Способ управления безмоментной правкой проката

Способ управления безмоментной правкой проката

Реферат

 

Использование: управление процессом правки проката, например объемно закаленных рельсов, на роликовых правильных машинах. Сущность изобретения: в процессе правки после каждого перехода измеряют остаточную кривизну, сравнивают ее с допустимой кривизной и корректируют положение рабочих роликов в соответствии с величиной остаточной кривизны проката, определенной на участках l, расположенных от торцов проката на расстоянии t₁ < l < 3t₁ + t₂, где t₁ - длина непрерывного конца: t₂ - длина безмоментной зоны. Кроме того, перед правкой определяют диапазоны допускаемых моментов изгиба проката в безмоментных зонах, соответствующие допустимой кривизне на участках l. В процессе правки измеряют давление на рабочие ролики и определяют фактические изгибающие моменты, и положение рабочих роликов корректируют по результатам сравнения фактических и расчетных изгибающих моментов. Способ позволяет упростить управление процессом правки. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к прокатному производству, а более конкретно к способам управления правкой проката на роликовых машинах Цель изобретения упрощение системы управления. Эффект от использования предлагаемого изобретения заключается в упрощении процесса управления и повышения производительности правки за счет сокращения времени перенастройки роликоправильной машины при высоком качестве правки. Изобретение иллюстрируется чертежом. Способ реализуется следующим образом. После безмоментной правки измеряют кривизну средней части проката и разделяют результаты измерений на середине и участках проката l. При недопустимой кривизне проката корректируют положение рабочих роликов. При получении недопустимой кривизны на участках l, что свидетельствует о нарушении безмоментной правки, необходимо дополнительно скорректировать положение рабочих роликов. Физически взаимосвязь диапазона моментов в безмоментной зоне M_j и остаточной кривизны на указанных участках обусловлена следующим. При "безмоментной" правке моменты M_j под дополнительными силами P_j равны нулю (см. чертеж). Тогда середина проката и участка, расположенные на расстоянии от t₁ до 3t₁+t₂ от торцев проката, правятся по одной и той же схеме свободно опертой балки. Следовательно, если середина проката получается прямой, то и указанные выше участки тоже будут прямыми. В случае, когда M_j 0 (см. чертеж), середина проката будет правиться по схеме подзащемленной балки с одного или обоих концов, а упомянутые участки будут правиться по более ослабленной схеме (свободно опертой или полузащемленной с одного конца балки). Здесь имеется в виду кривизна под роликом 5 и 2. Такая разница в схеме защемления в правке должна обязательно привести к кривизне остаточных кривизн середины и указанных концевых участков. То есть, если кривизна середины проката равна нулю, то кривизна на этих концевых участках обязательно будет отличной от нуля. И причем, чем больше величина M_j, тем больше остаточная кривизна проката на участке от t₁ до 3t₁+t₂ от торцов проката. В случае, если требуется высокая точности правки проката на участках l, то способ управления можно построить на анализе моментов изгиба в безмоментных зонах, учитывая вышеизложенную физическую взаимосвязь между этими моментами изгиба и остаточной кривизной на участках l. Конкретно, перед правкой проката необходимо определить диапазон моментов изгиба M_j^' и M_j^" в точках приложения дополнительных усилий P_j (в граничных точках безмоментных зон). Этот диапазон определяется теоретически, экспериментально или практически из условия получения допустимого диапазона остаточной кривизны на участках проката l с учетом вышеизложенной взаимосвязи. Поэтому экспериментальные и теоретические исследования способны определить такие значения моментов M_j^' и M_j^", что для любого момента M_j, который заключен между M_j'<M<SUB>j><M>j^", мы обязательно получим кривизну вышеуказанных участков готового продукта в пределах допускаемых, заранее известных значений. Во время правки проката с помощью датчиков давления производят измерение усилий на роликах и анализируют выполнение условий M_j^'<M<SUB>j><M<SUB>j>^". Если хотя бы одно из них не выполняется, тогда есть момент M_j, величина которого выпадает за диапазон M_j^'и M_j^", что обязательно должно привести к ухудшению качества правки анализируемых концевых участков. Поэтому в этом случае после правки нужно будет откорректировать положение роликов. В случах когда фактический момент изгиба на всем протяжении безмоментной зоны больше (меньше) допускаемого диапазона, независимо от знаков кривизны на соседних активных участках, возможно указать направление смещения роликов. Несложный теоретический анализ показывает, что фактический изгибающий момент в безмоментных зонах превышает допускаемый диапазон, то при корректировке рабочих роликов необходимо увеличить остаточную кривизну участка проката l. И наоборот, если фактический изгибающий момент в безмоментных зонах выходит за нижнюю границу допускаемого диапазона моментов, то при корректировке положения рабочих роликов необходимо уменьшить остаточную кривизну участка проката l. П р и м е р. Правка объемно-закаленных рельсов Р65 осуществляется на шестироликовой машине (t₁=t₂=700 мм). Для первого рельса устанавливаются смещения верхних роликов относительно нулевого положения: для ролика 2 30 мм вниз, для ролика 4 14 мм вниз, для ролика 6 10,4 мм вверх. После правки кривизна средней части рельса равна 0,01 х 10^-3 м^-1 с вогнутостью на подошву, что укладывается, в требуемый допуск 0,15 х 10^-3 м^-1 поэтому корректировка положения роликов по этому признаку не требуется. Однако кривизна на участке 700 2800 мм от переднего торца составляет +16,0 х 10^-3 м^-1 при допуске 0,15 х 10^-3 м^-1. По предлагаемому способу управления необходимо скорректировать положение роликов. Выполнение смещения верхних роликов вниз относительно предыдущего, начального положения: на 5,7 мм (ролик 2), на 12,5 мм (ролик 4) и на 0,4 мм (ролик 6), получим остаточную кривизну средней части рельса +0,013 х 10^-3 м^-1 и кривизну вышеуказанных концевых участков -0,02 х 10^-3 м^-1. Так как эти кривизны укладываются в допуск 0,15 х 10^-3 м^-1, то дальше корректировать ролики не нужно. Приведем также пример исполнения при измерении моментов изгиба в безмоментных зонах. Перед правкой определяются требуемые диапазоны моментов изгиба рельса в точках контакта с роликами 1, 3, 4 и 6. Экспериментально-теоретические исследования дают следующие значения моментов M_j^' и M_j^" для заданного сортамента и рассматриваемой машины: M_j^'=M₃^'=M₄^'=-140 кН х м; M₆^'=-70 кН х м; M₁^'= +175 кН х м; M₃^"=M₄^"=+140 кН х м; M₆^"=70 кН х м. Если момент изгиба рельса под роликами 1, 3, 4 и 6 находится в этих диапазонах, то гарантируется кривизна готового рельса на участках 700 2800 мм от торцев в пределах допуска 0,15 х 10^-3 м^-1. Правка первого рельса осуществляется при смещениях верхних роликов относительно нулевого положения (касание верхних роликов рельса, уложенного на нижние ролики) на 30 мм вниз для ролика 2,14 мм для ролика 4 и 10,4 мм вверх для ролика 6. Во время правки измеряются датчики на всех роликах: P₁=0,95; P₂= 2,13 МН, P₃=1,26 МН, Р₄=0,27 МН, Р₅=0,80 МН, Р₆=0,60 МН. Расчет моментов изгиба М₁ по измеренным усилиям правки известным шагом приводит к следующим моментам: М₁=124 кН х м; М₃=369 кН х м; М₄=310 кН х м; М₆=0 кН х м. Проверка показывает, что условие M_j^'<M<SUB>j><M<SUB>j>^" выполняется для j=1 и 6 и не выполняется для j=3 и 4. Поэтому необходима корректировка роликов. Смещение вниз ролика 2 на 5,6 мм, ролика 4 и 12,5 мм, а ролика 6 на 0,4 мм приводит к другим усилиям правки: Р₁=0,74 НМ, Р₂=1,41 НМ, Р₃=0,67 НМ, Р₄= 0,68 НМ, Р₅=1,29, Р₆=0,61 НМ. Моменты изгиба рельса под роликами 1, 3, 4 и 6 получаются равными М₁=-0,1 МН х м, М₃=+1,0 МН х м, М₄=-1,0 МН х м, М₆=0 МН х м. Проверка показывает, что условие M_j^'<M<SUB>j><M<SUB>j>^" выполняется для всех j=1, 3, 4, 6 и поэтому следующая корректировка роликов не нужна.

Формула изобретения

1. Способ управления параметрами процесса безмоментной правки проката, включающий измерение после предыдущего перехода правки остаточной кривизны, сравнение ее величины с допустимой кривизной и корректировку положения рабочих роликов для последующего перехода правки, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса управления, положение рабочих роликов корректируют в соотвествии с величиной остаточной кривизны проката, определенной на участках l, расположенных от торцов проката на расстоянии t₁ < l < 3t₁ + t₂, где t₁ - длина неисправленного конца, t₂ - длина безмоментной зоны. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед правкой определяют диапазоны допускаемых моментов изгиба проката в безмоментных зонах, соответствующие допускаемой остаточной кривизне на участках l, в процессе правки замеряют давление на рабочие ролики и определяют фактические моменты изгиба проката в безмоментных зонах, а положение рабочих роликов корректируют по результатам сравнения фактических изгибающих моментов с их допустимым диапазонами. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что при корректировке рабочих роликов увеличивают кривизну участка l проката, если фактический изгибающий момент в безмоментных зонах превышает допустимый диапазон, и уменьшает кривизну, если этот момент выходит за нижнюю границу допускаемого диапазона моментов.

РИСУНКИ

Рисунок 1

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Номер и год публикации бюллетеня: 4-2003

(73) Патентообладатель:ООО "Объединенные машиностроительные заводы" (RU)

Договор № 15240 зарегистрирован 09.10.2002

Извещение опубликовано: 10.02.2003        

PC4A - Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:Общество с ограниченной ответственностью "Уралмаш-Металлургическое оборудование"

(73) Патентообладатель:Общество с ограниченной ответственностью "Уралмаш-Инжиниринг"

Договор № РД0038324 зарегистрирован 11.07.2008

Извещение опубликовано: 20.08.2008        БИ: 23/2008