроводе и соединена с источником питания, а вторичная обмотка расположена на кольцевом магнитопроводе, установленном на торце разрезного ролика, и соединена через выпрямитель-стабилизатор с узлами преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения, и бесконтактный узел съема информации с разрезного ролика, при этом выходы магнитоупругих датчиков усилия соединены с первыми входами соответствующих узлов преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения, выходы узлов преобразования усилия в последовательность импульсов напряжения соединены с соответствующими входами бесконтактного узла съема информации и разрезного ролика, выходы которого соединены с входами блока обработки информации.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что магнитопроводы разрезного

1667973

T 358 трансформатора выполнены из Ш-образных пластин, установленных в кольцевых обоймах, причем обмотки трансформатора расположены в кольцевых пазах магнитопроводов, образованных Ш-образ- 5 ными пластинами.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что бесконтактный узел съема информации с разрезного ролика содержит 10 светодиоды; установленные на торце разрезного ролика в виде линеек, расположенных по диаметрам торца под углом 9Q" относительно друг друга, и фотодиоды, установленные напротив торца разрезного ро- 15 лика в виде первой и второй линеек, расположенных под острым углом, одна из которых установлена вертикально, причем выходы фотодиодов являются выходами бесконтактного узла съема информации с разрезного ролика, а входы светодиодов являются входами бесконтактного узла съема информации с разрезного ролика.

4. Устройство по и. 1,отл ича ю щеес я тем, что блок обработки информации содержит усилители-формирователи по числу фотодиодов, установленных на первой линейке, а также счетчики по числу фотодиодов, установленных на второй линейке, причем выходы всех усилителей-формирователей соединены со счетными входами счетчиков, выходы которых и генератор соединены через сумматоры с индикаторами, причем входы усилителей-формирователей и управляющие входы счетчиков являются входами блока обработки информации.

1667973

1667973

1667973

F

У

12

270

Редактор В.Данко

Заказ 2605 Тираж 326 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Яд

ФБ а.д

Составитель А.Абросимов

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Устройство для измерения натяжения по ширине прокатываемой полосы Устройство для измерения натяжения по ширине прокатываемой полосы Устройство для измерения натяжения по ширине прокатываемой полосы Устройство для измерения натяжения по ширине прокатываемой полосы Устройство для измерения натяжения по ширине прокатываемой полосы Устройство для измерения натяжения по ширине прокатываемой полосы Устройство для измерения натяжения по ширине прокатываемой полосы 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть использовано в системах автоматического регулирования профиля и формы полосы в качестве первичного преобразователя при измерении плоскостности (планшетности) полосы

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть использовано в системах регулирования формы прокатываемых ферромагнитных полос в качестве первичного преобразователя - датчика, контролирующего распределение удельных натяжений по ширине прокатываемой ферромагнитной полосы

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к измерению натяжения толстой полосы в непрерывных черновых группах клетей широкополосных станов горячей прокатки

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть использовано в системах регулирования формы прокатываемых полос в качестве первичного преобразователя-датчика, контролирующего перераспределение удельных натяжений по ширине прокатываемой 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

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к конструкциям прокатных клетей, снабженных устройствами для измерения и регулирования продольных усилий в полосе , в том числе йа станах непрерьшной прокатки

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к оборудованию клетей непрерывных станов горячей прокатки

Изобретение относится к металлургии , а точнее - к прокатному производству , и может быть использовано при холодной продольной прокатке для совершенствования конструкций измерителей натяжения

Изобретение относится к прокатному производству и может использоваться для измерения и регулирования продольных усилий в полосе

Изобретение относится к прока тному производству и может быть использовано для измерения и регулирования межклетевых натяжений в стане непрерывной прокатки.Цель изобретения - повышение точности измерения

Изобретение относится к прокатному производству

Изобретение относится к устройству для измерения натяжения металлической полосы, в частности стальной полосы, содержащему ровный плоский стол, выполненный с возможностью прохождения полосы по нему, и на одном конце которого расположено множество измерительных элементов, пригодных для измерения натяжения полосы, при этом предусмотрены охлаждающие элементы, расположенные под столом, посредством которых охлаждающая жидкость, в частности вода, подводиться в область охлаждающих элементов

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для измерения и регулирования натяжения полосы между клетями непрерывного сортового прокатного стана
Наверх