Устройство для автоматического регулирования толщины полосы

Устройство для автоматического регулирования толщины полосы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социапиетичееиик

Реепубпии 865462 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву(22)Заявлено 30.01.80 (21) 2877134(22-02 (51)M. Кл. с присоединением заявки М— (23) Приоритет

В 21 В 37/02

Веуав1етеевы3 кеиитет

СССР ав эаееш взебретенкй и ейцкетвй

Опубликовано 23.09.81,Бюллетень JA 35 (53) УДК 621.771..01(088.8) Дата опубликования описания 26.09 .81 (72) Авторы изобретения

С.Н.Тропин, Р.П.Третьяков и О. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ

Изобретение относится к прокатно- му -производству и может быть использовано при автоматизации прокатных

CTcLHOB °

Известно устройство регулирования положения валка во время прокатки, содержащее рабочие валки, опирающиеся иа подвижные и неподвижные гидравлические подушки, регуляторы давле" ния рабочей жидкости в гидравлических подушках, у которых ненодвижиые

1О гидравлические подушки выполнены в виде датчиков положения валка и связаны гидравлически с регуляторами, давления рабочей жидкости в подвижных гидравлических подушках 1).

Недостаток данного устройства заключается в том, что в устройстве достигается стабилизация положения валков в горизонтальной и вертикаль20 ной плоскостях, но, поскольку рабочие валки передают усилие на клеть, и клеть имеет конечную жесткость, то она под действием усилия прокатки растягивается. В результате этого,,расстояние между валками меняется согласно изменению усилия прокатки.

Изменение расстояния между валками влечет за собой изменение толщины прокатываемой полосы. Это происходит потому, что расстояние между валками не измеряется и сигнал об изменении этого расстояния не учитывается при регулировании положения валков.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регулирования зазора между валками в прокатном стане, содержащее подушки, цилиндрические подшипники рабочих валков, установленные в подушках, рабочие валки, установленные в подшипниках рабочих валков, карманы гидростатических опор конических шеек рабочих валков, выполненные на внутренней поверхности подшипников рабочих валков и регуляторы давления рабочей жидкости(21, 865462

Однако цилиндрические подшипники в которых установлены шейки рабочих валков, не фиксируют рабочие валкии в осевом направлении. Рабочие валки имеют возможность аксиального перемещения, что влияет на точность прокатки.

Два боковых паза, расположенные диаметрально противоположно и подключенные к одному источнику постоянного. давления не могут. удержать валок в заданном положении в горизонтальной плоскости. При приложении любого горизонтального усилия (слева или справа) зазор между шейкой валка.и пазом со стороны приложения усилия увеличивается, и рабо чая жидкость более свободно проходит в этот зазор.С противоположной; стороны зазор между шейкой валка н пазом уменьшается, и условие прохода рабочей жидкости ухудшается. Поскольку эти пазы нагружены давлением рабочей жидкости от одного источника, то при изменении зазоров не возникает реакции на приложенное горизонтальное усилие и шейка валка перемещается в

- сторону действия силы беспрепятственно. Горизонтальное перемещение вапка, 1параллельно самому себе или с церекосом вызывает изменение зазора ра бочих валков, что, в свою очередь, отрицательно сказывается на точность проката.

Установка измерителя толщины полосы на некотором расстоянии от очага деформации прокатываемого металла предполагает транспортное запаздывание управляющего воздействия, что также сказывается на точности проката.

Удаление отработанной в гидростатических опорах рабочей жидкости, происходит через полость подшипников рабочих валков, подключенную к источнику постоянного давления. При этом для удаления отработанной рабочей жидкости необходимо преодолеть постоянное давление рабочей жидкости в полости подшипника и сопротивление предохранительного клапана источника .постоянного давления. На преодоление сил сопротивления тратится дополнительная мощность, уменьшается быстродействие и, как следствие этого, уменьшается точность проката.

Подключение полости подшипника к источнику постоянного давления при вращении шейки валка в подшипнике вызывает эффект гидродинамического,- шипников нижнего рабочего валка, третьи измерителй зазора расположены между подушками рабочих валков, входы блока управления соединены с выходами

40 измерителей зазора, а выходы — с,соответствующими входами регуляторов давления рабочей жидкости, выходы которых соединены со входами соответствующих карманов гидростатических опор конических шеек рабочих валков, дренажные канавки выполнены на поверхностях подшипников рабочих валков между соседними карманами, а выходы дренажных канавок соединены

55

5 !

О

35 подшипника, что сильно сказывается на качестве регулирования с помощью гидростатическнх опор и влечет эа собой ухудшение точности проката.

Расйоложение карманов, соединенных с регулятором давления рабочей жидкости по одну сторону оси подшипника требует более высокого давления рабочей жидкости и снижает быстродействие устройства, что сказывается на точности проката.

Цель изобретения — повьппение точности прокатываемой полосы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее:подушки, подшипники рабочих валков, установленные в подушках, рабочие валки, установленные в подшипниках рабочих .валков, карманы гидростатических опор конических шеек рабочих валков, выполненные на внутренней поверхности подшипников рабочих валков и регуляторы давления рабочей жидкости, дополнительно содержит первые, вторые и третьи измерители зазора, блок управления, дренажные канавки, соединенные со сливной магистралью, н разделительные клапана, причем первые измерители зазора расположены между коническими поверхностями шеек верхнего рабочего валка и нижними частями поверхностей прдшипников верхнего рабочего валка, вторые измерители зазора расположены между коническими поверхностями шеек нижнего рабочего валка и верхними частями поверхностей поп; со сливной магистралью, входы разделительных клапанов соединены с соответствующими выходами регуляторов давления рабочей жидкости. Кроме того, в устройстве с каждой стороны горизонтальной оси каждого подшипника рабочего валка выполнено два кармана и выходы диаметрально противоположных карманов соединены с дву865462

rÎ

20 мя выходами регулятора давления рабочей жидкости, а также входы карманов, расположенных симметрично линии прокатки и соединенных между собой.

На фиг. 1 представлены подушки рабочих валков в сборе с подшипниками и рабочими валками и схема управления положением валков, разрез) на

Ф фиг. 2 — схема подключения, устройства к рабочей и приводной стороне клети .

Устройство содержит рабочие валки

1 и 2, подушки 3 и 4 рабочих валков, шейки 5 и 6 рабочих валков (шейки рабочих валков выполнены коническими) . В подушках 3 и 4 рабочих валков 1 и 2 изготовлены конические отверстия, выполняющие .роль подшипников. Подшипники могут быть и сменными. На внутренней поверхности подшипников (отверстий) выполнены карманы А,Б,В,Г,Д,Е,Ж,Ç,И и К.Карманы

А,Б,В и Г верхней подушки 3 подключены к реверсивным регуляторам 7 и 8 давления рабочей жидкости. Карманы

Д верхней подушки 3 подсоединены к сливной магистрали 9. Карманы Е,Ж З и

И нижней подушки 4 подключены также к реверсивным регуляторам 7 и 8 давления рабочей жидкости. Карманы К нижней подушки 4 подключены к сливной магистрали 9.

В нижней части подшипника верхней подушки 3 установлен измеритель 10 зазора, в качестве измерителя зазора могут быть применены любые датчики: сопло-заслонка, индуктивный, емкостный и.т.п.

В верхней части подшипника нижней подушки 4 установлен измеритель 11 зазора. В зазоре между верхней 3 и нижней 4 подушками установлен измеритель 12 зазора.

Выходы измерителей 10-12 подключены ко входам блока 13 управления.

Выходы блока 13 управления подключены к первым входам регуляторов 7 и 8 давлений. Вторые и третьи входы регуляторов 7 и 8 давлений подключены соответственно к источнику 14 давления и сливной магистрали 9. Выходы регуляторов 7 и 8 через разделительный клапан соединяются с выходами соответствуюшИх реверсивных регуляторов приводной .стороны клети. При необходимости разделительный клапан может соединить соответствующие карманы гидростатических опор приводной и рабочей стороны клети между собой.

Между рабочими валйами I и 2 находится прокатываемая полоса.

Устройство работает следующим образом. ,До начала прокатки по сигналам измерителей 10-12 устанавливается заданное положение рабочих валков 1 и 2.

Для этого в карманы А1Б В и Г верхней подушки 3 и в карманы Е,Ж,З и нижней подушки 4 от источника 14 давления рабочей жидкости через реверсивные регуляторы 7 и 8.подается рабочая жидкость с необходимым давлением.

Каждый из перечисленных карманов образует с поверхностями шеек 5 и 6 рабочих валков 1 и 2 индивидуальную гидростатическую опору. Совместная работа всех гидростатических опор удерживает. рабочие валки ) и 2 в заданном положении.

При входе прокатываемой полосы в зазор между рабочими валками 1 и 2 равновесие сил, действующих на шейки

5 и 6 рабочих валков l и 2, нарушается. Усилие прокатки увеличивает зазор между эабочими.валками 1 и 2 и сигнал о приращении зазоров поступает на входы блока 13 управления, на выходах которого появятся соответствую30 щие сигналы. Эти сигналы поступят иа входы реверсивных регуляторов 7 и 8 давлений, которые установят на своих выходах новые значения давлений рабочей жидкости. В карманах А,B,Ж и

И давление увеличится, а в карманах

Б,Г,Е и 3 — уменьшится. Изменение давления происходит до тех пор, пока на входах блока 13 управления сигналы выданные измерителями )0-12, не будут равны заданным. При любом возмущении, действующем на шейки 5 и 6 валков и 2, достигнутое равновесие нарушается и процесс установки валков повторяется.

Все зто касается как вертикальных, 45 так и горизонтальных сил, действующих на валки. Расположение карманов (фиг.)) позволяет устанавливать валки в любом заданном положении.

Преимущество гидростатическйх опор состоит в том, что в них нет той зоны нечувствительности, какая наблюдается в гидроцилинлрах. Но для того, чтобы в процессе работы гидростатическая опора не превратиSS лась в гидродинамическую, необходимо Hà ее границах обеспечить слив рабочей жидкости. В пространстве между гидроопорами не должно нахо7 86 диться рабочей жидкости. Для удаления отработанной рабочей жидкости из полости подшипника предусмотрены дренажные канавки Д и К, разделяющие соседние гидростатические опоры. .Дренажные канавки соединяются со сливной магистралью 9, в которой избыточное давление недопустимо (вплоть до установки откачнвающего насоса) . Уменьшение зазора между валиками можно достичь следующим образом: а) одновременно повысить давление в карманах А,В,Ж,И, б) одновременно понизить давление в карманах Б,Г,Е,З в) одновременно повысить давление в карманах А,Б,Ж,И и понизить давление в карманах Б,Г,Е„З, т. . комбинацией первых двух пунктов.

В этом случае скорость перемещения повысится, а время уменьшится.

Увеличение зазора можно произво". дить таким же образом, но с реверсом давления в карманах. Для перемещения валков влево можно одновременно повы- сить давление в карманах В,Б,З и Ж; одновременно повысить. давление в карманах В,Б,З и Ж и понизить в карманах А,Г,Е и И.

Перемещение валка вправо достигается таким же образом, но с реверсом давлений в карманах. Варьируя та 1 ким образом изменением давления в карманах подшипников подушек 3 и 4 рабочих валков 1 и 2, можно застабйлизировать зазор между валками 1 и 2.

Предложенное устройство позволяет снизить в два раза давление источника рабочей жидкости за счет того, что диаметрально противоположные гидростатические опоры работают при регулировании на приращении давления с разными знаками. Если, например, необходимо опустить верхний валок, то верхняя гидроопора должна получить приращение давления (+ 4 P)> а нижняя — (- g P) . Такое приращение .давлений вызывает усилия, действующие на шейку валка в одном направлении. Таким образом, регулируя давление от средней величины, можем получить в результате приЬ = — — усиР псФ лие, равное произведению площади гидроопоры на полное давление,т.е.

i= у„„, к= .It. "" +(- — — " ), 5462 где F — результирующая сила, деиствующая на шейку валка

à — площадь гидростатической опоры;

5 Р д„- максимальное давление на входе реверсивного регулятора; — коэффициент пропорциональности . g Кроме снижения давления такое подключение карманов уменьшает время отработки сиги лов гидростатическими опорами, Это, в свою очередь, положительно сказывается на точности проЯ ката.

Максимальное приближение измерителей зазоров к зоне деформации., т.е установка их по вертикальной.оси подшипников, ликвидирует транспортное запаздывание в отработ.;е сигналов управления, т.е. позволяет производить силовое воздействие на тот участок полосы, о котором получена инфор4 мация, что в свою очередь, значительно повышает точность проката.

Но это преимущество будет использовано лишь в том случае, если само исполнительное устройство будет иметь достаточное быстродействие. Введение дренажных канавок позволяет получить по сравнению с известным большее быстродействие. Дренажные канавки, подключенные к сливной магистрали, ",обеспечивают реализацию всех нреимуществ гидростатических опор. В ней.любое . (даже очень малое) приращение давления превращается в силу, воздействующую на шейку валка. Поэтому, очень важно на выходе отработанной жидкости не иметь подпора, кото40 рый сглаживает незначительные изменения давления s гидростатической опоре. Кроме этого, если в полости подшипника присутствует рабочая жидкость (вне гидростатической опоры), фЯ, то при вращении шейки валка гидростатическая опора превращается в нерегулируемую гидродинамическую опору.

При недостаточной скорости удаления отработанной рабочей жидкости из полости подшипника будет в той или иной мере сказываться эффект гидродинамической опоры. Из сказанного следует, что при хорошо. организованном удалении отработанной рабочей

M жидкости (вплоть до установки откачивающего насоса), повышается чувствительность устройства и, соответственно, тбчность проката. Введение

8654 реверсивного регулятора рабочей жидкости позволяет увеличить быстродей- I ствие устройства.

Регуляторы гидростатических опор позволяют при колебаниях внешней нагрузки до 1,5 от номинальной держать зазор практически неизменным.

Учитывая чувствительность существующих измерителей зазора, выходнаяразнотолщинность полосы может co- lp ставлять + 5 мкм. Разнотолщинность прокатываемой полосы, например, на стане 810 горячей прокатки, ие оборудованном другими устройствами регулирования толщины, составляет 15

+100 мкм. Приближение центра распределения отклонений толщины прокатываемой полосы к нижней границе минусового допуска на каждую 0„01 мм соответствует увеличению выпуска продукции в теоретическом весе на

250-, 300 тыс.руб. при производительности стана 1 млн.т. в год. Таким образом, эффект от внедрения данного устройства в народном хозяйстве может составить порядка 4750 тыс. рублей.

Формула изобретения

1.Устройство для автоматического регулирования толщины полосы, содержащее подушки, подшипники рабочих валков, установленные в подушках, рабочие валки, установленные в подшипниках рабочих валков, карманы

N гидростатических опор конических шеек рабочих валков, выполненные на внутреннеи поверхности подшипников рабочих валков и регуляторы давления

40 рабочей жидкости, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности прокатываемой полосы оно дополнительно содержит первые, вторые и третьи измерители зазора, блок управ-ления, дренажные канавки, соединенные .4S

62. !О со сливной магистралью, и разделительные клапана, причем первые измерители зазора расположены между коническими поверхностями аеек верхнего рабочего валка и нижними частями поверхностей подшипников верхнего рабочего валка, вторые измерители зазора расположены между коническими поверхностяьы шеек нижнего рабочего валка и верхними частями поверхностей подшипников нижнего рабочего валка, третьи измерители зазо„а расположены между подушками рабочих валков, входы блока управления соединены с выходами измерителей зазоров, а выходы — с соответствующими входами регуляторов давления рабочей жидкости, выходы которых соединены со входами соответствующих карманов гидростатических опор конических шеек рабочих валксв, дренажные канавки выполнены на поверхностях подшипников рабочих валков между со. седними карманами, а выходы дренажных канавок соединены со сливной магистралью, входы разделительяах кла-, t панов соединены с соответствующими выходами регуляторов давлений рабочей жидкости .

2.Устройство по п. l, о т л и ч а ющ е е с я тем, что с каждой стороны горизонтальной оси каждого подшипника рабочего валка, выполнено два кармана и выходы диаметрально.противоположных карманов соединены с двумя выходами регулятора давления рабочей жидкости, )

3. Устройство по пп. lи2,,о т л и ч а ю".щ е е с я тем, что входы карма. нов, расположенных симметрично линии прокатки, соединены между собой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

У 356003, кл. В 21 В 31/02, 1972.

2.Патент ФРГ И 1652533s кл. В 21 В 37/02, 1974.

865462

Составитель В.Авакова

Редактор Т.Киселева Техред С. иигуиова Корректор И. Дем<ик

Заказ 7935 )6 - Тираж 891 Подписное

ВНИИПИ Государственного ксвятета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Иосква, Ж-35, Рауаская иаб., д.4/5

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