Гидравлическое нажимное устройство прокатного стана

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик („)961810

Ф

С и Р (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.06.80 (21) 2940001/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

В 21 B37/12

Гааударственвмв камитет (53) УДК 621 771.06 (088.8) Опубликовано 30.09.82. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 30.09.82 па делам кзавретений и аткрытий

П. П. Гагарин, Г. Л. Кейданский, Ю. С.,Лихницк и и А. В. Я овой

) В, „.;;„,;--,,:

Киевский институт автоматики им. XXV съезда ПСС * " " ) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ГИДРАВ,ЛИЧЕСКОЕ НАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО

ПРОКАТНОГО СТАНА

Изобретение относится к классу прокатного оборудования и предназначено для использования на листовых прокатных станах, оснащенных гидравлическими нажимными устройствам.

Известен следящий гидропривод дроссельного регулирования с двусторонним управлением, в котором благодаря дополнительной обратной связи по.давлению в рабочей полости гидроцилиндра давление нагнетания регулируется в функции внешней нагрузки, приложенной к штоку гидроцилиндра. В результате этого на управляющих щелях четырехкромочного золотника поддерживается постоянный перепад давления, что приводит, во-первых, к стабилизации скорости движения штока гидроцилиндра независимо от внешней загрузки, а во-вторых, обусловливает меньший износ управляющих кромок золотника и, следовательно, увеличивает долговечность работы всего гидропривода (1).

Применение данного решения в качестве гидравлического нажимного устройства связано со значительными первоначальными затратами, обусловленными применением дополнительной гидроаппаратуры вы2 сокого давления с большими проходными сечениями, и с большими затратами подводимой энергии, так как сеть высокого давления должна питать обе полости гидроцилиндра.

Известно также золотниковое управляющее устройство, в котором компенсация изменения давленйя внешней нагрузки реализуется с помощью метода силовой компенсации (2).

Применение данного решения для гид о .равлического нажимного устроиства прокатного стана затруднено из-за необходимости использования рычажной системы и большого числа подвижных элементов, что снижает точность и надежность работы устf 5 ройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидравлическое нажимное устройство, используемое в системе регулирования модуля клети.

Гидравлическое нажим ное устройство представляет собой замкнутую позиционную систему, состоящую из двухполостного гидроцилиндра, электрогидравлического усилителя, преобразователя перемещений

961810 поршня гидроцилиндра, узла сравнения и масштабирующего усилителя. Регулирование положения поршня гидроцилиндра и, следовательно, величины валкового зазора производится по сигналу месдозы, установленной в клети 13).

Однако в указанном устройстве не обеспечивается одинаковая динамическая точность стабилизации валкового зазора во всем диапазоне усилий прокатки и сокращается долговечность гидравлического нажимного устройства.

Первый недостаток объясняется следующим. Нагружение поршня гидроцилиндра переменной силой приводит к изменению коэффициента усиления ветви электрогидравлический усилитель — гидроцилиндр, причем максимальное значение этого коэффициента имеет место при нимальной противодействующей и максимальной сопутствующей нагрузках. Настройка позиционной системы выполняется в расчете на максимальное значение коэффициента. Однако большая часть работы системы протекает в условиях, когда нагрузка на гидроцилиндр отличается от указанных предельных значений, в результате чего коэффициент усиления системы меньше максимального. Поэтому и быстродействие позиционной системы будет меньше, а это, в свою очередь, увеличивает ошибку воспроизведения задающего сигнала.

Второй недостаток объясняется тем, что при работе гидравлического нажимного устройства имеют место большие перепады давлений на щелях электрогидравлического усилителя, форсирующие износ его кромок.

Цель изобретения — обеспечение высокой точности регулирования валкового зазора во всем диапазоне усилий прокатки и увеличение долговечности гидравлического нажимного устройства. Указанная цель достигается тем, что в гидравлическое нажимное устройство, установленное в прокатной клети, оснащенной месдозой, последовательно соединенной с вторичным преобразователем усилия прокатки и блоком регулирования модуля клети, состоящее из двуполостного гидроцилиндра, первичного преобразователя перемещений, кинематически связанного с поршнем гидроцилиндра, вторичного преобразователя перемещений, узла сравнения, масштабирующего усилителя и электрогидравлического усилителя, причем выход блока регулирования модуля клети соединен с первым входом узла сравнения, второй вход которого соединен с выходом вторичного преобразователя перемещений, выход узла сравнения через масштабирующий усилитель соединен с входом электрогидравлического усилителя, выход которого соединен с поршневой полостью гидроцилиндра, дополнительно установлены первичный и вторичный преобразователи

5 о

15 го

4О

55 давления в поршневой полости гидроцилиндра, регуляторы давления в линии нагнетания и в линии слива электрогидравлического усилителя, регулятор низкого давления в линии штоковой полости гидроцилиндра, задатчик перепада давления, выход которого соединен с первыми управляющими входами регуляторов давления, а их вторые управляющие входы соединены с выходом вторичного преобразователя давления.

На чертеже изображена структурная схема гидравлического нажимного устройства, используемого в системе регулирования модуля клети.

Гидравлическое нажимного устройство состоит из двуполостного гидроцилиндра 1 с поршневой А и штоковой Б полостями, первичного 2 и вторичного 3 преобразователей перемещений, узла 4 сравнения, масштабирующего усилителя, электрогидравлического усилителя 6, состоящего из электромеханического преобразователя 7 и управляющего золотника 8, на нагнетательной линии 9 которого установлен регулятор 10 давления нагнетания, а на сливной линии 11 установлен регулятор 12 давления слива, на линии 13 штоковой полости Б установлен регулятор 14 низкого давления, в поршневой полости А установлен первичный преобразователь!5 давления, выход которого соединен с входом вторичного преобразователя 16 давления. Первые управляющие входы регуляторов 10, 12 и 14, давления соединены с выходом задатчика 17 перепада давления на щелях управляющего золотника 8, а вторые управляющие входы этих регуляторов соединены с выходом вторичного преобразователя 16 давления.

Первичный преобразователь 2 перемещений кинематически связан с поршнем гидроцилиндра 1. Гидравлическое нажимное устройство расположено в нижней части клети кварто, состоящей из станины 18 закрытого типа, двух валков 19 с подушками и содержащей месдозу 20, последовательно соединенную с вторичным преобразователем 21 величины усилия прокатки и блоком 22 регулирования модуля клети. Выход блока

22 соединен с первым входом узла 4 сравнения, второй вход которого соединен с выходом вторичного преобразователя 3 перемещений, а выход через масштабирующий усилитель 5 соединен с входом электрогидравлического усилителя 6.

При рассмотрении работы гидравлического нажимного устройства следует различать диапазон малых нагрузок и диапазон больших нагрузок.

Малой нагрузкой называют такую нагрузку на штоке гидроцилиндра 1, которая создает в поршневой полости А гидроцилиндра давление, меньшее заданной величины. Большой нагрузкой называют такую нагрузку, которая создает в поршневой

961810

А = д зад

5 полости А гидроцилиндра давление, большее или равное заданной величине.

Гидравлическое нажимное устройство работает следующим образом.

Регулирование положения поршня гидроцилиндра 1 и, следовательно, величины валкового зазора производится по сигналу месдозы 20. На первый вход узла 4 сравнения с выхода блока 22 регулирования модуля клети подается сигнал U о величине дополнительной деформации станины 18, вызванной отклонением внешней нагрузки от заданного значения. На второй вход узла 4 сравнения с выхода вторичного преобразователя 3 перемещений подается сигнал

U2 о величине отклонения текушего положения поршня гидроцилиндра I от заданного значения. На выходе узла 4 сравнения формируется сигнал где P — давление в линии ll слива.

При движении поршня гидроцилиндра

1 вниз в диапазоне малых нагрузок, когда в линии слива устанавливается нулевое давление, используется регулятор 14 низкого давления в штоковой полости Б гидроцилиндра, с помощью которого в поршневой полости А поддерживается минимальное заданное давление, равное

В итоге на нагнетательной и сливной щелях управляющего золотника 8 поддерживается постоянный перепад давления дР= Є— Р = Р— Р =дР

3 1- 1 1 2 который через масштабирующий усилитель

5 подается на вход электрогидравлического усилителя 6, преобразующего электрический сигнал в силовой поток жидкости через управляющий золотник 8.

При движении поршня гидроцилиндра 1

25 вверх во всех диапазонах нагрузок силовой поток жидкости с помощью регулятора 10 давления нагнетания и управляющего золотника 8 подается в поршневую полость А. Штоковая полость Б через линию

13 и регулятор 14 низкого давления соеди- 30 иена со сливом. Регулятор 10 давления устанавливает в нагнетательной линии 9 управляющего золотника 8 величину давления нагнетания, равную н А + аф>

35 где P — давление в нагнетательной линии 9;

PA — текущее значение давления в поршневой полости А гидроци40 линдра;

Р величина заданного перепада давления на щелях управляющего золоти и ка 8.

При движении поршня гидроцилиндра 1 вниз в диапазоне больших нагрузок жид- 45 кость из поршневой полости А под действием давления прокатываемой полосы 23 на валки 19, веса подвижных частей нижней валковой группы через сливную щель управляющего золотника 8, линию II слива и регулятор 12 давления отводится на слив. Регулятор 12 давления устанавливает в линии 11 слива управляющего золотника 8 величину давления слива, равную

Р =Р— дР пиР Р сл А >ay ри Р >дРзд

Р,„= О, пр РА (др

А ЗОД который приводит к стабилизации коэффициента усиления ветви электрогидравлический усилитель — гидроцилиндр, а это, в свою очередь, приводит к тому, что позиционная система может иметь максимально возможное по условиям устойчивости быстродействие без необходимости изменения коэффициента усиления масштабирующего усилителя 5 в зависимости от внешней нагрузки.

Максимальное быстродействие обеспечивает минимальную ошибку воспроизведения позиционной системой задающего сигнала.

Кроме того, ограниченная величина перепада давления на щелях управляюшего золотника уменьшает интенсивность износа его кромок, что приводит к увеличению надежности гидравлического нажимного устройства.

Применение изобретения позволит одновременно обеспечить высокую точность регулирования толщины прокатываемой полосы, увеличить долговечность гидравлического нажимного устройства и, как вторичный эффект, увеличить производительность прокатного стана за счет увеличения скорости опускания поршней в паузе прокатки благодаря наличию подпора. При этом значительно повышается качество переходных процессов следующей системы и упрощается структура электронной части последней в связи с. тем, что отпадает необходимость в специальных мерах по самонастройке системы.

Формула изобретения

Гидравлическое нажимное устройство прокатного стана установленное в прокатной клети, оснащенной месдозой, последовательно соединенной с вторичным преобразователем усилия прокатки и блоком регулирования модуля клети, состоящее из двуполосного гидроцилиндра, первичного пре96

7 образователя перемещений, кинематически связанного с поршнем гидроцилиндра, вторичного преобразователя перемещений, узла сравнения, масштабирующего усилителя, причем выход блока регулирования модуля клети соединен с первым входом узла сравнения, второй вход которого соединен с выходом вторичного преобразователя перемещений, выход узла сравнения через масштабирующий усилитель соединен с входом электрогидравлического усилителя, выход которого соединен с поршневой полостью гидроцилиндра, отличающееся тем, что, с целью обеспечения высокой точности регулирования величины валкового зазора и повышения долговечности гидравлического нажимного устройства, в нем дополнительно установлены первичный и вторичный преобразователи давления в поршневой поло1810 сти гидроцилиндра, регуляторы давления в линии нагнетания и в линии слива электрогидравлического усилителя, регулятор низкого давления в линии штоковой полости гидроцилиндра, задатчик перепада

5 давления, выход которого соединен с первыми управляющими входами регуляторов давления, а их вторые управляющие входы соединены с выходом вторичного преобразователя давления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тумаркин М. Б. Гидравлические следящие приводы. М., «Машиностроение», 1966 с. 201 — 202, рис. 72.

2. Патент США, Ма 4036245, кл. 137/117, 15 В 13/08, 1977.

3. Патент Японии Мю 51-43821, кл. 12 С 2 11,4/В 21 В 37/12, 1976.

Составитель Ю. Рыоьев

Редактор С. Тараненко Техред А. Бойкас Корректор Е. Рошко

Заказ 6959/12 Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4