Способ уменьшения ударов в кинематической линии клети прокатного стана и устройство для его осуществления

 

Союз Советсиин

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е (11933146

ИЗО6РЕТЕН ИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт.санд-ву— (22)Заявлено 15.08.80 (21) 2972765/22-02 (5$)М. Кд. с присоединением заявки.%

В 21 В 37/00

Государственный комитет (23) П риоритет (53) УДК 621. .771.01 (088.8) по делам изобретений н отнрытнй

Опубликовано 07 ° 06 ° 82 Бюллетень М

Дата опубликования описания 10.06. 82 (72) Авторы изобретения

М. Ю. Файнберг, С. В. Эллис, В. Д. Земляной, Н. А; Задорожний и А. Г. Ровенский (71) заявители (54) СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ УДАРОВ В КИНЕМАТИЧЕСКОЙ

ЛИНИИ КЛЕТИ ПРОКАТНОГО СТАНА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Предложение относится к области металлургии, к прокатке металла, преимущественно на обжимных реверсивных станах горячей прокатки, приводныеэлектродвигатели которых имеют систему автбматического регулирования частоты вращения, а валопровод содержит измерители механического вращающего момента.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату

10 к предлагаемому техническому решению является способ автоматического управления приводом электродвигателя прокатного стана, заключающийся в том, 15 что измеряют механическую нагрузку во вращающихся частях линии клети, сравнивают ее со значением нагрузки, измеренной на электродвигателе, полученную разность сравнивают с задан20 ным значением и обрабатывают их отклонение воздействием на систему управления приводным электродвигателем и устройство (1) автоматического управления приводным электродвигателем, содержащее валки, шестеренную клеть, прокатные электродвига1ели, суммирующий усилитель, источник эталонного напряжения сравнения и систему управления приводного прокатного электродвигателя, причем первый вы" ход суммирующего усилителя через источник опорного напряжения соеди" нен с первым входом системы управления приводным прокатным электродвигателем.

Недостатком такого способа является то, что при воздействии на прокатный электродвигатель необходимо измерение изменения нагрузки электродвигателя, что для быстропротекающего режима собственно выброса трудно осуществимо, особенно если выброс происходит одновременно с понижением частоты вращения электродвигателя.

Недостатком устройства является невозможность уменьшения механических напряжений в упругом валопро933146 воде и величины раскрытия зазоров и ударов - в элементах валопровода в направлении вращения в процессе выброса слитка.

Целью изобретения является уменьшение механических напряжений в валопроводе и повышение быстродействия и надежности отработки управляющих воздействий.

Для достижения поставленной цели по .способу уменьшения ударов в кине1О матической линии клети прокатного стана, заключающемуся в том, что измеряют механическую нагрузку во вращающихся частях линии клети, сравнивают ее со значением линии клети, сравнивают ее со значением нагрузки, измеренным на электродвигателе, полученную разность сравнивают с заданным значением и обрабатывают их отклонение воздействием на систему уп15

20 равления приводным электродвигателем, дополнительно дважды дифференцируют при выбросе слитка значения механического момента в валопроводе, сравнивают значения производных механического момента с эталонным значением, уменьшают частоту вращения про.катного электродвигателя на время действия первой производной механического момента, а затем увеличивают частоту вращения электродвигателя на время действия второй производной механического момента в валопроводе, обрабатывая отклонение сравниваемых значений механических моментов воз25

35 действием на систему автоматического прокатные электродвигатели, суммирующий усилитель, источник эталонного напряжения сравнения и сиотему управления приводного прокатного электро45 двигателя, причем первый выход суммирующего усилителя через источник опорного напряжения соединен с первым входом системы управления приводным прокатным электродвигателем, до50 полнительно содержит заземленный и изолированный подшипники прокатного электродвигателя, контуры первичного и вторичного дифференцирования элект55 родвижущей силы подшипников токов прокатного электродвигателя, диод, источник питания электродвигателя, контакты датчика захвата и датчика регулирования частоты вращения прокатного электродвигателя.

Для достижения поставленной цели

40 устройство для осуществления способа, . содержащее валки, шестеренную клеть, пробуксовки, причем входы контура первичного и вторичного дифференцирования соединены с заземленным и изолированным подшипниками прокатного электродвигателя, выход контура первичного дифференцирования — через диод, а выход контура вторичного дифференцирования — непосредственно соединены с входом суммирующего усилителя, второй выход которого через источник опорного напряжения, замыкающий контакт датчика захвата и размыкающий контакт датчика пробуксовки соединен с вторым входом системы управления приводным прокатным электродвигателем, выход которой соединен с входом его источника питания.

На фиг. 1 изображены:

1 — кривая изменения момента M в валопроводе, начиная от точки выброса (О).

2 — первая производная момента М, 3 — вторая производная момента И " (первый импульс — "с1", второй импульс — Щ").

4 - кривая изменения частоты вращения прокатного электродвигателя (при воздействии на него сигналами, пропорциональными

М, и М").

На фиг. 2 представлено устройство, реализующее предлагаемый способ. устройство содержит слиток 5, валки б, шестеренную клеть 7, прокатный электродвигатель 8, заземленный подшипник 9 электродвигателя,,изолированный подшипник 10 электродвигателя, изолирующую прокладку 11, резистор 12 контура первичного дифференцирования, конденсатор 13 контура пер. вичного дифференцирования, резистор

14 контура вторичного дифференцировани1ь, конденсатор 15 контура вторичного дифференцирования, диод 16, суммирующий усилитель 17, источник

18 эталонного напряжения сравнения, замыкающий контакт 19 датчика захвата, размыкающий контакт 20 датчика пробуксовки, потенциометр (задатчик)

21 эталонного напряжения сравнения, система 22 регулирования частоты вращения прокатного электродвигателя, потенциометр 23 (задатчик) частоты вращения прокатного электродвигателя и источник 24 питания крокатного электродвигателя.

Слиток прокатывается в валках 6, приводимых через шестеренную клеть 7 прокатным электродвигателем 8.

5 933146 6

Один из подшипников 9 электродви- чика пробуксовки поступает на вход гателя, как обычно, заземлен, а дру- системы 22 автоматического регулирогой — 10 — изолирован от земли с вания, выход которой подключен к помощью прокладки омощью прокладки 11. входу источника 24 питания электроК заземленному и изолированному 5 двигателя 8, рабочая частота вращеподшипникам 9 и 10 электродвагителя 8 ния которого задается с помощью потенподключены контуры первичного и вто- циометра (задатчика) 23. ричного дифференцирования. При этом частота вращения электроВыходы контуров первичного диффе- двигателя 8 уменьшится, вследствие ренцирования — через диод 16, а вто- 1î чего упругие деформации кручения варичного дифференцирования — непоменьшаются. средственно — подключены к входу сум- Действительно, известно, что при мирующего усилителя 17 ° нереверсивном вращении удар, вследстВыход усилителя 17 через источник вле люфтов, т.е. из-за потери связи

18. эталонного напряжения сравнения, 15 между электродвигателем и механизмом, замыкающий контакт 19 датчика захвата возникает при соотношении и размыкающий контакт 20 датчика проДЩ1гъ . JQ) (1) буксовки подключен к входу системы

8t, Г4

22 регулирования частоты вращения Ж

de, электродвигателя 8, величина которои задается потенциометром (задатчи- д его торможении независимо ком) 23. от механизма;

Выход системы 22 регулирования — - ускорение механизма при подключен к входу источника 24 пита- с у его торможении независимо . ния электродвигателя 8. от двигателя.

При прокатке слитка 5 в валках 6 механический момент в

М валопрово- Поскольку процесс выброса происде представляет со ой го б горизонталь- ходит при заданном направлении враще1 (ф . 1). ния, -o указанные соотношения, ханую часть кривои фиг.

При этом электродвижущая сила под- зо рактеризующие условия возникновения ара, справедливы и при наличии упшипниковых токов прокатного электро- уд угих связей, при раскручивании вала двигателя 8, возникающая между его ру в и оцессе выброса слитка в направлеизолированным подшипником 10 и зем- в пр нии обратного перекрытия зазоров. лей (или между изолированным и за" нии

Следовательно, в процессе уме ньшеземленным подшипниками 10 и 9), име- «д ния частоты вращения электродвигатеет определенную величину.

5 - обеспечиваемой действием сигнаВ начале р е выб оса слитка из вал- ля, .1) лов М и М, уменьшается разность ков 6 (см. точку 0 кривой 1, фиг.1) лов и, ум и оизводных частот вращения электр ои связанным с этим уменьшением меха- пр ви гателя и механизма, спи сываемы х вынического момента, в валопроводе воз-4> двига никает изменение магнитоупру гих ражением (1) . вала и окатного элект- При уме вени меньшении исчезновени

П ме (вении) имсвоиств участка р роизводной момента М

Г одвигателя 8 между его заземленны у м и льса первои про

P и 10 возникает второй по счету импульс и изолированным подшипниками 9 и, в второй произвбдной момента в результате чего произойде измене- 4>

3 фиг. 1). Полярвиж ей силы подшипнико" пульс Я на кривой 3, фиг. ние электродвижущеи силы и

8. ность этого им го импульса противоположна вых токов электродвигателя в -полярности импульсов И (кривая 2)

В результате, на выходе контуро

H (им/l е ен и- и первого по счету импульса перви чного и втори чного дифференци3 ф ° 1) ° ио- и льс Q на кривои, иг. рования Возникают сигналы, пропорц — у нальные перво и M и второй М " прооме - П этому при воздействии импульизводным механического моме омента в ва- оэтому и сом 6 второи произв одной момента М

22 на кривой 3, фиг. 1) . далее на электродвигаз с мми ую- рования и, д через cy py тель 8 частота вр

8 в ащения последнего щии усилител 7 ь 17 и далее, через исатковременно увеличит ся. точник 18 эталонного на р п яжения срав- кратко

Т б зом частота вращения т 19 атчика Таким о ра нения замыкающий контакт 9 д

1 кт 20 ат- электродвигателя 8 в начале выброса захвата и размыкающий контакт да933146

Формула изобретения слитка уменьшается, а в конце выброса кратковременно увеличивается (см. кривую 4 на фиг. 1).

В результате, угол закручивания и механические напряжения в упругом валопроводе уменьшаются, поэтому величина раскрытия зазоров и ударов в элементах валопровода в направлении вращения в процессе выброса слитка уменьшается, либо полностью компен- 1О сируется.

К моменту завершения выброса слитка необходимо кратковременно увеличить частоту вращения электродвигателя, потому что, в противном случае, 15 после снятия упругих напряжений в

Валопроводе и при дальнейшем уменьшении частоты вращения электродвигателя возможно возникновение удара из-за перекрытия зазора в направ- щ лении, противоположном вращению электродвигателя при прокатке.

Указанное увеличение частоты вращения электродвигателя обеспечивается вторым по счету импульсом второй про- zs изводной момента М " {импульс 8 на кривой 3, фиг. 1), который может быть запомнен на необходимое время.

Для того, чтобы ограничить время увеличения частоты вращения электродвигателя, с помощью диода 16 исключают прохождение в систему 22 регулирования частоты вращения положи" тельного импульса первой производной момента И (на кривой 2, фиг. 1 не показан).

Замыкающий контакт 19 датчика захвата исключает попадание сигналов с выхода усилителя 17 на вход системы 22 регулирования как до окончания процесса захвата, так и после полного выброса слитка, а размыкающий контакт 20 датчика пробуксовки исключает ложное срабатывание устройства при наличиии пробуксовок.

Источник 18 эталонного напряжения и задаваемая потенциометром 21 его уставка напряжения сравнения необходимы для того, чтобы исключить прохождение на вход системы 22 регулиро50 вания сигналов, пропорциональных низкочастотным и зменениям электродвижущей силы подшипниковых токов, имеющих место при прокатке.

Рассмотренный способ и реализующее

его устройство применимы как для группового привода валков, показанного на фиг. 2, так и для индивидуального электропривода валков.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет улучшить работу механо- и электрооборудования за счет уменьшения ударов в элементах линии валопровода клети при выбросе слитка, когда из-за влияния сил упругости и наличия зазоров наступает разрыв контактной поверхности с одной стороны и восстановление его с другой стороны сопряженных кинематических элементов валопровода.

1. Способ уменьшения ударов в кинематической линии клети прокатного стана, заключающийся в том, что измеряют механическую нагрузку во вращающихся частях линии клети, сравнивают ее со значением нагрузки, измеренным на электродвигателе, полученную разность сравнивают с заданным значением и обрабатывают их отклонение воздействием на систему управления приводным электродвигателем, отличающийся тем, что, с целью уменьшения механических напряжений в валопроводв и повышения быстродействия и надежности обработки управляющих воздействий, дополнительно дважды дифференцируют при выбросе слитка значения механического момента в валопроводе, сравнивают значения производных механического момента с эталонным значением, уменьшают частоту вращения прокатного электродвигателя на время действия первой производной механического момента, а затем увеличивают частоту вращения электродвигателя на время действия второй производной механического момента в валопроводе, обрабатывая отклонение сравниваемых значений механических моментов воздействием на систему автоматического регулирования частоты вращения прокатного электродвигателя.

2. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее валки, шестеренную клеть, прокатные электродвигатели, суммирующий усилитель, источник эталонного напряжения сравнения и систему управления приводного прокатного электродвигателя, причем первый выход суммирующего усилителя через источник опорного напряжения соединен с первым входом системы уп9331 равления приводным прокатным электродвигателем, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно дополнительно содержит заземленный и изолированный подшипники прокатного электродвига5 теля, контуры первичного и вторичного дифференцирования электродвижущей силы подшипников токов прокатного электродвигателя, диод, источник питания электродвигателя, контакты дат- в чика захвата и датчика пробуксовки, причем входы контуров первичного и вторичного дифференцирования соединены с заземленным и изолированным подшипниками прокатного электродвигателя, выход контура первичного дифференцирования — через диод, а выход

46 l0 контура втори чного дифференцирования непосредственно соединен с входом суммирующего усилителя, второй выход которого через источник опорного напряжения, замыкающий контакт датчика захвата и размыкающий контакт датчика пробуксовки соединен со вторым входом системы управления приводным прокатным электродвигателем, выход которой соединен с входом его источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 389856, кл. В 21 8 37/00, 1972 (прототип).