Устройство стабилизации соотношения нагрузок клетей при периодической прокатке

Устройство стабилизации соотношения нагрузок клетей при периодической прокатке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Автор изобретения

Л с

В. И. Бойко

Днепродзержинский ордена Трудово б -1<расщ2щ З йме индустриальный институт им. М. И. Арсеничева. (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАИИИ СООТНОШЕНИЯ

НАГРУЗОК КЛЕТЕЙ ПРИ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ

ПРОКАТКЕ

Изобретение относится к обработке металлов давлением путем продольной периодической прокатки..

Наиболее близко к описываемому уст- ройство управления скоростью задающих роликов стана периодической прокатки (1 ), содержащее системы автоматического регулирования скоростей валков соответственно задающей и рабочей клетей, имеющих в своем составе задатчик и 1Ц датчики скоростей и токов привода, логические элементы И, НЕ, ключи, сумматоры, блок пропорционирования токов приводов, запоминающее устройство, причем блок пропорционирования токов своими входами через второй и третий ключи связан с датчиками токовприводов роликов и. кле ти, первый ключ через запоминающее устройство соединен с сумматором тока роликов, управляющие входы первого и второго ключей связаны с выходами пер. вого и второго логических элементов И, а первые их входы соединены с коммутатором непосредственно и через элемент

НЕ.

Недостатком устройства является то, что стабилизация соотношений нагрузок (скоростей) задающей и рабочей клетей для участков квадрата и балки характе- ризуется значительными регулирующими воздействиями, которые требуется выполнить в достаточно короткие промежутки времени. При скорости 2 м/с время прокатки квадрата в среднем составит О,З с,, а балочной части — 0,6 с. Двигатель рабочей клети имеет электромеханическую постоянную времени 0,8 с, а электромагнитную 0,4 с. Поэтому даже применение системы автоматического регулирования скорости как рабочей, так и задающей клети- не позволяет своевременно отрегулировать соотношение нагрузок.

Устанавливающееся некоторое среднее значение скорости усугубляет влияние возмущений при прокатке балочной части.

Кроме того, протекающие при регулирова3 9789 нии частс гы вращения привода роликов .. динамические токи усложняют измерение его статической нагрузки, отражающей момент прокатки. Поэтому ухудшается исходная информация о нагрузках, необхо- $ димая для стабилизации состояния металла между клетями.

Кроме того, текущие значения нагрузок подвержены влиянию различных быст: роменяюшихся возмущений, имеющих зна- 10 чительную случайную составляющую.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации длины периода при изменении нагрузки рабочей клети

1$

Поставленная цель достигается тем,; что устройство для автоматического уп- равления скоростью задающих роликов стана периодической прокатки, содержащее системы автоматического регулирования скоростей валков соответственно задающей и рабочей клетей, имеющих в своем составе задатчики и датчики скоростей и токов привода, логические элементы И, НЕ, ключи, сумматоры, бпок пропорционирования токов приводов, запоминающее устройство, блок коммутации, блок определения прокатки балочной части раската, причем блок пропорционирования токов своими входами через второй и третий ключи связан с датчиками токов приводов роликов и клети, первый ключ через запоминающее устройство соединен с сумматором тока роликов, управляющие входы первого и второго ключей связаны с выходами первого и второго логических З$ элементов И, а первые их входы соединены с коммутатором непосредственно и через. элемент НЕ, дополнительно содержит последовательно соединенные блок усреднепоп и ве ины m привода ро- 40

1 ликов и анализатор тенденции изменения соотношения нагрузок с двумя выходамиинформационным и управляющим, причем вход блока усреднения поправки соединен с выходом блока пропорционирования токов, 4$ информационный выход анализатора связан с входом первого ключа, а управляющий - со вторым входом первого логичес:, кого элемента И.

С целью повышения точности стабили эации длины периода, преимущественно при больших обжатиях, устройство допол- нительно содержит связанный со вторыми входами второго и третьего логических элементов И блок определения прокатки $$ балочной части раската.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства стабилизации соотношения на-, 63 4 газок клетей при периодической прокатке ; на фиг. 2. - схема блока прооррционирования; на фиг. 3 - схема блока усреднения.

Устройство содержит систему 1 автоматического регулирования скоростей задающей и рабочей клетей. Система 1 включает задающее устройство 2 скорости, сумматоры 3, 4 скорости и тока, регуляторы 5, 6 скорости и тока, привод 7, датчики 8, 9 тока и скорости, блок 10 пропорционирования токов приводов, блок 11 усреднения поправки тока привода задающей клети, анализатор 12 тенденции изменения поправки нагрузки, первый ипоч 13, запоминающее устройство 14, первый логический элемент И

15, второй логический элемент И 16, элемент НЕ 17, блок 18 коммутации каналов коррекции и информации, датчик

19 прокатки балочной части профиля, второй ключ 20. Блок 10 пропорционирования токов своими входами связан через ключ 20 с датчиком 8 тока привода задающей клети и через третий ключ - с датчиком тока рабочей клети, а выход через блок 11 усреднения поправки соединен с анализатором 12 тенденции изменения поправки нагрузки задающей клети, информационный выход которого через ключ 13 и запоминающее устройство 14 соединен с сумматором 5, а логический элемент И 15 входами связан с управляющим. выходом анализатора 12 и выходом блока 18 коммутации, а выходом - с управляющим входом ключа 13, второй элемент.И 16, как и третий (на чертежах не показан) овоими входами связан с датчиком 19 прокатки балочной части профиля и через элемент 17 НЕ - с блоком 18 коммутации, а выходом - с управляющим входом ключа 20.

Блок 10 пропорционирования нагрузок приводов клети и роликов, вычисляющий значение поправки тока задающих роликов, и состоит иэ блока 21 умножения, сумматора 22, задатчика 23 заданного соотношения нагрузок приводов, датчиков тока приводов задающей 8 и рабочей 24 й1етей, ключей 20 и 25. На первый вход блока 21 умножения поступает сиг нал от задатчика 23, а на второй входвыходной сигнал ключа 25, информационный вход которого связан с датчиком 24 тока привода валков. Выход блока умножения поступает на первый вход суммато ра 22, на второй вход которого поступа5 9789 ет сигнал с ключа 20, информационный вход которого связан с датчиком 8 тока задающих роликов, а на управляющий вход ключа 20 поступает сигнал с логического элемента И 16. Для ключа 25 управляющий сигнал формируется аналогичной схемой главного привода валков.

Выходной сигнал поправки тока задающих роликов сумматора 22 является выходным сигналом блока 10. о

В процессе прокатки датчик 19 прокатки балочной части с помощью логических схем в течение 0,6 с открывает ключи 20 и 25, и на выходе блока 10 в течение прокатки одной штанги с интер 5 валом паузы 0,3 с появляется 14,15 значений поправки, что соответствует количеству балочных участков. В течение прокатки одного балочного участка, сравнительно короткого (около 1 м), токи клети и роликов практически не изменяют ° ся, но между смежными балочными участками на одном раскате и между раскатами такие отклонения существенны.

Выходной сигнал блока 10 поступает на вход блока 11 усреднения поправки, который состоит из блока 26 заданных значений, коэффициентов и 1блоков умножения 27 и 28, сумматора

29 и запоминающего устройства 30. ЗО

На первый вход блока умножения 27 поступает сигнал с блока 10, на второй вход - с блока .26, а выход подается на первый Вход сумматора 29. На первый вход блока умножения 28 поступает выходной сигнал запоминающего устройства

30, на второй вход - сигнал с блока 26, а выход поступает на второй вход сумматора 29, выход которого соединен с запоминающим устройством 30, выходной ip сигнал которого соответствует выходу всего блока 11.

63 6 правки при прокатке однои штанги, содержашей 14-15 кратностей. Значение находится в пределах 0,55-0,75 для всего сортамент.

Устройство работает следующим образом. При входе металла в клеть задающих роликов система 1 автоматического регулирования скорости обеспечивает режим подачи с заданной задающим устройством 2 скоростью и режимом нагрузки (током), что обеспечивается регуляторами 5, 6 скорости и тока по информации с датчиков 8. 9"тоЮ и скоросч и роликов., При подаче заготовки в рабочую клеть происходит аналогичное регулирование параметров скорости и тока главного привода на участке прокатки квадрата.

При прокатке балочной части с боль pIHMH обжатиями резко увеличиваются ,ток нагрузки главного привода через жесткий металл и ток нагрузки роликов, блок 10 пропорционирования нагрузок вычисляет значение поправки тока задающих роликов, которое усредняется блоком 11 как при прокатке одной кратности, так и между смежными кратностями, и анализатор 12 вычисляет тенденшпо изменения соотношения нагрузок рабочей и задаюшей клетей.

На входы блоха 10 поступают сигналы о зада)шом соотношении нагрузок . приводов (-- — ) и о нагрузках приво  .дов клети J> и роликов Jp когда управляющие воздействия на приводы не п одаются. Это обеспечивается ключом

20, элементом И 16 и элементом HE

17. Подача сигнала на измерение происходит по разрешению от датчика 19 прокатки балочной части, поскольку условия .

Ъ . прокатки характеризуются значительной нестабильностью и влияние возмущений наибольшее. На выходе блока 10 определяется поправка нагрузки роликов из соотношения:

При подаче на «гом шаге сигнала Ь Д5 p„íà первый вход блока умножения

27 умноженное на q" значение поступает на первый вход сумматора 29, а на вто рой - значение, полученное на выходе сумматора 4 на предшествующем шаге

-1 и умноженное на ), сумма котоsp рых и запоминается в блоке 30. Для последующего 1 +1-го шага полученное на i M шаге значение L3ÂÐ; умножается на 1- Я и определяет "историю процесса. Значение ) =0,62 при прокат55 ке оси «Рижская" свидетельствует об относительно низком уровне помех при прокатке одной штанги. Таким образом, блок

6 вычисляет среднее значение тока поУсреднение производится по каждому балочному участку раската (всего 1415 участков на одной штанге). Анализа» тор 12 тенденш и вычисляет интенсивность изменения поправки, например по итерационной процедуре, когда учитывается "история" процесса и ее обновление с некоторым весовым коэффициентом ., Тогда для -того периода:

ВЗ 8 ной части (идентичны условия деформации в рабочей и задающей клети), такая система позволяет существенно повысить точность длин периодов

Регулирующее воздействие может быть приложено как к задающей, так и к рабочей клети. В последнем случае расширя/ ется диапазон регулирования, но услож няется система автоматического регулирования скорости валков рабочей клети.

Стабилизация длин кратностей позволя ет избавиться от брака иэ-за несоблюдения допусков по длине. Это исключает необходимость перестройки пил горячей порезки.

Формула изобретения

1. Устройство стабилизации соотношения нагрузок клетей при периодической прокатке, содержащее системам автоматического регулирования скоростей валков соответственно задающей и рабочей клетей, имеющих в своем составе задающие устройства, сумматоры, регуляторы, скоростей, токов, датчики скоростей и токов приходов, блок пропорционирования токов приводов, запоминающее устройство, ключи, логические элементы И, НЕ, блок коммутации, причем блок пропорционирования токов входами через второй и третий ключи связан с датчиками токов приводов роликов и клети, первый ключ через запоминающЬе устройство соединен с сумматором тока роликов, управляющие входы первого и второго ключей связаны с выходами первого и второго логических элементов И, а первые их входы соединены с коммутатором непосредственно и через элементНЕ, отличающееся тем, что, с целью стабилизации длины периода при изменяющейся нагрузке на привод рабочей клети, оно дополнительно содержит последовательно соединенные бпок усреднения поправки величины тока привода роликов и анализатор тенденции изменения соотношения нагрузок с двумя выходами - информационным и управляющим, причем вход блока усреднения поправки соединен с выходами блока пропорционирования токов, информационный выход анализатора связан с входом первого ключа, а управляющий вь1ход - с вторым входом первого логического элемента И.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения

9789 где Др, - .-Йачение поправки на!л гом периоде, д „. „- усредненное значение поправки для 1 -1 периодов исто. рии 5 д 1 — новое значение поправки на

:1 -гом периоде, усредненное.

Вычисленное значение поступает на информационный вход ключа 13, а на управляющий - синнал с блока 18 комму-10 тации. При подаче сигнала от блока 18 содержимое блока 12 переписывается. в запоминающее устройство 14.

Вычисляется такжв скорость изменения усредненной поправки эа интервал времени какИ /дФ:. Если полученное

1, 1 значение очень мало или очень велико, на управляющем выходе сигнал отсутст вует, информация с блока 12 через ключ

13 не поступает в запоминающее устрой- 20 ство 14. Минимальное значение скорости изменения поправки составляет 5 а/с, а максимальное - не более 50 а/с. При пкщаче сигнала от блока 18 коммучации иа второй вход логического элемента И

15 содержимое информационного выхода блока 12 переписывается s запоминающее устройство 14. Ток клети задающих роликов корректируется, поскольку измeI нлось задание в контуре регулирования 30 тока привода 17. Поэтому скорость изменяется до тех пор, пока не будет обеспечена заданная нагрузка роликов. При этом контур измерения токов приводов отключен (ключ 20 не включен).. 35

Датчик 19 наличия прокатки балочной части выполняется в виде датчика уси° лий с выделением моментов нарастания и убывания усилий, Он может быть выполнен в виде пороговой схемы. 40

Устройство позволяет увеличить обжатия в задающей клети, Величина подпора - натяжения, выбранная для прокатки заданного профилеразмера, регулируема и обеспечивается постоянной при прокат 45 .ке балочной части профиля.

Поддержание постоянным соотношения нагрузок обеспечивает постоянство состояния металла между задающей и рабочей клетями, а следовательно повышаеч50 ся точность стабилизации длин кратностей.

Стабилизация соотношения нагрузок именно для балочных участков периодических профилей приводит к некоторой дестабилизации такого соотношения на участках прокатки квадрата, но в связи с тем, что влияние возмущений на квад-, рате значительно меньше, чем на балоч-

978063

9 точности стабилизации длины периода преимущественно при больших обжатиях, оно дополнительно содержит связанный с ,, вторыми входами второго и третьего логических элементов И блок определения прокатки балочной части раската.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч аю ta е е с я тем, что блок пропорционирования токов приводов содержит связанные с входами блока умножения задатчик соотношения нагрузок и через первый ключ датчик тока привода валков, причем выход блока умножения соединен с первым входом сумматора, второй вход которого через второй ключ соединен, с датчиком тока роликов.

1О

4. Устройство по п. 1, о т л и ч а: ю ш е е с я тем, что блок усреднения поправки величины тока привода роликов содержит первый блок умножения, выход

5 которого связан с первым входом сумматора, его выход через запоминающее уст» ройство и первый вход второго блока умножения - с вторым входом сумматора, а вторые входы блоков умножения соединены с блоком постоянных коэффициен тов.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке No 229911..22227768, кл. В 21 В 37/00, 1980.

078083

Составитель Ю, Рабьев

Редактор Б. Федотов Техред Т.Маточка Корректор И. Ватрушкина

Заказ 9460/12 Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

13.3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4