Система автоматической стабилиза-ции толщины полосы

 

Союз Советски«

Социалистически«

Реенубяик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1)850244 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 21. 05. 79 (И) 2767733/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликоваио30.07. 8) . бюллетень Ю 28 3 (5I)M. Кл.

В 21 В 37/08

Ваудеретве««ь41 кем«тет

СССР ав делам «зе4рете««й

« еткрыт«В (53) ЛК 621.771. .0l (088.8) Дата опубликования описания 30. 07. 81 (72) Авторы изобретения

О.В (71) Заявитель

Про (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ

ТОЛ11ИНЫ ПОЛОСЫ

Изобретение относится к прокатке металлов, а именно к контрольным и регулирующим устройствам прокатных станов, реагирующих на изменение давления валков, и может быть использовано для регулирования толщины полосы при прокатке.

Известна система автоматической стабилизации толщины полосы, содержащая два контура: гидравлический заикнутый контур противоизгнба рабочих

Э валков с регулятором давления объемного типа, который осуществляет косвенное измерение толщины полосы на выходе из клети, а также компенсацию поперечной разнотолщикности и гидрав лический открытый контур распора опорных валков с регулятором давления дроссельного типа, который осуществляет компенсацию продольной разнотолщинности.

В подобных системах при изиекенки ускпия прокатки (давления валков) ° обусловленного изменением свойств прокатываемого металла или другими причинами, изменяется раствор валков.

При этом по сигналу датчика давления электрическая часть системы формирует управляющие сигнапы на регуляторы давления контуров распора опорных и противоизгиба рабочих валков. Давление в укаэанных контурах изменяется в соответствии с алгоритмаии управления до тех пор, пока сигналы рассогласованнй, вызванные изменением saвора между валками, не станут равны нулю (1).

Недостаток данной системы заключается в том, что вследствие боли«их диаметров гидроцилкндров противоиэгиба рабочих валков и питающих трубопроводов, определяемых экачительтыми усилияии воздействия ка валки, гщ равлнческий замкнутый контур противоиэгиба имеет малую жесткость, что в конечном итоге снижает чувствительность всей систеиы.

850244 4 формулу потерь на трение в уплотнениях гидравлического цилиндра. я Усилие, развиваемое цилиндром, 1Х равно, а

4h о тар а .

Наиболее близкой к предлагаемой является система автоматической ста билиэации толщины полосы, содержаща гидравлический контур распора опорнь валков, гидравлический контур противо5 изгиба рабочих вапков с вмонтированными в их опорах силовыми элементами воздействия на валки и замкнутый из. мерительный гидравлическими контур с ° óìîíòaðoâàèííÌè в опоры рабочих 10 валков элементами измерения раствора валков (в даяьнейшем измерительные цилиндры3, полости которых гидравлически соединены с датчиком давлейия, запорным клапаном и задатчи- 15 ком давления, причем датчик давления через блок памяти и блок сравнения соединен с усилителем, выход которого через блоки формирования управляющих сигналов соединен с ре- 20 гуляторами давления гидравлического контура распора опорных валков и гидравлического контура противоизгиба рабочих валков.

Введение в известную систему допол. 25 нительного замкнутого измерительного контура,.выполняющего только функции . измерения, позволяет соответствующим выбором диаметров его измерительных цилиндров и трубопроводов выполнить этот контур достаточно жестким, и следовательно, более чувствительным к изменениям усилий прокатки от возмущающих факторов (2 ).

Недостаток известной системы состоит в том,что при увеличении раствора валков в процессе прокатки плунжер измерительного цилиндра выдвигается,меняя таким образом давление в замкнутом

40 измерительном контуре, при этом энергия сжатой жидкости затрачивается на преодоление can трения в уппотннтельнои узле цилиндра, т.е. часть давлещая в измерительном цилиндре

45 расходуется на компенсацию сил трения в узле уплотнения йо время движения Плунжера. Таким образом, при движении плунжера измерительного цилмндра во время увеличения раствора

50 вадков система, обрабатывающая возмуа вамя по изменению давления s замкнутом контуре, получает информацию об; аи о изменении с некоторой погрешааетъв (за вычетом потерь на трение).

Ирвчем относительная величина этой аогрешности зависит от типа уплотнений и диаметра измерительного цилиндра.

Последнее можно доказать, рассмотрев

Сила трения в узле уплотнения равна

Относительная величина потерь равна где f — коэффициент трения материала узла уплотнения.

P — давление в гидроцилиндре;

h - высота узла уплотнения;

d — диаметр цилиндра.Относительная величина потерь на трение зависит от соотношения высоты узла уплотнения н диаметра цилиндра. Рассмотрение типов уплотнений гидроцилиндров показывает,что отношение И1Д тем больше, чем меньше диаметр цилиндра (например уплотнения по ГОСТ 6969-54, ГОСТ 9833-73).

Следовательно, для повышения досто верности информации о величине раствора валков по изменению давления в измерительном контуре при увеличении раствора (например при непрерывном температурном клине полосы) с одной стороны желательно увеличивать диаметр измерительного цилиндра (Для уменьшения потерь на трение в узле уплотнений,, а с другой стороны— повысить чувствительность. измерительного гидравлического контура можно при уменьшении его диаметров (новышение жесткости гидравлического контура). Однако повышение чувствительности системы за счет повышения жесткости замкнутого измерительного контура, в котором перемещение плунжера измерительного цилиндра осуществляется энергией сжатой жидкости, приводит к увеличению потерь укаэанной энергии на преодоление сил трения в узле уплот" нения, а следовательно, к расходу части давления в цилиндре на компенсацию сил трения. Указанный недостаток искажает величину изменения давления s измерительном контуре

5 — 850244 6 при увеличении расстояния между опорами рабочих валков.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов за счет исключения влияния сил трения в узле уплот- нения элементов измерения раствора . валков.. . Поставленная цель достигается тем, что силовые элементы воэдейсчвия на рабочие валки и элементы измерения раствора валков выполнено в виде гидравлического цилиндра со ступенчатым плунжером, образующим внешннюю кольцевую и внутреннюю полости, при этом внешняя кольцевая полость, соеди- >s иена с гидравлическим контуром противоизгиба рабочих валков, а внутренняя полость — с замкнутым измерительным гидравлическим контуром.

Благодаря такому выполнению элемен- р тов воздействия на рабочие валки и элементов измерения раствора валков исключается влияние сил трения в узле уплотнения элементов измерения (плунжера цилиндра измерительного контура) gg так как компенсация сил трения осуI ществляется не частью давления замкнутого измерительного контура, а эа счет внешних сил, раэвиваемах в гидравлическом контуре противо- . ЗО изгиба рабочих валков и осуществляю щих принудительное перемещение указанного плунжера.

На чертеже показана блок-схема системы автоматической стабилизации толщины полосы четырехвалковой клети прокатного стана.

10 личина давления сравнивается в блоке

",9 сравнения с величиной заданного

Система автоматической стабилизации толщины полосы включает измерительный цилиндр 1, вмонтированный в подушку рабочих валков, цилиндры

2 распора клети, расположенные в подушках опорных валков, датчики

3-5 давления, подключенные к измерительному гидравлическому контуру и к гидравлическим силовым контурам и преобразующие изменения давления в электрические сигналы, блоки 6-8 памяти, содержащие информацию о начальном давлении в контурах, блоки

9-11 сравнения, сравнивающие электрические сигналы от датчиков давления и блоков памяти, усилители

12- 14 сигналов, повышающие мощность сигналов от блоков сравнения, блоки

15 и 16 формирования управляющих снг" налов, вырабатывающие управляющие импульсы в соответствии с заданным алгоритмом управления, задатчик 17 давления устанавливающий предел давления в измерительном контуре, электрогидравлические преобразователи 18 и 19 преобразующие поступающие электрические сигналы в давлении жидкости в контурах, и запорный клапан 20, отсекающий измерительный контур от питающей магистрали насоса 21, питающего гидравлической энергией систему.

Плунжер измерительного цилиндра выполнен ступенчатым и состоит из двух частей 22 и 23. Причем часть

23 плунжера образует с цилиндром внешнюю кольцевую полость — полость А, подключенную к гидравлическому контуру противоизгнба рабочих валков,я а часть плунжера 22 образует с цилиндром.1 внутреннюю полость

Б, подключенную к замкнутому измерительному гидравлическому контуру.

Причем диаметр полости Б и диаметр подключенного к ней трубопровода выполнены значительно меньшими, чем диаметр внешней кольцевой полости А.

Ф

Система работает следующим образом.

Насос 21 заполняет рабочей жидкостью через электрогидравлический преобразователь 19 контур распора опорных валков, через электрогидрав- лический преобразователь 18 контур противоиэгиба рабочих валков и через задатчик 17 давления измерительный контур. Величина начального давления устанавливается оператором стана с помощью непосредственной подачи электрических сигналов в электрогидравлические преобразователи 18 и 19 и задатчик 17 давления. После захода прокатываемой полосы в зев валков клапан 20 закрывает гидравлический измерительный контур, отсекая его от задатчика 17 давления, и блоки 6 — 8 памяти запоминают величину электрического сигнала, соответствующую начальным давлениям в контурах.

В процессе прокатки изменение уси. лия давления полосы на валки по причинам производственного характера (температурный перепад по длине полосы, биение опорных валков и пр.) вызывает изменение расстояния между подушками рабочих валков и,следовательно, давления в замкнутом гщ равлическом контуре. Измененная ве2. Авторское свидетельство СССР

45 .® 6822 98 ° кл. В 2) В 37/08, 1977.

7 85 давления и электрический сигнал поступает в усилитель 12. Усиленный сигнал поступает в блоки 15 и 16 формирования управляющих сигналов, которые в соответствии с заданным алгоритмом управления вырабатывают управляющие сигналы, воздействующие на входы электрогидравлических преобразователей 18 и 19. Злектрогидравлические преобразователи изменяют давление в цилиндрах противоизгиба рабочих валков и распора опорных валков, компенсируя, тем самым, поперечную и продольную раэнотолщин ность полосы.

Электрические цепи, состоящие из датчиков 4 и 5 давления, блоков 7 и 8 памяти, блоков 10 и 11 сравнения, усилителей !3 и 14 сигналов контролируют величину отработанного электрогидравлическими преобразователяи 18 и 19 сигнала и осуществляют обратную связь по давлению контуров распора противоизгиба рабочих валков и распора опорных валков с блоками

I5 и 16 формирования управляющих сигналов.

Вследствие жесткой связи плунжеров 22 и 23 цилиндров измерительно.го контура и контура противонзгиба рабочих валков при увеличении зазора между валками полностью исключается влияние сил трения в узле уплотнения плунжера 23 измерительного контура на величину изменения давления в измерительном контуре.

Следовательно, повышается чувстви" тельность системы, позволяющая с большей точностью стабилизировать толщину проката при выходе из клети, вести прокатку в более жестком поле допуска иа толщину проката.

Формула изобретения

Система автоматической стабилизации толщины полосы, содержащая гид0244 8 равлический контур распора опорных валков, гидравлический контур протнвоиэгиба рабочих валков с ВМоНТН рованными в их опорах силовыми элементами воздействия на вапкн, и замкнутый измерительный гидравлический контур с вмонтированными в опоры рабочих валков элементами измерения раствора валков, полости которых

10 гидравлически соединены с датчиком давления, .запорным клапаном и задатчиком давления, причем датчик давления через блок памяти и блок сравнения соединен с усилителем, выход

15 которого через блоки формирования . управляющих сигналов соединен с регуляторами давления гидравлического контура распора опорных валков н гидравлического контура противоизгн20 ба рабочих валков, о т л и ч а ющ а я с я тем. что, с целью повышения достоверности результатов за счет исключения влияния сил трения в узлах уплотнений элементов

25 измерения раствора валков, силовые элементы воздействия на рабочие валки и элементы измерения раствора валков выполнены в виде гидравлического цилиндра .со ступенчатым плун30 жером, образукицим внешнюю кольцевую и внутреннюю полости, при этом внешняя кольцевая полость соединена с гидравлическим контуром противоизгиба рабочих валков, а внутренняя

35 полость — с замкнутым измерительным гидравлическим контуром.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Патент США Ф 3875775, кл. В 2) В 37/08, опублик. 1976.

850244

Составитебь. В. Авакова

Редактор Л. Филь ТехредT.Èàòî÷êà Корректор С.Шекмар

Закаэ 6!90/I1. Тирак 888 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий!

)3035, Иосква, Ж-35, Рауиская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4