Устройство для автоматического регулирования поперечного профиля прокатываемой полосы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ нн 49142I

Союз Советских

Социалистических

Республик

pl ® (61) Зависимое от авт, свидетельства (22) Заявлено 24,10.72 (21) 1839783/22-2 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 15.11.75. Бю. лстень ¹ 42

Дата опубликования описания 18.03.76 (51) М. Кл. В 21Ь 37/08

Госудерствениыч комитет

Совета Министров СССР

" делам изобретеиий в открытий (53) УДК, 621.771.237. .503.51 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Данилюк и А, И. Чабанов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОПЕРЕЧНОГО ПРОФИЛЯ

ПРОКАТЫВАЕМОЙ ПОЛОСЫ

Известно устройство для регулирования поперечного профиля прокатываемой полосы, содержащее канал регулирования распора опорных валков с измерителем и регулятором давления в нем, канал регулирования распора рабочих валков, включающий измеритель давления, дистанционный управляемый клапан, демпфирующий гидроцилиндр, контур, включающий гидроцилиндр с корректирующим поршнем, и канал обратной связи, включающий второй из указанных измерителей давления и датчик давления в канале распора рабочих валков, подключенные к регулятору давления в канале регулирования распора опорных валков.

Недостаток известного устройства состоит в том, что оно не позволяет достигнуть компенсации колебаний профиля полосы, возникающих вследствие быстродействующих изменений давления прокатки, деформирующего валковую систему клети.

В предлагаемое устройство введены усилители с отрицательным коэффициентом усиления, сумматор, задатчики давления в гидросистеме распора опорных валков, ключ, датчики наличия металла, причем измерители давления, каждый через свой усилитель с отрицательным коэффициентом усиления, и задатчики давления подключены к сумматору, выход которого через ключ, соединенный с датчиками наличия металла в клетях, подключен к регулятору давления в канале распора опорных валков и контуру, включающему гидроцилиндр с корректирующим поршнем. Это

5 обеспечивает быстродействующую компенсацию отклонений в профиле полосы, обусловленных колебанием давления прокатки.

На чертеже показано описываемое устройство.

l0 1!оршни 1 и 2 расположены в гндроцилиндрах, распирающих соответственно опоры 3 рабочих и опоры 4 опорных валков. Давление рабочего тела под поршни 1 и 2 поступает в процессе настройки стана через открытые ди)5 станционно управляемые запорные клапаны 5 и 6 от насосного агрегата i . После завершения настройки клапаны 5 и 6 закрывают в процессе прокатки в тот момент, когда толщина полосы соответствует заданному значению

20 (на чертеже не показаны дополнительные устройства, позволяющие нести настройку системы автоматического регулирования толщины от вычислительной машины без открывания клапанов 5 и 6 при перестройках стана).

25 Колебания давления в гидросистеме распора опорных валков регистрируются измерителем 8, а в гидросистеме распора рабочих валков — измерителем 9. Выходной сигнал последнего в процессе прокатки полосы пропор30 ционален отклонениям толщины полосы отно491421 сительно значения, при котором клапан 5 закрыт. Этот сигнал используется для автоматической стабилизации толщины полосы в процессе прокатки. В тот момент, когда полоса оставляет клеть, давление в замкнутых гидросистемах возврастает в несколько раз вследствие упругой деформации клети. Для предохранения от разрушения элементов, образующих замкнутую гидросистему распора рабочих валков, в последней устанавливается демпфирующий цилиндр 10 с существенно нелинейной характеристикой: его поршень фиксируется в упор предварительно напряженной пружиной, пока давление рабочего тела не достигнет предельно допустимого значения, после которого поршень отходит от упора и цилиндр ведет себя как обычный аккумулятор.

Сигнал от измерителя 9 через усилитель 11 поступает на вход усилителя 12, который является составной частью привода (регулятора), регулирующего давление в гидросистеме распора опор опорных валков. Этот привод состоит из тиристорного преобразователя 13, электродвигателя 14 и золотника 15, положение поршня которого регулируется двигателем. Давление от насосного агрегата 16 высокого давления через золотник 15 подается в гидросистему распора опор опорных валков.

Задатчик 17 давления подключен к входу привода.

Выходы измерителей 8 и 9 давления через усилители 18 и 19 с отрицательным коэффициентом усиления соединены с соответствующими входами сумматора 20, два других входа которого подключены к задатчику 17 давления и задатчику 21 номинального значения давления в гидросистеме распора опор опорных валков. Выход сумматора 20 связан через фильтр 22 с ключевым устройством 23, управляемым от датчика 24 (или системы датчиков) наличия металла в прокатных клетях.

Ключевое устройство 23 соединено через усилитель 25 с входом привода в гидросистеме распора опор опорных валков и через усилитель

26 в с входом следящего привода корректирующего поршня 27. Следящий привод включает усилитель 28, тиристорный преобразователь 29, электродвигатель 30 и датчик 31 обратной связи по положению корректирующего поршня. Внутренняя полость гидроцилиндра

32, в котором перемещается поршень (корректор) 27, соединена с гидросистемой распора опор рабочих валков.

Устройство работает следующим образом.

В процессе настройки стана после смены валков или при перестройке клетей на новые параметры прокатываемой полосы клапаны 5 и 6 открыты, а ключевое устройство 23 размыкает выходную цепь сумматора 20 и фильтра 22. Электродвигатель 14 по цепи местной обратной связи устанавливает поршень золотника 15 в нейтральное положение, отсекая тем самым насосный агрегат 16 от гидросистемы распора опор опорных валков. Под действием давления рабочего тела, поступающего

25 зо

55 бО

65 под поршни 1 и 2 от насосного агрегата 7, развиваются усилия F и F распора опор соответственно опорных и рабочих валков.

При заходе в клеть прокатываемой полосы развивается давление прокатки P. Общая реакция сил R на одну сторону клети равна

= — + F, + F,.

Давление прокатки дополнительно деформирует клеть, увеличивая раствор валков, вследствие чего поршни 1 и 2 перемещаются вверх, увеличивая количество рабочего тела в гидросистеме.

Настройка клети осуществляется нажимными механизмами. Давление насосного агрегата

7 устанавливается вручную или автоматически в соответствии с сигналами от задатчика 17.

После завершения настройки, т. е. когда параметры полосы приобретают необходимое значение, клапаны 5 и б закрываются, а па вход датчика 24 наличия металла подается напряжение управления U,, замыкающее ключевое устройство 23.

Колебания толщины полосы обусловливают соответствующие колебания выходного сигнала усилителя 11 относительно его заданного значения, поступающего на вход усилителя 12 от задатчика 17. Так как увеличение давления на поршень 2 вызывает соответствующее уменьшение давления на поршень 1 и наоборот, то для правильного функционирования замкнутой системы автоматического регулирования усилитель 12 должен иметь отрицательный коэффициент усиления. Привод в гидросистеме распора опор опорных валков отрабатывает сигнал, поступающий по каналу главной обратной связи от измерителя 9 так, что давление в гидросистеме распора опор рабочих валков остается неизменным относительно задания, хотя давление прокатки непрерывно меняется. Такой режим работы системы позволяет получать высокую стабильность толщины в продольном направлении по оси прокатки. Однако, так как приращения давления прокатки изменяют профиль валковой системы, меняется поперечный профиль полосы: при увеличении давления прокатки толщина кромок полосы уменьшается и наоборот. Поэтому при увеличении давления прокатки целесообразно увеличивать уставку давления в гидросистеме распора опор рабочих валков, чем может быть достигнуто восстановление профиля валков и полосы.Уменьшение сигнала на выходе измерителя

8 при увеличении Р и уменьшении F< приводит к появлению положительного сигнала на входе усилителя 12 в дополнение к сигналу от задатчика 17. Привод в канале распора опор опорных валков отрабатывает этот дополнительный сигнал так, что усилие Г< еще больше уменьшается, однако при этом возрастает усилие Р .

Если бы гидросистема распора опор рабочих валков была абсолютно жесткой, то сиг491421

5 нал, образующийся на выходе усилителя 25, вызывал бы одинаковые по модулю, но разнополярные приращения усилий FI и F2, и, следовательно, на вход усилителя 25 поступал бы сигнал, пропорциональный лишь колебаниям давления прокатки. Однако жесткость замкнутой гидросистемы конечна, и поэтому реализация сигнала на выходе усилителя 25 в таком виде практически невозможна из-зз малого запаса устойчивости системы и увели- 10 чения разнотолщинности в продольном направлении полосы.

Вследствие этого сигнал с выхода сумматора 20 через усилитель 26 и следящий привод (28 — 31) обеспечивает соответствующее пере- !5 мещенпе корректирующего поршня 27. Подбором (регулированием при наладке и эксплуатации) коэффициентов усиления усилителей

25 и 26 достигается приближенное равенство по модулю приращений усилий Г1 и F2 в функ- 20 ции выходного сигнала сумматора 20. В этом случае достижение устойчивости в канале регулирования профиля при необходимом из условий точности коэффициенте усиления не вызывает затруднений, а стабильность толщины 25 полосы в продольном направлении не нарушается.

Фильтр 22 обеспечивает необходимое превышение быстродействия системы при компенсации продольной разнотолщинности, чем прн З0 стабилизации профиля полосы. Когда прокатываемая полоса оставляет клеть датчик наличия металла прерывает функционирование канала (стабилизации профиля полосы, так как давление в гидросистемах распора опор З5 рабочих и опорных валков достигает предельных значений и становится неуправляемым.

Преимуществом описываемой системы является относительная простота реализации при достижении высокой точносп1.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования поперечного профиля прокатываемой полосы, содержащее канал регулирования распора опорных валков с измерителем н регулятором давления в нем, канал регулирования распора рабочих валков, включающий измеритель давления, дистанционный управляемый клапан, демпфнрующпй гидроцплнндр, 1 опт 1, Включа!ощ!IЙ Гидроцнлиг!др с коррек111рующ!1и !1орш11ем, н канал обратной связи, включающий второй из указанных измерителей давления и датчик давления в канале распора рабочих валков, подключенные к регулятору давления в канале регулирования распора опорных валков. о тл и ч а ющ ее с я тем, что, с целью быстродействующей компенсации отклонен!гй в профиле полосы, обусловленных колебанием давления прокатки, в него введены усилители с отрицательным коэффициентом усиления, сумматор, задатчпки давления в гидросистеме распора опорных валков, ключ, датчики наличия металла, причем измерители давления, каждый через свой усилитель с отрицательным коэффициентом усиления, и задатчикн давлен!1я по !кл!Очены II сумматору, выход которого через ключ, соединенный с датчиками наличия металла в клетях, подключен к регулятору давления B канале распора опорных валков; контуру, включающему гидроцнлнндр с корректирующим поршнем.