Устройство для обнаружения налипания металла на оправку стана холодной прокатки труб

Устройство для обнаружения налипания металла на оправку стана холодной прокатки труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НАЛИПАНИЯ МЕТАЛЛА НА ОПРАВКУ СТАЙА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ,.содержащее датчик осевых усилий/ возникающих i| S стержне оправки, соединеншяй.с входом преобразователя, выход которого подключен на эдин из входов блока логики, датчик к айнего положения клети станэ/ соединенный с втоЕ%1м входом блока логики, и ииформадиомное табло, подключенное на выход блока логики, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью обеспечения надежного определения момента возникновения налипания металла . для устранения брака по качеству -.: внутренней поверхности труб, оно дополнительно снабжено фильтром высокой частоты и пороговой схемой, выход которой подключен на вход преобразователя , а вход соединен с выхо 0 дом фильтра высокой частоты, при этом вход фильтра подключен к с датчику осевых усилий.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

С0ЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН (19) . (И) 3(59 В 21 В 37 00

0ЩЯСДНИЯ ИЗОБГЕт и "::и двто сному свюВтвльс" е"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3437711/22-02 (22) 14.05.82 (46} 07.11.83. Бюл. М 41 (72) IO.Г.Красников, lO.È.Пустовойчен- ко, В.P.Èàìîíòîâ, A.È.Êàçàêoâ, A.Ã.ÂåâãåðñKèé, Ю.И.Тймофеев, В.Д.Воевода, Б.М.Галицкий и В.Н.Ав-. диевская (71), Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности (53) 621.771.08(088.8) (56).1. Авторское свидетельство СССР

Р 519239, кл. В 21 В 37/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР .:

9 774642, кл. В 21 В 37/00, 1980.: (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ:

HAHHGAHHH МЕТАЛЛА HA ОПРАВКУ CTAHA

ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ,.содержацее. датчик осевых усилий, возникакицих в стержне оправки,.соединенный с входом преобразователя, выход которого подключен на адин иэ входов блока логики, датчик крайнего поло жения клети стана, соединенный с вторым входом блока логики, и информационное табло, подключенное на выход блока логики, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью .обеспечения надежного определения момента возникновения налипания металла . для устранения брака по качеству внутренней поверхности труб,.оно дополнительно снабжено фильтром высокой частоты и пороговой схемой, выход которой подключен на вход преоб- Я разователя, а вход соединен с выходом фильтра высокой .частоты, при этом вход фильтра подключен к . датчику осевых усилий.

1052296

66 Устройство содержит датчик 1 осевого усилия растяжения в стержне оправки, фильтр 2 высокой частоты, ;собранный|по схеме активного фильтра, иа операционном усилителе

К284УД1Б, ка вход которого подключен

Изобретение относится к обработке металлов. давлением и может быть использовано прн холодной (теплой) прокатке труб из малолегированных и нержавеющих марок сталей. . Известно устройство.для обнаруже ния налипания металла при прокатке, содержащее приборы для измерения амплитудно-частотных характеристик .процесса н сравнения их с эталонными. При этом контролируют колебания прокатываемого металла в вертикальной плоскости на выходе из чистовой клети, из спектра частот выделяют составляющую колебаний с частотой вращения валка и о налипании металла судят по 3-4-кратному увеличению амплитуды выделенной составляющей (1) .

Однако известным устройством можно контролировать налипание металла только в том случае; если процесс прокатки носит непрерывный характер, а прокатываемое изделие может совершать колебания в вертикальной плоскости на выходе из клети. Процесс холодной (теплой) прокатки но сит периодический характер и прока- . тываемая груба на выходе иэ клети не имеет степеней свободы ки в вертикальной, ни в горизонтальной .плоскости. Труба зажата прокатными валками в клети стана и в передкем патроне, поворота и совершает только прерывистое вращательно-.поступательное движение вдоль оси прокаткк. По этому.известным устройством нельзя определить момент налипакия при холодной прокатке труб..

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности, является устройство для обнаружения налипайия металла на прокатный инструмент прв холодной (теплой} прокатке труб, состоящее из датчика осевого перемещения стержня оправки, соединенного со входом преобразователя, представляющего собой формирователь импульсов .типа триггера ИМкдта, .выход которого подключен на один кз входов блока логики, выполняющего счетные и логические операции и собранкого на базе элементов "Логика Т", датчк. ков крайних положений кле и става, соединенных со вторым входом блока .логики, и информационного табло, подключенного иа выход блока логики 2 .

Однако данкым устройством нельзя однозначно определить момент возник. новения калипания металла на прокатный инструмент.

Известным устройством контролируют частоту осевых колебаний стержня оправки и сравнивают ее с часто-, той рабочего хода клети стана. Сиг-,Ф нал о наличии налипания устройство, r.. выдает тогда, когда частота осевых колебаний стержня оправки превышает частоту рабочего хода клети в два и более раз.

При производстве труб холодной (теплой) прокаткой на оправке имеют место случаи, когда частота осевых колебаний стержня оправки, вызван ных изменением осевых усилий в процессе прокатки, в условиях отсутст-, 10 вия налипания более чем в два раза превышает частоту рабочего хода клети стана. На частоту осевых колебаний стержня оправки в процессе прокатки оказывают влияние различ1э ные факторы технологического характера, а также факторы, обусловленные конструктивными особенностями стана и техническим состоянием его механизмов. з0 Цель изобретения - обеспечение надежного. определения момента возникновения налипания металла для устранения брака по качеству внутренней поверхности труб.

Поставленная цель достигается тем, . что устройство для обнаружения налнпания металла на оправку стана, холодной прокатки труб, содержащее датчик осевых усилий, возникающих в стержне, оправки, соединенный со входом преобразователя, выход которого подключен на один кз входов блока логики, датчик крайнего положения кле-. ти стана, соединенный со вторым входом блока логики, и информационное табло, подключенное на выход блока логики, дополнительно снабжено фильтром высокой частоты и пороговой схемой, выход которой подключей на вход преобразователя, а

40 вход соединен с выходом фильтра вы. сокой частоты, при этом вход фильтра подключен к датчику осевых усилий.

На фиг. 1 представлено устройство, (частота колебаний осевых усилий в

45 стержне оправки на порядок выше частоты рабочего хода клети стана); иа фиг. 2 - осциллограмма изменения осевых усилий в стержне оправки при прокатке труб иэ стали Г2Х18Н10Т на щ стане ХПТ-55 в условиях отсутствйя: налкпания в момент времени, а клеть стана каходится.в крайнем заднем положении, в момент Ъ - в крайнем переднем); на фиг. 3 - осциллограмма изменений усилий растяжения в стержне оправкк при прокатке в, условиях возникновения налипания и цик- лограмма работы предлагаемого устройства.

105229б

3 4 датчик 1 а выхо фи д ф льтра соединен виям прокатки при отсутствии налипа",со входом пороговой .схе р .схемы 3, собран-, ния. Сигнал датчика поступает на вход ной по схеме кбмпаратора на микросхе- фильтра 2 высокой частоты кото ый д оторой подключен не пропускает высокочастотную сосры на вход преобразователя 4, представ-. тавляющую с целью исключения ложных ляющего собой триггер Шмидта.на мик- 5 срабатываний устройства, и .затем росхеме серии К155, выход которого - поступает на вход пороговой схемы 3. подключен на один из в из вхадов блока Пороговое устройство настроено таким логики. Влок логики включает блоки; - образом, что пропускает только ту представляющие собой счетные и ло- часть сигнала датчика, которая прегические элементы серии K155. Ha 10 вышает значение, равное 0 8 счетный вхо ес д десятичного счетчика 5 где U, - -наибольшее значение сигнала подключен выхо п е д реобраэователя 4, . датчика 1 при отсутствии налипания, 4 Ih0l а на вход установки нуля этого счет- Такое решение исключает влияние чика подключен выход схемы б сброса . случайных отклонений и всплесков энадесятичного счетчика н а, на вход кото- . 15 чений осевых усилий на достоверность рой подключен атчик 7 д ик 7 крайнего ...: и надежность определения момента

I заднего положения клети стана. Вы-, :налипания металла н алла на оправку. Значе-. ход десятичного счетчика 5 соеди-, ние, коэффициента, равное 0,8, приня нен с одним из входов схемы 8 срав-. . то в результате анализа большого нения, на второй вход которой под- . 2O статистического материала по эамеключен задатчик 9. Выход схемы 8 рам осевых усилий растяжения в стержсравнения соединен со счетным вхо- . - не оправки при п равки при прокатке как при отналипания, так и в условидом двоичного счетчика 10 и с пря- .сутствии налипания мым входом триггера 11, на второй . - ях возникновения налипания. Такое а тированно отсеивает вход установки триггера 11 в исход- -„-,.значение гарантированн ное.состояние подключен выход схе-,случайныеотклонения усилий растяжемы 6 сброса. Выход триггера 11 под- ния и пропускает отклонения усилий ключен на один из входов логичес-, характерные для момента возникнове:Х кой схемы 12 И-НЕ, на второй вход . - ния налипания. Сигнал с выхода поро сб которой подключен выход схемы 13 . говой схемы 3 поступает н с роса двоичного сМетчика, на вход „.: преобразователя 4, на выходе которо которой подключен датчик 7 крайне- го формируются П-образные импульсы, .го. заднего положения клети стана. . соответственно изменениям .сигнала

Выход схемы 12 соединен со входом . : на выходе порогового устройства. Эти установки двоичного счетчика 10 .. - ймпульсы поступают на вход десятич в исходное состояние, а выход счет ?,íîão счетчика 5 который ,которы просчитывает .чика 10 соединен со входом схемы 14 их в течение одного двойного хода переполнения, выход которой подклю- . клети стана (цикла прокатки, т.е. чен на вход табло 15, сигнализирую- . . эа время, когда клеть стана из край, щего о возникновении налипания.,него заднего положения перемещается

Г

Устройств б

4О! ство ра отает следующим

О вперед и возвращается снова в крайобразом. ,нее заднее положение. На фиг. 2 и 3

В момент нач момент начала прокатки, когда .:, ак с с эти интервалы времени обозначены клеть стана начинает переме вперед и выходить из эоны действия .личество имп ульсов, просчитанных эоны дей<-твия 4g Iсчетчиком 5, превыаает заданное датчмка кра него заднего положе-. эадатчиком 9 (что соответствует ния клети, на выходе схемы б сбро- . <

- моменту возникновения налипания), са появляется импульсный сигналг рав- на в са появляе . на .выходе схемы 8 сравнения появлякоторы, поступая на входы :ется о ин один импульс а и триггера, рый поступает на вход двоичного устанавливает их в исходное состоя-. ри э ом на выходе счетчика 5 счетчика 10, переводя его из состояния О в состояние 1, а также на сигнал равен О, на выходе триггеФ ал Ра " " . .вход триггера 11, в результате чеал Равен, а на выхоДе . . .го сигнал на выходе тригге а

:схемы 13 сброса десятичного счетчика де триггера 11 из

:сигнал не изменяется и равен О. Счет-H

1 переходит в О.

:чики 5 и 10 находятся в исходном сос- При возвращении клети стана в

:тояиии и готовы для просчета импуль :, крайнее заднее положение в момент

СОВ ° В процессе дальнейшего переме- входа ее в зону действия датчищения клети стана начинается процесс - ка 7 крайнего заднего положения, деформации заготовки на оправке, Щ на выходе схемы 13 сброса двоичного возникают осевые у илия в.стержне :,счетчика формируется импульсный сигоправки и на выходе датчика 1 осево-, нал, равный 1, который поступает го усилия растяжения появляется сиг- .йа вход схема 12. Однако схеиал, имеющий форму, приведенную на ма 12 И-НЕ ие изменяет своего сосфиг. 2 (A), и соответствующий усло- д тояния, поскольку на другом ее

105229б

d ( входе сйгнал равен нулю. на выходе .схемы 12 сигнал по-прежнему равен 1, и двоичный счетчик 10 может просчитывать импульсы.

В начале следуюцего цикла прокатки в момент выхода клети стана из зоны действия датчика 7 на выходе схемы б сброса снова формируется импульс, устанавливакиций счетчик 5 и триггер 11 в исходное состояние. Повторяется цикл работы устройства. Если при этом количество импульсов, просчитанных счетчиком 5 снова превышает заданное задатчиком 9, двоичный счетчик 10 переходит из одного состояния в другое 15 и на выходе триггера 11 сигнал становится равным О. В момент окончания цикла прокатки, когда клеть. возвращается в крайнее заднее положение, двоичный счетчик 10 по-преж- щ нему не сбрасывается. Если такая картина повторяется в течение трех последовательных циклов прокатки„ (т.е. устойчиво фиксируется состояние налипания металла на оправку), на выходе схемы 14 переполнения появ ляется сигнал, равный 1, который поступает на вход табло 15, которое сигнализирует об налипании металла на оправку. При этом стан останавливают, извлекают .стержень с оправкой, производят осмотр ее и зачистку.

Если же после первоГо или второ го циклов прокатки, во время которых было зафиксировано налипание металла, последует цикл, при котором налипание не будет зафиксиро вано, результат измерений этих, циклов сбрасывается. В этом случае устройство работает следующим образом.

В течение двух последовательных циклов прокатки фиксируется налипание металла на оправку. При этом двоичный счетчик 10 после двух циклов находится в состоянии 2 и на выходе схемы 14 переполнения сигнал равен О, на табло 15 налипание . не сигнализируется. В начале следункцего, третьего цикла в момент выхода клети стана иэ зоны действия датчика 7 на выходе схемы б формируется импульсный сигнал, который поступает на вход счетчика 5, устанавливая его в исходное состояние, и на вход триггера 11, на выходе которого появляется сигнал, равный 1. Если за время третьего цикла количество импульсов, просчитанных счетчйком 5, меньше заданно- 60 го эадатчиком 9, на выходе схемы 8 сравнения сигнал не изменяется и остается равным О, в результате чего двоичный счетчик 10 остается .

:ъ, в состоянии 2, а на выходе тригге- щ ра 11 сигнал остается равным 1, В момент окончания цикла прокатки, когда клеть возвращается в крайнее заднее положение и входит в зону действия датчика 7, на выходе схемы 13 сброса появляется импульсный сигнал, равный 1 и следовательно на оба входа схемы 12 И-НЕ подаются сигналы, равные 1. При этом на выходе схемы 12 сигнал стает равнич О и сбрасывает счетчик 10 в исходное состояние.

Таким образом, устройство выдает сигнал о наличии налипания в том случае, если это налипание зафиксировано не менее, чем за три последовательных цикла прокатки.

Такое решение исключает ложные срабатывания, вызванные различными случайными факторами. устройство опробовано на стане ХПТ-55 при прокатке труб из стали 12Х18Н10Т при числе двойных ходов в минуту и = 75 и подаче m

7 мм. При отсутствии налипания металла на оправку осевые усилия в стержне оправки имеют вид, представленный на фиг. 2. В условиях возникновения налипания резко изменяется картина осевых усилий растяжения. в стержне оправки (фиг. 3) . За время одного цикла прокатки появляется второй всплеск усилий, который по амплитуде превышает наибольшее значение усилия растяжения в условиях отсутствия налипания. Это объясняется тем, что при возникновении налипания затрудняется сход рабоче-. го конуса .с оправки особенно в момейт подачи заготовки (на фиг. 2 и 3 этот момент обозначен буквами в, в>, .в ). За время одного цикла при налипании металла на оправку на выходе преобразователя 4 фиксируют два импульса U4,çàäàííîå количестно импульсов, установленное задатчиком 9, равняется единице, Таким образом, через три последователь ных цикла прокатки д - а,о -a>, 9 + — щ (фиг. 3), в которых регист-, рируется налипание, на выходе блока логики появляется сигнал U, равный

1, который поступает на вход табло 15. Табло сигнализирует о наличии налипания металла на оправку.

Последуюший осмотр поверхности оправки и контроль качества внутренней поверхности образцов труб подтвержда-, ет наличие налипанияг на поверхности оправки обнаружены несколько пятен приварившегося металла трубы, а на внутренней поверхности отобранных образцов имеются задиры.

Таким образом, использование устройств обеспечивает, по сравнению с известным, надежное определение момента налипания металла на оправ7

1052296

Knemo аиг.f ку в процессе прокатки, что позволяет устранить брак производства по качеству внутренней поверхности ,труб. Это достигается эа счет четкого фиксирования предлагаемым устройством изменений осевых усилий растяжения в стержне оправки, характерных для момента возникновения s процессе прокатки.

Экономический эффект от внедрения устройства, позволяющего исключить брак по качеству внутренней поверхности, составляет 3, 2 тыс. руб в год на каждые 1000 м производимых труб.

1052296

Составитель В.Этинген

Техред Т.Маточка Корректор О.Билак

Редактор H.Ãîðâàò

Филиал ППП "Патент". г.уагород. ул.Проектная . 4

Заказ 8735/7 Тирам 816 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва. Ж-35. Ра лаская наб.. д. 4/5