Устройство для регулирования натяжения полосы при намотке в рулон

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„„956091

Союз Советски к.

Социалистичесиик

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 09. 02. 81 (21) 3244210/25 27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.09.82. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 07 . 09 . 82 (5! )М. Кл.

В 21 С 47/00 квеударктеенный кемнтет

СССР

lo делам иэееретеннй н открытнй (53) УДК 621. 772. .068(088.8) Ю. Д. Бондарь, Е. И. Булатников, Я. Т. Гриднев, В. С. Журавлев В И Кириченко В. А. -Кузин-м-Ат-И-.-Жеев (72) Авторы изобретения

:,:. ; - 1,".

1. . ъейда. KflCC.., Киевский институт автоматики им. ХХЧ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ

ПОЛОСЫ ПРИ НАМОТКЕ В РУЛОН

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано на листовых станах горячей и холодной прокатки.

Известно устройство для регулирования натяжения полосы при намотке на шпулю. Натяжение измеряют на участке между парой подающих роликов и рулоном. Ведут постоянный контроль величины натяжения и регулируют изменение тока в обмотке возбуждения двигателя барабана и подающих роликов jl).

Вследствие того что радиус рулона определяется не путем непосредственного измерения, а косвенно по усилию изгиба полосы при образовании круглого витка рулона, имеют место ошибки в определении плотности намотки полосы. зо

Известно также устройство для регулирования натяжения полосы при намотке в рулон, содержащее систему управления электроприводом моталки и связанный с ней датчик текущего радиуса рулона (2 1.

Однако это устройство не учитывает произвольных изменений свойств полосы в процессе намотки (толщины, модуля упругости сматываемого материала, температуры полосы и др.). Например, в результате изменений упругих свойств металла возможно произвольное изменение плотности намотки полосы в рулон: он может быть смотан менее плотным, чем необходимо. Неплотная намотка рулона может привести к межвитковому проскальзыванию, чем повреждается поверхность полосы; при дальнейшей термообработке рулона (остывании или от« жиге) возможно нарушение режима термообработки вследствие, например, боль" шего проникновения газов между витками рулона. Если рулон распушен, то при охлаждении в него проходит значительное количество кислорода воздуха, что ведет к увеличенному окалинообраэованию. Кроме того, в некоторых слу40 D

Кф= — ) (2) ф В ) где 0 — теоретический диаметр рулот на, соответствующий идеаль45 но полной намотке материала.

Величина коэффициента К всегда меньше единицы и обычно составляет

0,9 °

Текущий фактический диаметр (ради50 ус) рулона измеряют с помощью датчика радиуса рулона, а теоретический диаметр рассчитывают по формуле

D D + — ЬУ, ) О Л (3) 3 956091 чаях смотку полосы в рулон необходимо вести в зависимости от угла поворота. барабана, например, тогда, когда несколько первых витков рулона должны быть намотаны с большей плотностью, чем последующие, чем достигается прочность внутреннего диаметра рулона - он не распушивается внутрь. Указанное обстоятельство важно при крановых операциях с рулоном, при уста- >0 новке рулона на разматывателе при листоотделке.

Целью изобретения является повышение качества намотки.

Цель достигается тем, что устройство для регулирования натяжения полосы при намотке на рулон, содержащее систему управления электроприводом моталки и связанный с ней датчик текущего радиуса рулона, снабжено блоком задания коэффициента неплотности намотки датчиком угла поворота барабана моталки, блоком вычисления коэфФициента неплотности намотки и элементом сравнения, при этом выход датчика 25 текущего радиуса рулона соединен с первым входом блока вычисления коэфФициента неплотности намотки и входом блока задания коэффициента неплотности намотки, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока вычисления коэффициента неплотности, а выход - c. входом системы управления электроприводом мотал35 ки, выход датчика угла поворота барабана соединен с вторым входом блока вычисления коэффициента неплотности намотки.

На чертеже представлена блок-схема устройства для регулирования натяжения полосы при намотке в рулон.

Устройство содержит датчик 1 текущего радиуса рулона систему 2 управления электроприводом моталки, датчик 3 угла поворота барабана моталки, блок 4 задания коэффициента неплотности намотки, блок 5 вычисления коэффициента неплотности намотки и элемент сравнения 6, причем выход датчика 1 текущего радиуса соединен с первым входом блока 5 вычисления коэффициента неплотности намотки и входом блока 4 задания коэффициента неплотности намотки, выход которого соединен с первым входом элемента

55 сравнения 6, второй вход которого соединен с выходом блока 5 вычисления коэффициента неплотности намотки, а

4 выход с входом системы 2 управления электроприводом моталки, выход датчика 3 угла поворота барабана соединен с вторым входом блока 5 вычисления коэффициента неплотности намотки.

Датчик 1 текущего радиуса рулона может представлять собой ролик, катящийся по рулону, причем на валу ролика находится импульсатор.

Система 2 управления электроприводом моталки обеспечивает необходимый режим питания электродвигателя.

Датчик 3 угла поворота барабана моталки представляет собой импульсатор, связанный с валом барабана.

Блок 4 задания коэффициента неплотности намотки может представлять собой дешифратбр, который в зависимос ти от задания и угла поворота барабана обеспечивает на выходе заданный коэффициент.

Блок 5 вычисления коэффициента неплотности намотки представляет собой специализированное вычислительное устройство, реализующее алгоритм вычисления теоретического диаметра DT и фактического коэффициента неплотности смотки Кф.

Перед началом смотки полосы задают необходимый закон изменения коэффициента неплотности смотки К З в виде где D — текущий фактический диаметр рулона.

Коэффициент неплотности смотки рулона определяется по Формуле где D — диаметр барабана моталки; о

h — толщина сматываемого материала; (4) hK - =K3 Кф

SS

5 9560

Ч вЂ” суммарный угол поворота барабана моталки от момента начала омотки до момента измерения.

Величину h задают, исходя из номинальной толщины в случае же, если требуется повысить точность измерения, толщину можно заменить толщиномером и усреднить.

Величину угла поворота барабана 10 моталки Ч измеряют с помощью датчика.

Для определения качества смотки полосы в рулон (т. е. плотности намотки рулона) производят расчет фактического коэффициента неплотности 15 смотки К по формуле (2), величину которого сравнивают с заданным коэффициентом по формуле (1). При этом величину КЗ выбирают в зависимости от данного текущего диаметра рулона 20

0 . С помощью элемента сравнения находят разность заданного и фактического коэффициентов по -формуле

По величине разности лК с помощью системы управления электродвигателями моталки величину управляющего воздействия на двигатель моталки с тем, чтобы минимизировать имеющуюся разность.

На широкополосных станах 2000 горячей прокатки смотка полос происхо- дит на моталки, имеющие диаметр бара35 бана, составляющий 850 мм; пусть при смотке полосы толщиной 5 мм суммарный угол поворота барабана составил величину 100 Я ред. Теоретический диаметр рулона в соответствие с формулой (3) будет равен

0т = 850 + = 1350 мм.

1003. 5 .Л

Пусть измеренный датчиком радиуса рулона фактический диаметр составил

1535 мм, следовательно, коэффициент неплотности смотки, определяемый по формуле (2), равен

3 1535 0,88.

Предположим, что закон изменения коэффициента неплотности смотки от диаметра задан для простоты в виде

0,9 = const, тогда разность заданного и фактичес91 6 кого коэффициентов,.определенная по формуле (4) аК = 0,9.- 0,88 = 0,02, показывает, что рулон наматывается с плотностью ниже заданной. В соответствии с величиной лК = 0,02 система управлекия электроприводом моталки вырабатывает сигнал, по которому скорость вращения электродвигателя увеличивается, чем обеспечивается увеличение натяжения смотки и, следовательно, увеличение плотности рулона °

Устройство работает следующим образом.

В блоке. 4 задания коэффициента неплотности намотки задают требуемую зависимость изменения коэффициента от радиуса в соответствии с формулой (1), а в блок.5 вычисления коэффициентов неплотности намотки - номинальную толщину полосы h диаметр барабана моталки Do. С момента начала намотки начинается измерение фактического радиуса рулона с помощью датчика l текущего радиуса рулона и отсчет угла поворота барабана моталки с помощью датчика 3 угла поворота барабана моталки, и сигнал с датчика 1 текущего радиуса рулона поступает на вход блока 4 задания коэффициента неплотности намотки и первый вход блока

5 вычисления коэффициента неплотности намотки, на второй вход которого поступает сигнал с датчика 3 угла поворота барабана моталки. В блоке 5 вычисления коэффициента неплотности намотки происходит вычисление текущего теоретического радиуса рулона по формуле (3) и фактического коэффициента неплотности смотки по формуле (2). Сигнал, пропорциональный фактическому коэффициенту Кф, поступает на второй вход элемента 6 сравнения, на первый вход которого поступает сигнал, пропорциональный теоретическому коэффициенту неплотности смотки

Кт. Величина Кт выбирается в блоке

4 задания коэффициента неплотности намотки в соответствии с заданным законом-по формуле (1) от фактического радиуса рулона.На выходе элемента 6 сравнения появляется сигнал рассогласования, пропорциональный разности, определяемой по формуле (4). Этот сигнал обрабатывается

7 956091 системой 2 управления электроприво- содержащее систему управления электродом моталки, в результате чего про- приводом моталки и связанный с ней исходит изменение скорости вращения датчик текущего радиуса рулона, о тэлектродвигателя, приводящее к умень- л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цешению рассогласования. Пусть, на- лью повышения качества намотки, оно пример, фактический коэффициент не- снабжено блоком задания коэффициента

IllloTHocTH смотки Кф оказался меньше неплотности намотки, датчиком уг-. заданного. Тогда разность лК, опре- ла поворота барабана моталки, деленная по формуле (4), положитель- блоком вычисления коэффициента неплотна; система 2 вырабатывает сигнал уп- 10 ности намотки и элементом сравнения, равления электроприводом таким, что-- при этом выход датчика текущего рабы скорость смотки была увеличена, диуса рулона соединен с первым входом что ведет к увеличению плотности на- блока вычисления коэффициента неплотмотки. Если разность лК отрицатель-, ности намотки и входом блока задания на, система 2 уменьшает скорость на- 15 коэффициента неплотности намотки, мотки, Число коррекций натяжения за- выход которого соединен с первым вховисит от конкретной схемы процесса, дом элемента сравнения, второй вход выбранного закона и требуемой точ- которого соединен с выходом блока выности регулировки. числения коэффициента неплотности, а

Реализация данного устройства для 20 выход - с входом системы управления регулирования натяжения полосы при электроприводом моталки, выход датчинамотке в рулон позволяет по сравне- ка угла поворота барабана соединен нию с базовым объектом повысить ка- с вторым входом блока вычисления кочество намотки материала в рулон за эффициента неплотности намотки. счет получения рулона с заданной 2s I плотностью намотки, уменьшающей поте- Источники информации, ри металла, а- также за счет улучше- принятые во внимание при экспертизе ния свойств материала при термообра- 1. Патент Японии 12С20, 1 53-26576, ботке рулонов., опублик. 1978. фоРмула изобРетениЯ 30 2. Авторское свидетельство СССР

Устройство для регулирования натя- Ю 619242, кл. 8 21 С 47/26, 10.11.76 жения полосы при намотке в рулон, (прототип).

8НИИПИ Заказ 6893/11 Тираж 845 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,