Способ уменьшения неравномерности хода шпинделей прокатного стана и устройство для его осуществления
Союз Советсииз
Социвпистичесиик
Республии
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 908448 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5I)M. Кл. (22)ЗаЯвлено 06.06.80 (21) 29421l8/22-02 с присоединением заявки 1тт (23) Приоритет
В 37/00
3Ьеударстааеый камнтет
СССР до делам лзабретеннк
H открытий
Опубликовано 28.02.82. Бюллетень Р6 8
Дата опубликования описания 28 . 02 . 82 (53) УДК621.771. .019 5 3 (088.8) (72) Автор изобретения
М.10. Файнберг
Украинский государственный проектный институт
"Тяжпромэлектропроект" (71) Заявитель (54) СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ХОДА
ШПИНДЕЛЕЙ ПРОКАТНОГО СТАНА И УСТРОЙСТВО
ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ
Изобретение относится к металлургии, преимущественно к обжимным реверсивным станам горячей прокатки с индивидуальным электроприводом валков.
Известно устройство, в котором шпиндели линии привода прокатной клети имеют специальную конструкцию, развернуты (рассогласованы) относительно друг друга на 90 мех.град.
Это обеспечивает возможность уменьшения межцентрового расстояния между шпинделями 11) .
Недостатком этого устройства является то, что оно применимо только для нереверсивного стана, при групповом приводе валков и при наличии шестеренной клети (иначе, при малейшем рассогласовании шпинделей, нарушается условие их взаимоогибае- . мости, обусловленной спецификой их конструкции, вследствие чего произойдет их заклинивание или поломка).
Следовательно, конструкция шпинделей неприменима для индивидуального электропривода клети, когда для обеспечения лыжеобразования слитка при его захвате необходимо осуществить кратковременное рассогласование частот вращения и, следовательно, положений шпинделей.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ компенсации или уменьшения влияния неравномерности хода шпинделей на работу электрооборудования.
Известно также устройство для управления электроприводом прокатного стана, содержащее систему автоматического регулирования электро привода клети, к одному из входов которой подключен выход датчика скорости, а к другому через фазорегулятор подключен выход датчика синусоидальных колебаний, причем один вход датчика синусоидальных
9О844
50 колебаний соединен через датчик момента прокатки с источником переменного тока, а другой - с измерителем хода нажимных винтов.
Таким образом, данным устройством реализуется такой способ компенсации неравномерности хода, когда в систему регулирования в противофазе с колебаниями частоты вращения, обусловленной неравномерностью хода шпинделя, вводится синусоидальный сигнал, в результате чего колебания тока якоря электродвигателя уменьшаются (21.
Недостатком такого способа и реа- 15 лизующего его устройства является то, что в нем компенсируются колебания электрических параметров системы, но собственно неравномерность хода шпинделей не устраняется, в резуль- go тате чего зачастую снижается их долговечность, а иногда и исключается воэможность практической реализации заданных частот вращения и нагрузок.
Цель изобретения — повышение на- 25 дежности и уменьшение колебаний тока, и скорость электродвигателей.
Поставленная цель достигается тем, что шпиндели обоих валков при холостом ходе рассогласовывают между со- зо бой на 90 град. частоту вращения нижнего двигателя увеличивают перед захватом для лыжеобраэования слитка, изменяя указанное рассогласование положений обоих шпинделей, а после захвата слитка снова поддерживают рассогласование шпинделей равным
90 мех,град.
В устройстве для осуществления способа контакт датчика захвата через параллельную цепочку, каждая ветвь которой состоит из последовательно соединенных контактов фотореп;-- и аппарата соответствующего направления прокатки, соединен с катушками реле, переключающие контакты которых подключены к статорным обмоткам сельсинов датчика и приемник» и к дифференциальному сельсину.
На фиг. 1 представлено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 — кривые неравномерности хода шпинделей;на фиг. 3 — кинематическая схема привода вертикальных валков.
Слиток 1 прокатывается в валках
2. Перед клетью расположено фотореле
3, а за клетью — фотореле 4.
8 4
Шпиндели 5 и 6 верхнего и нижнего валков сочленены соответственно с электродвигателем 7 верхнего валка (непосредственно) и через промежуточный вал 8 — с электродвигателем
9 нижнего валка.
С электродвигателями 7 и 9 сочленены тахогенераторы 10, а также соответственно сельсин-датчик 11 и сельсин-приемник 12, работающий в трансформаторном режиме.
В рассечку между трехфазными статорными обмотками сельсинов 11 и 12 включен дифференциальный сельсин 13, а к выходу сельсина 12 подключен фазочувствительный выпрямитель 14.
Выход фаэочувствительного выпрямителя 14 подключен ко входу регулятора 15 положения электродвигателя 9 нижнего валка, выход которого подключен ко входу регулятора 16
его частоты вращения.
Обратная связь по частоте вращения осуществляется с помощью датчика 17. Выход регулятора 16 частоты вращения подан на вход регулятора 18 тока. Обратная связь по току осуществляется с помощью датчика 19 тока.
Выход регулятора 18 тока подан на вход регулятора 20 напряжения.
Обратная связь по напряжению осуществляется с помощью датчика 21 напряжения. Выход регулятора 20 напряжения подключен ко входу регулируемого источника 22 питания.
Элементы 15-22 образуют подчиненную систему регулирования положения электродвигателя 9 нижнего валка.
Система регулирования частоты вращения электродвигателя 7 верхнего валка также построена по подчиненному принципу и на фиг.l не показана.
Далее, размыкающий контакт 23 датчика захвата (не показан) через параллельную цепочку, каждая ветвь которой состоит из последовательно включенных замыкающих контактов фотореле 3 (или 4) и контактов 24 (или 25) аппаратов, определяющих направление прокатки, соединен с реле 26 (или 27). Замыкающие контакты реле 26 (или 27) подключают дифференциальный сельсин 13 в рассечку трехфазных статорных обмоток сельсинов 11 и 12, а размыкающие
908
448
5 контакты реле 26 (или 27) соединяют между собой статорные обмотки сельсиной 11 и 12, минуя дифференциальный сельсин 13.
Рассмотрим далее фиг.2, на ко- 5 торой сплошной синусоидой представлена кривая неравномерности хода шпинделя нижнего валка, когда за начало отсчета, т.е. для момента времени, равного нулю, принято положение этого шпинделя, показанное на фиг.1.
Пунктирной синусоидой представлена кривая неравномерности хода шпинделя верхнего валка, когда для указанного момента времени, равного нулю, принято положение этого шпинделя, также показанное на фиг.1,т.е. рассогласованное относительно шпинделя нижнего валка на 90 мех.град. 20
Как видно из фиг.2, именно при указанном взаимном рассогласовании шпинделей в 90 мех.град. и равенство углов наклона шпинделей (н фиг.1) кривые неравномерности 25 хода обоих шпинделей находятся в противофазе, вследствие чего суммарная неравномерность хода системы нижний валок — слиток - верхний валск оказывается скомпенсированной. зо
Указанная на фиг.2 полная компенсация неравномерности хода при взаимном рассогласовании шпинделей в 90 мех.град. и связи валков через прокатываемый металл имеет место для 35 индивидуального электропривода вертикальных валков, когда моменты инерции линии приводов левого и правого валков и углы наклона их шпинделей всегда при работе равны (фиг.3) . 4в
Для индивидуального электропривода горизонтальных валков равенство углов наклона шпинделей может иметь место только в одной точке, поскольку при перестановке верхнего валка 45 угол наклона верхнего шпинделя меняется. Кроме того, из-за наличия промежуточного вала, например в электроприводе нижнего валка, момент инерции линии нижнего валка несколько выше такового верхнего валка (примерно на 10/) .
Поэтому для электропривода горизонтальных валков в общем случае будет иметь место не совсем полная компенсация неравномерности хода.
Кроме того, в электроприводе горизонтальных валков с целью исключения ударов выходящей из клети заготовки о ролики рольганга необходимо обеспечить так называемое лыжеобразование слитка, т.е. изгиб вверх выходящего из клети переднего конца слитка, что достигается установкой более высокой частоты вращения нижнего двигателя перед захватом слитка.
Устройство работает следующим образом.
При отсутствии слитка в валках
2 (работа вхолостую) и нахождения его вне зоны фотореле 3 реле 26 и 27 обесточены, и их размыкающие контакты соединяют трехфазные статорные обмотки сельсинов 11 и 12.
Установленное взаимное рассог" ласование шпинделей 5 и 6 верхнего
7 и нижнего 9 электродвигателей, равное 90 мех.град., поддерживается с помощью регулятора 15 положения.
При этом верхний электродвигатель 7; с валом которого сочленен сельсиндатчик 11, является ведущим, а нижнии электродвигатель 9, с валом которого сочленен сельсин 12, является ведомым.
При движении слитка к клети в направлении вперед засвечивается фотореле 3 и вследствие того, что при таком направлении прокатки контакт 24 замкнут, реле 26 сработает (включится), в результате чего в рассс.чку между трехфазными статорными обмотками сельсинов 11 и l2 окажутся включенным дифференциальный сельсин 13.
Ротор дифференциального сельсина 13 установлен таким образом, что нижний электродвигатель 9 будет стремиться занять новое положение, для достижения которого ему необходимо будет ускориться относительно верхнего электродвигателя.
В процессе указанного ускорения нижнего электродвигателя 9 его частота вращения станет выше частоты вращения верхнего электродвигателя
7, что необходимо для осуществления лыжеобразования слитка 1.
Расстояние между фотореле 3 (или 4) и осью валков 2 выбирается таким, чтобы в момент начала захвата слитков 1 валками 2 частота вращения нижнего электродвигателя
9 превышала необходимую для лыжеобразования слитка частоту вращения верхнего электродвигателя 7, но заданное положением ротора ди.+ференциального сельсина 13 взаимное
908448
10
15 го г5
55 рассогласование положений шпинделей 5 и 6, отличное от 90 град., не было еще отработано.
При захвате слитка валками в процессе лыжеобразования частота вращения нижнего электродвигателя уменьшится, как обычно, до частоты вращения верхнего электродвигателя 7.
Одновременно в этим при захвате слитка сработает датчик захвата (не показан), и его размыкающий контакт обесточит катушку реле 26.
В результате трехфазные статорные обмотки сельсинов 11 и 12 будут снова соединены между собой, минуя дифференциальный сельсин 13, и система регулирования положения нижнего электродвигателя обеспечит установку относительного рассогласования шпинделей 5 и 6, снова равную
90 мех.град., как при холостом ходе электродвигателя.
При прокатке в направлении вперед и выходе заготовки из клети контакт
23 датчика захвата замыкается, однако реле 26 остается разомкнутым благодаря тому, что фотореле 3 теряет засветку от заднего конца слитка еще до выхода из клети, что необходимо для сохранения заданного взаимного рассогласования шпинделей
5 и 6 равным 90 мех.град. и при прокатке.
При реверсе устройство работает таким же образом, с той лишь разницей, что включение реле 27 осуществляется посредством контактов фотореле 4 и аппарата 25, определяющего направление прокатки назад.
Реле 26 при этом не работает.
Таким образом, при работе шпинделей как вхолостую, так и при прокат ке, они будут взаимно рассогласованы на 90 мех.град., что обеспечит при прокатке уменьшение неравномерности хода шпинделя и повышение надежности установки.
При работе вхолостую, т.е. когда оба шпчнделя через валки прокатываемым слитком не связаны, взаимное рассогласование шпинделей в
90 мех.град. необходимо для того, чтобы обеспечить более четкое поддержание рассогласования шпинделей в
90 мех,град. при прокатке после захвата слитка и его лыжеобраэования. В этом случае необходимо незначительное отклонение взаимного положения шпинлелей (порядка нескольких градусов) для возврата в установленное при холостом ходе их рассогласование в 90 мех.град.
Гсли же рассогласование положений шпинделей при холостом ходе перед захватом слитка окажется случайным, например равным нулю (или 180 град), то после захвата слитка и связи валков через прокатываемый металл установить рассогласование шпинделей в 90 мех.град. оказывается затруднительным.
Формула изобретения
1. Способ уменьшения неравномерности хода шпинделей прокатного стана, преимущественно обжимных реверсивных станов горячей прокатки с индивидуальным приводом валков от электродвигателей постоянного тока, и при которой устанавливают разность частот вращения нижнего и верхнего валков для лыжеобразования ,слитка, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения колебаний тока и скорости электродвигателей, шпиндели обойх валков при холостом ходе рассогласовывают между собой на
90 град., частоту вращения нижнего двигателя увеличивают перед захватом для лыжеобразования слитка, изменяя указанное рассогласование положений обоих шпинделей, а после захвата слитка снова поддерживают рассогласование шпинделей равным
90 мех.град.
2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее систему подчиненного регулирования положения электродвигателя нижнего валка, сельсин-датчик верхнего валка, дифференциальный сельсин и сельсинприемник, сочлененный с электродвигателем нижнего валка, а также два расположенных по обе стороны клети фотореле, датчик захвата, контакты аппаратов, определяющих направление прокатки и реле, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что контакт датчика захвата через параллельную цепочку, каждая ветвь которой состоит из последовательно соединенных контактов фотореле и аппарата соответствующего направления прокатки, соединен с катушками реле, переключающие контакты которых подключены к статорным
9 908448 обмоткам сельсинов датчика и приемника и к дифференциальному сельсину.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
176856, кл. В 21 8 35/14, 1965
2. Авторское свидетельство СССР
402129, кл. Н 02 Р 5/00, 1976.
908448
p4l2.
Составитель 6. Рнбьев
Техред Э. Вереш Корректор Л. Бокаан
Редактор С. Тараненко филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4
Заказ 692/10 Тираж 842 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
