Устройство для управления нажимнымивинтами

Устройство для управления нажимнымивинтами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к ьзтовском сеидетиьсте

Опубликовано 150581 Бюллетень Но 18

Дата опубликования описания 15.05.81

В 21 В 37/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.771.07:. 62 1. 3. 076. 44 (088.8) (72) Авторы изобретен и я

P A. Орещенко и В.К. Краковецкий о ени

pñ Q còèòóòà тов

Новокузнецкое отделение ордена Тр

Всесоюзного научно-нсследовательс по комплексной электрификации про

"Тяжпромэлектропроект" им. Ф. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НАЖИМНЫМИ

ВИНТАМИ

Устройство относится к управлению приводами нажимных винтов прокатного стана.

Известно устройство для синхронизации. нажимных винтов, содержащее двигатели с системами управления, люфтовые звенья, нажимные винты, датчики положения валов двиГателей, измеритель рассогласования, регулятор рассогласования, датчик режима работы и импульсный элемент (1).

Недостатком данного устройства является то, что ввиду наличия люфтовЬго звена между каждьпм двигателем и нажимным винтом статическое рассогласование винтов может достигать величины одного люфта.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для синхронизации нажимных винтов, содержащее бло- 2О ки двигателей с .системами управления, кинематические передачи, нажимные винты, датчики положения валов двигателей, первый ключ, регулятор рассогласования первый нуль-орган и импульсный элемент, причем первые выходы блоков двигателей с системами управления через кинематические передачи соединены с нажнмны.и винтами, выходы датчиков положения валов дви- ЗО гателей соединены соответственно с первым и вторым входами регулятора рассогласования, выход первого нульоргана соединен с первым входом первого ключа f2). Известное устройство вырабатывает команду на выборку люфта в силовой передаче по сигналу измерителя рассогласований, связанному с датчиками пол ..жения нажимных винтов, которые, в свою очередь, связаны с нажимными винтами через измерительные редукторы, имеющие, как правило, собственный люфт, который снижает точность выборки люфта силовой передачи (следовательно, снижается точность синхронизации .нажимных винтов), а в ряде случаев (значительный люфт в измерительном редукторе) может вызывать нелинейные автоколебання.

Цель изобретения — повышение точности синхронизации положения нажимных винтов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления нажимныли винтами, содержащее блоки дэигателей с системами управления, кинематические передачи, нажимные винты, датчики положения валов двигателей первый ключ, регулятор рассогласова-

829235

d0 ния, первый нуль-орган и импульсный элемент, причем первые выходы блоков двигателей с системами управления через кинематические передачи соединены с нажимными винтами, выходы датчиков положения валов двигателей соединены соответственно с первым и вторым входами регулятора рассогласования, выход первого нуль-органа соединен с первым входом первого клю;а, дополнительно содержит схему совпадения,-два датчика нагрузки двигателей, два источника напряжения, второй нуль-орган, второй ключ, блок задания, причем первые выходы блоков двигателей с системами управления соединены также со входами датчиков 15 положения валов двигателей, вторые

Выходы первого и второго блоков двигателей с системами управления соединены соответственно с первым и вторым входами схемы совпадения, первый и 2О второй выходы блока задания соединены соответственно со входом импульсного элемента и с первыми входами первого и второго блоков двигателей с системами управления, вторые выходы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами регулятора рассогласования, выходы первого датчика нагрузки и первого иСточника напряжения соединены соответственно с первым и вторым входами первого ЗО нуль-органа, выходы второго датчика нагрузки и второго источника напряжения соединены соответственно с первым и вторым входами второго нульоргана, выходы первого и второго 35 нуль-органов соединены с первыми входами соответственно первого и второго ключей, вторые входы которых соединены с выходом импульсного элемента ВыхОды перВОгО и BTopOI"О ключа 4р соединены с третьими входами.соответственно первого и второго блоков двигателей с системами управления, четвертые входы которых соединены с выходом схемы совпадения.

На чертеже изображена функциональ- 45 ная схема устройства.

Устройство содержит блоки 1,2 двигателей с системами управления, соединенные через кинематические передачи 3,4, содержащие люфтовые 50 звенья, с нажимными винтами 5, 6 и с датчиками 7, 8 положения валов блоков 1,2 соответственно, датчики

9,10 нагрузки блоков 1, 2 соответственно, пеРвый и втоРой нуль-оРган 55

11, 12, первый и второй источники

13, 14 напряжений, первый и второй ключи 15, 16, регулятор 17 рассогласований, блок 18 заданий, импульсный элемент 19, схему 20 совпадения, причем первые выходы блоков 1, 2 двигателей с системами управления через кинематические передачи 3, 4 соответственно с нажимными винтами 5 б, выходы датчиков 7, 8 положения

Валов двигателей соединены соответ- 65 ственно с первым и вторым входами регулятора 17 рассогласования, выхОд первого нудь-органа 11 соедийен .с первым входом первого ключа 15, первые выходы блоков 1, 2 двигателей с системами управления соединены также со входами датчиков 7, 8 по ложения валов блоков 1, 2, вторые выходы первого и второго бло-: вторые выходы первого и второго блр=.. ков 1, 2 двигателей с системами управления соединены соответственно с первым и вторым входами схемы 20 совпадения, первый и второй выходы блока 18 задания соединены соответ- ., ственно со входом импульсного элемента 19 и с первыми входами первого и второго блоков 1, 2 двигателей с системами управления, вторые выходы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами регулятора 17 рассогласования, выходы первого датчика 9 нагрузки и первого источника 13 напряжения соединены соответственно с первым и вторым входами первого нуль-органа 11, выходы второго датчика 10 нагрузки и второго источника 14 напряжения соединены соответственно с первьм и вторым входами второго нуль-органа 12, выходы первого и второго нуль-органов 11, 12 соединены с первыми входами соответственно первого и второго ключей 15, 16, вторые входы которых соединены с выходом импульсного элемента 19, выходы первого и второго ключей 15, 16 соединены с третьими входами соответственно первого и второго блоков 1, 2 двигателей с системами управления, четвертые входы которых соединены с выходом схемы 20 совпадения.

Блоки 1, 2 двигателей с системами управления обычно представляют собой схемы, содержащие двигатели постоянного тока с датчиками тока якоря и скорости вала, управляемые подчиненными системами регулирования с последовательным соединением регуляторов скорости и тока двигателей. Первые выходы блоков

1,2 двигателей с системами управления представляют собой вал двигателя, второй выход представляет выход датчика скорости вала двигателя.

Первый и второй входы блоков 1, 2 двигателей с системами управления соединены со входами регулятора их скорости, третий и четвертый входы связаны со входами регулятора тока.

Датчики 7, 8 положения валов двигателей могут быть выполнены, например, на базе сельсинов.

Каждый из датчиков 9, 10 нагрузки двигателей включает в себя дифференциатор и сумматор, алгебраически суммирующий выходной сигнал датчика тока якоря с сигналом первой производной от скорости двигателя.

829235

Нуль органы 11, 12 выполнены на базе операционных усилителей (ОУ) .и обеспечивают на своих выходах сигналы всякий раз, как только выходные сигналы соответственно датчиков

9, 10 нагрузки сравняются по модулю с уровнями опорных сигналов соответственно источников 13, 14 напряжений.

Управляемые ключи 15, 16 выполнены на базе полевых транзисторов и

Обеспечивают, при наличии сигналов на их управляющих входах, прохождение выходного сигнала импульсного элемента 19 на входы соответственно блоков

1, 2 с системами управления.

Регулятор 17 рассогласования пред- 1 ставляет собой последовательное соединение фаэовыпрямительного устройства, выпрямляющего разность сигна0 лов датчиков 7, 8 положения, и ОУ с парафазными выходами. 2

Блок 18 заданий представляет собой зацатчик интенсивности, выполненный на базе последовательно соединенных блока ограничения и интегратора и охваченных жесткой отрицательной обратной связью. При этом первый выход .блока 18 заданий представляет собой выход блока ограничений, а второй выход блока 18 предстанляет ссбой выход интегратора. Блок ограничений и интегратор обычно выполняют- Ç() ся на базе ОУ.

Импульсный элемент 19 представляет собой генератор импульсов заданной частоты, который может быть вы,полнен на базе Оу. При этом каждый 35 импульс элемента 19 опись.вается уравнением

Х

f (t)=A(1(t) 2 1(t 2)+1(" 6) )°, где — длительность импульса.

I 40

А — коэффициент, знак которого ссответствует знаку сигнала первого выхода блока 18 заданий, а при отсутствии указанного сигнала сохраняет свой знак.

Величины А, Х и частота импульсон элемента 19 выбираются, исходя из конкретных динамических характеристик блоков 1, 2 двигателей с системами управления. 5Q

Схема 20 совпадения представляет собой схему И-НЕ. На выходе схемы

20 обеспечивается постоянный по уровню сигнал, если на ее входах, связанных со вторыми выходами блоков 1, 2 двигателей с системами управления, сигналы отсутствуют. Схема 20 может быть выполнена на базе ОУ, либо на базе элементов цифровой техники.

Если датчики 9, 10 нагрузки обеспечивают надежное измерение нагрузки 60 при нулевой скорости двигателей, то схема 20 совпадения может быть исключена из устройства.

Статическое состояние устройства характеризуется тем, что первые нхо- 65 ды блоков 1, 2 двигателей с стемами управления соединены со вторым ныходом блока 18 заданий, вторые входы блоков 1, 2 двигателей с системами управления соединены соответственно с парафазными выходами регулятора 17 рассогласонаний, входы которого соединены с выходами датчиков 7, 8 положения, третьи входы блоков. 1, 2 двигателей с системами управления соответственно через ключи 15, 16 соединены с выходом импульсного элемента 19, вход которого соединен с первым выходом блока заданий, четвертые входы блоков 1, 2 двигателей с системами управления соединены с вы5 ходом схемы 20 совпадения, вторые выходы блоков 1, 2 двигателей с системами управления соединены со входами схемы 20 совпадения, первый вход ключа 15 соединен с выходом нуль-органа 11, первый и второй входы которого соединены с выходами первого датчика 9 нагрузки и первого источника 13 напряжений, первый вход ключа 16 соединен с выходом нуль-органа 12, первый и второй входы которого соединены с выходами второго .датчика 10 нагрузки второго источника 14 напряжения.

В статическом состоянии скорости двигателей равны нулю, следовательно, на выходе схемы 20 совпадения имеется сигнал, величина которого обеспечивает момент двигателя больше МО, но меньше суммарного статического момента двигателя. И - величина статического момента двигателя я определяемая моментом сопротивления участка кинематической передачи двк атель-люфт. Такое значение момента двигателя (больше М ) при стоянке обеспечивает нацежное замыкание люфта и гарантирует неподвижное состояние валов двигателей. В тех случаях, когда стоянка двигателя под током нежелательна, схема 20 сонпадения должна обеспечивать на своем выходе импульсный сигнал. Поскольку люфты в силовой передаче замкнуты, то двигатели воспринимают полную нагрузку и уровни выходных сигналов первого и второго датчиков 9, 10 нагрузки превышают уронни выходных сигналов первого и второго источников 13, 14 напряжениЯ, что обеспечивает разомкнутое состояние ключей 15, 16. Иодуль напряжений источникон 13, 14 равен модулю сигнала датчика нагрузки, измеряющего момент И .

Устройство работает следующим образом.

После поступления задания скорости на входы блоков 1,2 двигателей системами управления с выхода блока 18 заданий двигатели разгоняются. Выходной сигнал схемы 20 совпа" дения исчезает. Регулятор 17 рассогласований обеспечивает при этом синхронизацию положения валов дни829235

60 гателей. Положения нажимных винтов при работе регулятора 17 рассогласований могут отличаться на величину 0-2 Ь, где Ь - ширина люфта кинематической передачи 3. Однако первый датчик 9 нагрузки, первый нуль-орган 11.и первый ключ 15 всякий раз обеспечивают замыкания люфта кинематической передачи 3 и синхронное движение (положение) вала блока двигателя и нажимного винта 5. Действительно, при образовании люфта в кинематической передаче 3 нагрузка двигателя блока 1 резко надает. Выходной сигнал первого датчика 9 нагрузки по модулю становится меньше сигнала первого источ- 15 ника. 13 напряжений. Первый нуль-орган ll срабатывает, замыкая первый ключ 15. Выходной сигнал импульсного элемента 19 поступает на вход блока 1 двигателя .с системой управ- 2п ления, тем самым замыкая люфт в кинематической передаче 3. Двигатель блока 1 с системой управления после замыкания люфта принимает полную нагрузку, что приводит к раэмыканию ключа 15.

Аналогично работают и первый датчик 9 нагрузки, второй нуль-орган

12 и второй ключ 16.

После отработки требуемого перемещения сигнал задания на скорость ЗО двигателя равен нулю, двигатели блоков 1, 2 с системами управления находятся в неподвижном состоянии, что обеспечивает на выходе схемы, 20 совпадения выходного сигнала, 35 который гарантирует замкнутое состояние люфтов, если последние по каким-либо причинам окажутся разомкнутыми. Устройство приходит в новое статическое состояние, отли- 4О чие которого от исходного заключается лишь в растворе валков.

Отличительные признаки предложенного устройства позволяют эффективно контролировать и устранять люфт в силовой передаче при любых режимах работы нажимного устройства независимо от параметров и характеристик измерительного редуктора, что обеспечивает более высокую точность синхронизации нажимных винтов.

Укаэанный положительный эффект (повышение точности синхронизации нажимных винтов) при использсвании устройства позволяет повысить .качество прокатываемого металла (снижается разнотолщинность по ширине прокатываемой полосы), что в итоге обеспечит экономический эффект, который в каждом конкретном случае может быть подсчитан.

Формула изобретения

Устройство для управления нажимными винтами, содержащее два блока двигателей с системами управления, кинематические передачи,нажимные винты, датчики положения валов двигателей, первый ключ, регулятор рассогласования, первый нуль-орган и импульсный элемент, причем первые выходы блоков, двигателей с системами управления через кинематические передачи соединены с нажимнымн винтами, выходы датчиков положения валоь двигателей соединены соответственно с первым и вторым входами регулятора рассогласования, выход первого нуль-органа соединен с первым входом первого ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности синхронизации положения нажимных винтов, оно дополнительно содержит схему совпадения, два датчика нагрузки двигателей, два источника напряжения, второй нуль-орган, . второй ключ, блок задания, причем первые выходы блоков двигателей с системами управления соединены также со входами датчиков положения валов двигателей, вторые выходы первого и второго блоков двигателей с системами управления соединенв соответственно с первым и вторым входами схемы совпадения, первый и второй выходы блока задания соединены соответственно со входом импульсного элемента и с первыми входами первого и второго блоков двигателей с системами управления, вторые выходы которых сое динены соответственно с первым и вторым выходами регулятора рассогла сования, выходы первого датчика нагрузки и первого источника напряжения соединены соответственно с первым и вторым входами первого нуль-органа, выходы второго- датчика нагрузки и второго источника напряжения соединены соответственно с первым и вторым входамн второго нуль-органа, выходы первого и второго нуль-органов соединены с первыми входами соответственно первого и второго ключей, вторые входы которых соединены с выходом импульсного зле 4"нта„

Iвыходы первогo и второго ключа соединены с третьими входами соответственно первого и второго блоков двигателей с системами управления, четвертые входы которых. соединены с выходом схемы совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 465240, кл, В 21 В 37/00, 1975.

2. Авторское свидетельство C (P

9 461746, кл. В 21 В 37/00, 1975.

829235

Составитель В. Авакова

Редактор С. Тимохина Техред М.Рейвес Корректор О., Билак

1»

Эаказ 2705/13 ° Тирам 888 Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент ", г.увгород, ул.Проектная, 4