Устройство для автоматического регулирования толщины прокатываемого металла

 

I Ф

6. бл1ттттска 4 F 4.

Е пц6Ы8 6У

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.09.76 (21) 2402060/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.03.79. Бюллетень Ме 10 (45) Дата опубликования описания 15.03.79 (51) N. Кл.

В 21В 36/08

Государствелиый комитет ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.771.23-415.016.3-52 (088.8) (72) Авторы изобретения

П. С. Гринчук, В, И. Пономарев, В. E. Сергеев, Г. Г. Фомин и А. И, Чабанов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПРОКАТЫВАЕМОГО

МЕТАЛЛА

-- О Им т 1с

Изобретенйе относится к прокатному производству и может быть использовано на станах горячей и холодной прокатки.

Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство (11 для автоматического регулирования толщины по.лосы с применением гидроцилиндров распора клети, состоящее из комбинированного нажимного устройства в составе обыч.ного нажимного механизма винтового типа и силового гидравлического цилиндра, расположенного под подушкой нижнего опорного валка, из тороидальной месдозы, измеряющей усилие прокатки, и блока месдоз с комбинированными рессорами, установленного между специальными выступами на внутренней стороне окон станины и балкой, находящейся между подушкой нижнего опорного валка и гидроцилиндром. Выходы месдоз, измеряющих усилия прокатки и усилия прижатия балки к выступам станины, через первичные операционные усилители подключены к соответствующим входам конечного операционного усилителя, выход которого соединен с электрическим входом регулятора давления рабочей среды силового,гидроцилиндра.

Работа системы заключается в поддержании межвалкового зазора постоянным независимо от колебания давления металла на валки.

Система осуществляет следующий алгоритм:

5 где AP — приращение давления металла на валки;

10 AQ — приращение давления прижатия балки к выступам станины;

М,„— м одул ь жесткости кл ети;

M, — модуль жесткости нижней части станины (ниже специальных вы15 ступов в окнах) и калиброванных рессор, При отсутствии металла в валках нажимным устройством винтового типа устанавливается необходимое положение верхнего

20 рабочего валка, а гидроцилиндром обеспечивается прижатие балки к выступам станины с усилием, превышающим максимальное усилие прокатки. При входе металла в зев между рабочими валками сигнал Р, от

25 тороидальной месдозы с помощью схемы сравнения сравнивается с сигналом Р, пропорциональным расчетному значению давЬР ления металла на валки. Сигнал

Af„„ пропорциональный -их алгебраической сум651867 2 14г—

4 1

65 (2) ме, поступает на один из входов схемы сравнения, на второй вход которой подаетЛЯ ся сигнал, пропорциональный алгео ис раической сумме расчетного значения усилия Q прижатия балки к выступам станины и его фактического значения. Результирующий сигнал

1 ьР dQ им Л4с на выходе схемы сравнения через регулятор давления управляет изменением давления жидкости в гидроцилиндре так, чтобы свести к нулю алгебраическую сумму сигналов, пропорциональных

ЬР ЛЯ и

Л4м Mñ

Недостатком известного устройства является сложность изготовления калиброванных рессор, для которых требуется периодическая тарировка.

Перемещение (Л1) нижнего валка (гидроцилиндра) определяется с помощью месдоз, рассчитанных на измерение усилий, значительно превышающих усилия прокатки (Р), как Л1 =, что влияет на точность

Ы 14с регулирования, так как абсолютная погрешность месдозы может составлять значительную относительную величину по сравнению с колебаниями усилия (Q) прижатия балки к выступам станины в процессе прокатки.

Кроме того, необходимо поддерживать высокие давления в силовом гидроцилиндре, так как усилие прижатия балки к выступам станины должно превышать суммарное значение максимального усилия прокатки и веса валковой системы. Высокое давление рабочей среды требует повышенной прочности гидравлической запорной и регулирующей аппаратуры, что приводит к ее усложнению.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение точности регулирования продольной разнотолщинности полосы.

Это достигается тем, что измеритель перемещения подушки нижнего валка выполнен в виде расположенных в выступах станины двух гидравлических однополостных цилиндров, поршни которых кинематически соединены с поршнем силового гидроцилиндра, а гидравлические полости объединены в один замкнутый гидравлический тракт, снабженный измерителем давления рабочей среды, электрический выход которого подключен к входу первичного операционного усилителя.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из силового гидроцилиндра 1, на поршне 2 которого установлена подушка 3 нижнего валка, двух однопо5

50 лостных измерительных гидроцилиндров 4, расположенных в выступах 5 окон станины

6, поршни 7 которых кинематически связаны с поршнем 2 силового гидроцилиндра 1, и месдозы 8, установленной под нажимным винтом 9 для измерения усилия прокатки.

Регулирование давления рабочей среды силового гидроцилиндра 1 осуществляется с помощью регулятора 10 давления, питаемого от насосного агрегата 11. Насосный агрегат одновременно через запорный клапан 12 подключен к гидравлическому тракту измерительных цилиндров 4, включающему в себя также цилиндр-компенсатор 13 и измеритель 14 давления рабочей среды.

Электрический вход регулятора 10 давления подключен к выходу конечного операционного усилителя 15, на один вход которого от первичного операционного усилителя 16 подается сигнал, пропорциональный разности требуемого усилия прокатки (Р,) и его фактического значения, а на второй вход от первичного операционного усилителя 17 подается сигнал, пропорциональный разности заданного (Q,) и фактического значений давления в замкнутом гидравлическом тракте.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии металла в клети регулятором 10 давления в силовом гидроцилиндре 1 устанавливается давление F, которое по величине лишь несколько превышает массу комплекта подушек 3 и валков клети и обеспечивает прижатие поршня 2 к выступам 5 станины 6. После установки давления F регулятор 10 давления герметизирует тракт силового гидроцилиндра 1. Поскольку при отсутствии металла в валках запорный клапан 12 открыт, поршни 7 измерительных гидроцилиндров 4 утоплены.

После входа металла в валки станины 6 другие элементы клети упруго деформируются. Одновременно деформируется и гидравлический тракт силового гидроцилиндра 1.

Коэффициент жесткости замкнутого гидравлического тракта силового гидроцилиндра 1 определяется как где Š— объемный модуль упругости жидкости;

Р„ — диаметр силового гидроцилиндра;

1 — высота столба жидкости, приведенная к диаметру.

Величина упругой деформации нижней части станины 6 вместе с гидравлическим трактом гидроцилиндра 1

+ м,) где М, — коэффициент жесткости нижней части станины 6 до выступов 5.

651867

d F = ЬР 1+

М„1 (7) I3

30 Р (y ) (5) (6) И КЛр М,. и„м, м с

Учитывая, что М„«М „

Р— F о=

М, На эту величину перемещаются поршни 7 гидроцилиндров 4 и устанавливаются в положение активного регулирования. После этого закрывается запорный клапан 12, герметизируя рабочую среду в замкнутом объеме измерительных гидроцилиндров.

С момента закрытия запорного клапана

12 в первичных операционных усилителях

16 и 17 производится сравнение действительного и заданного значений усилия прокатки и давления рабочей среды в измерительных гидроцилиндрах 4.

При получении на выходе клети необходимой толщины металла, что может быть обеспечено при совпадении действительных и заданных значений усилия прокатки и давления рабочей среды, на выходе конечного операционного усилителя 15, как и на выходах первичных операционных усилителей 16 и 17, сигнал отсутствует.

Изменение усилия прокатки P вызывает пропорциональное изменение давления р рабочей среды в замкнутом гидравлическом тракте измерительных гидроцилиндров 4

Кьо = ЛР, (4) где AP — изменение усилия прокатки;

Лр — изменение давления рабочей среды в замкнутом измерительном гидравлическом тракте;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, Для поддержания постоянства межвалкового зазора, что эквивалентно стабилизации толщины прокатываемого металла, необходимо реализовать зависимость или поскольку М,/М,«1, то

ЬР К h)

Мк М„

Формирование сигнала, пропорциональноAP го, производится первичным операциМ,( онным усилителем 16, а пропорционального — усилителем 17.

В усилителе 15 определяется несоответствие величин

Выходной сигнал усилителя 15 управляет работой регулятора 10, который устанавливает необходимое давление рабочей среды в гидроцилиндре 1.

Для обеспечения постоянства межвалкового зазора, т. е. минимизации отклонения толщины от заданного значения, необходимо чтобы где AF — изменение усилия гидрораспора, обусловленное работой цилиндра компенсатора.

Положительный эффект данного устройства состоит в том, что использование в качестве измерителя перемещения нижнего валка однополостных гидроцилиндров выгодно его отличает от применения блока месдоз с калиброванными рессорами, так как из канала измерения исключаются технологически сложные в изготовлении калиброванные рессоры, требующие периодической тарировки и месдозы с высокими крайними пределами измерения, погрешность которых сказывается на точности измерения перемещения нижнего валка; снижение давления в силовых гидроцилиндрах позволяет использовать менее сложное гидрооборудование.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования толщины прокатываемого металла, содержащее силовой гидроцилиндр, поршень которого взаимосвязан с подушкой нижнего валка, измеритель перемещения подушки нижнего валка, электрическим выходом соединенный с входом одного из двух первичных операционных усилителей, кинематически связанный с поршнем силового гидроцилиндра и выступами, выполненными на внутренней стороне окна станины, а также расположенный под нажимным винтом измеритель усилия прокатки, электрический выход которого подключен к входу второго первичного усилителя, при этом вход каждого из первичных операционных усилителей подключен к соответствующему входу конечного операционного усилителя, выход которого соединен с электрическим входом регулятора давления силового гидроцилиндра, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности регулирования продольной разнотолщинности, измеритель перемещения подушки нижнего валка выполнен в виде расположенных в выступах станины двух гидравлических однополостных цилиндров, поршни которых кинематически соединены с поршнем силового гидроцилиндра, а гидравлические полости объединены в один замкнутый гидравлический тракт, снабженный измерителем давления рабочей среды, электрический выход которого подключен к входу первичного операционного усилителя.

651867

Составитель Ю. Рыбьев

Редактор Г. Мозжеечкдва Техред Н. Строганова

Корректор Е. Хмелева

Заказ 688/1 Изд. № 309 Тираж 1034 Подписное

НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Экспресс-информация Прокатка ипрокатное оборудование. 1972, № 12, с. 1 — 24.