Устройство для регулирования межвалкового зазора прокатной клети
Изобретение относится к металлургическому производству и может быть использовано в цветной и черной металлургии. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования и снижение износа механизмов стана. Устройство содержит задатчики предельно допустимых максимального 13 и минимального 14 рабочих давлений жидкости в гидроцилиндрах, элементах, элементы 10 и 11 сравнения фактического и задаваемого давления , логические И 8 и 9 (операционные) усилители , датчик 12 давления, тахогенератор 20, двигатели мотор-насоса 3 и нажимного устройства 5. Устройство позволяет осуществить автоматическое восстановление д-зления жидкости в гидроцилиндрах во пауз в работе САРТ в первоначальное р;,5очее состояние при достижении давлением в гидроцилиндрах предельно-допустимых значений, сохраняя при этом постоянный мсжвалковый зазор прокатной клети. 1 ил. 00 с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ социдлист I 1 Вских
РЕСПУБЛИК (5!)5 В?1 В 37/02, 37/08
ГОСУДЛРСТВЕН11ЫИ КОтЛИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИ - !Л И ОТКРЫ111ЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4816054/02 (22) 02.03.90 (46) 15.01.92. Бюл. KL 2 (71) Отраслевой научно-технический комплекс "Союзцветметавтоматика" (72) И.М. Богуславский, В.А. Гехт, А.Д. Ел ишевич и В.П.Яланский (53) 621.77 t 237.06-522(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1102650, кл. В 21 В 37/00, 1987.
Авторское свидетельство СССР
Q 1034805, кл. В 21 В 37/06, 1982.
Авторское свидетельство СССР
М 1019131, кл. В 21 В 37/08, 1982, Авторское свидетельство СССР
Nã 1014613, кл, В 21 В 37/02, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ
МЕЖВАЛКОВОГО ЗАЗОРА ПРОКАТНОЙ
КЛ ЕТИ (57) Изобретение относится к металлургиче- .
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к средствам регулирования межвалкового зазора.
Цель изобретения — расширения диапазона регулирования и снижение износа механизмов клети.
На чертеже изображено предлагаемое устройство. г
Устройство содержит устройство 1 бескла па н ного гидро распора, насос-мотор 2, двигатель 3 постоянного тока, регулируемый источник пи1ания 4 (например тиристорный преобразователь), двигатель 5 нажимного устройства; блок, 6 упразления электроприводом нажимно! о устройства, поляризованный усилитель 7 о масш1абном
10
30
55 ния, операционный усилитель 18 в режиме интегратора с двумя ра1. нс з нач ными вх эдами, опера1,ионный усип тель 19 в t eoøòeáнг1м pe,киме с одним уп„"звляющим и одним запрещаюгцим входа1:,и, тахогенератср 0 нажимного устройства, ло1ический элемент
ИЛИ 21; измеритель 22 1олщины пог1осы, задатчик 23 толщины полосы, элемент 24 сравнения -.àäàííîé и фактической топ1цины полосы, амплитудный селектор 25 регулятора толщины го каналу нажимного устройства, амплитудный селектор 26 регулятора TORLiAHbl fio каналу гидрораспорз, операционный усилитель 27 в масштабном режиме с одним управлягощим и другим запрещающим входами, инаертор 28 полярности входного сигнала, логический элемент НЕ 29, ключи 30 и 31, запирающие усилители 19 и 27 соответственно, клеть 32 прокатного стана, прокатываемая полоса
33, гидроцилиндры 34.
Выход насос-мотора 2 соединен с гидроцилиндрами 34.
Мотор-насос 2 соединен валом с двигателем постоянного тока 3. который соединен с выходом регулируемого источника 4 питания. Вход источника 4 питания соединен с выходом элемента 15 сравнения, входы которого соединены с выходами операционного усилителя 16 и датчика 12 давления..Входы усилителя 16 соединены с выходами задатчика 17 давления и интегратора 18. Входы интегратора 18 соединены с выходами усилителей 1= "и 27. Входы усилителя 19 соединены с выходами тахогенератора 20 и ключа 30. Вход ключа 30 соединен с выходом логического элемента 21, входы которого, в свою очсредь, соединены с выходами логических элементов И 8 и 9. Входы логического элемента И 8 соединены с выходами логического элемента 29 и элемента сравнения 10. Выход логического элемента
И 8 соединен со входом поляризованного усилителя 7. Входы логического элемента И
9 соединены с выходами логического элемента 29 и элемента сравнения 11. Выход логического элемента 9 соединен со входом сравнения 11. Выход логического элемента
9 соединен со входом инвертора полярности 28 и логического элемента 21.
Выход инвертора полярности 28 соединен со входом поляризованного усилителя
7. Входы элемента 10 сравнения соединены с выходами датчика 12 давления и задатчика 14 минимального давп. ния. Входы элемента 11 сравнения соединены с выходами датчика 12.давления и задэтчика 13 максииального давления .
Входы элемента 24 сравнения соединены с выходами задатчикз 3 толщины и изморителя 22 толщины. Выход элемента 24 срап1:ения соег1,1 ен со охода 1и амплитудных селекгоро;, ".> и 26. Выrü11;;мппитудноro селектора 25 соединен со входами поляризованного усилителя 7 и ключа 31.
Выход эмг1г111гудного селектора 26 соединен со входом усилителя 27 и сс входом логического эпек1еHTG НЕ 23. Выход ключа
31 соединен с за11рещаюгциг-; входом усилителя 27.
Выход голяризованного усилителя 7 соединен со входом блока управления эле д-рэприводом нажимного устройства 6, выход которого соединен с якорс, двигателя нажимного устройства 5, Устройство работает следующим образом.
Первоначально задатчиком 17 начального давления посредством операционного усилителя 16 на элемент 15 сравнения подается начальная уставка давления в сис1е-. ме гидрораспора, При этом на источнике питания 4 возникает сигнал, в результате чего двигатель 3 форсированно разгоняется и в гидросистеме ускоренно нарастает давление. Этот процесс будет продолжается до тех пор, пока фактического давление, измеряемое датчиком 12 давления, не сравняется в элементе 15 сравнения с заданием, которое соответствует примерно среднему давлению в пределах рабочего диапазона.
Изменение первоначально заданного давпения в процессе прокатки происходит при получении командных сигнглоа от системы автоматического регулирования толщины (СА РТ).
CAPT имеет два канала регулирования, разделенных по амплитуде отклонения толщины прокатываемой полосы.
Исполнительным органом "тонкого" канала является система гидравлического распора клети стана, Включение ь работу того или иного канала определяется величиной отклонения толщины полосы от заданной.
Если отклонения относительно невелики и могут быть ликвидированы каналом, воздействующим на гидрорэспор, то они отрабатываются изменением давления в гидроцилиндрах. Если же отклонения превышают возможность системы гидрораспора. то включается только канал нажимного угтройства
Задатчиком 23 толщины устанавливаетcÿ неoбходимзя толщина покать1ваемой 10лосы. Измерителем 22 определяется фактическая тог11ци11э. В элементе 24 сигналы задатчика и измерителя сравниваются и, при наличии рассогласования, сигнал, пропорционзпьн ;, отклонению топгцины, по1704873 ступает одновременно ма входы двух амплитудных селекторов 25 и 26(воны нечувствительности), настроенных на рванью амплитуды входного сигнала.
Селектоо 26 мачинает пропускать сигнал разнотолщиниости при повышении этим сигналом величины минимального значения, определенного нлхымл пределом зоны нечувствительности CAPT. Селектор 25
10 начинает пропускать сигнал разнотолщинности только при превышении им величины, которая может быть зарегулирована работой канала гидрораспсрз (50 > от предель15 ного рембо- его давления прокатки). В этом случае от селектора 25 сигнал будет подан на вход усилителя 7 и посредством блока управления электроприьодом нажимного устройства 6 будет включен электродвигатель 5 в направлении ликвидации возник- 20 шего отклонения толшрлны. Одновременно сигналом от селектора 25 посредством ключа 31 будет заперт усилитель 27, благодаря чему канал гидрораспоре в этом случае не будет реагировать на отклонение толщины. 25
Если же отклонения толщины невелики, то регулирование CAPT производится по каналу гидрораспора. В этом случае через селектор 26 сигнал поступает на усилитель 27, после че о на вход интегратора 18. 30
Интегратор 18 играет в схеме CAPT двоякую роль: с одной стороны фильтра от случайных колебаний отклонений толщины, а с другой запоминающего устройства, так как после исчезновения входного сигнала, на 35 выходе интегратора сохранится постоянное напряжение. Это напряжение подается на
- вход усилителя 16. где складывается (или вычитается) с напряжением сигнала задатчика 17. В результате сложения этих двух 40 напряжений давление в системе гидрораспора изменяется до тех пор. пока не будет ликвидировано отклонение толщины полосы.
Если отклонення толщины невелики, но 45 имеют монотонный характер, (например связачы с разогревом валков стана и т.п.), то давление в системе гидрораспора будет постепенно изменяться в одном направлении до тех пор, пока не достигнет предель- 50 ного значения. Дальнейшая работа CAPT no каналу гидрораспора станет невозможной.
Предлагается для со ранения рабочего состояния канала идро;:аспора без нарушения работы CAPT автоматически оосста- 55 навливать первона -. льное р:- очее давление о системе гид;.араспора с сэхранением неизменного р;.ст .ора между оал:ами путем о-,:-::очения нэ .-.ного ус. г. зйстоа
В напр зо lе>(I и протэъою. о ki<ом дi.") с1 t/!1Nú канала гидрораспора и равной ему скоростью.
С этой целью задатчикгми предельно допустимых ргбочих давлений 13 и 14 устанавливаются величины предельных значений давления в системе гидроргспора, На элементах 10 и 11 сравнения происходит сравнение фактического давленил, измеряемого датчиком 12 давления, с заданными задатчиками 13 и 14 пределами максимального и минимального давления о системе гидрораспора.
При достижении миниt àëüíoãà предельного давления от элемента 10 срао .ения поступает сигнал на логический элемент
8, а при достижении максимального предельного давления от элемента 11 сравнения поступит сигнал на логический элемент
9 совпадения. Однако на выходе элементов
8 или 9 сигнал может появиться только при наличии на их входах второго входного сигнала, поступающего от CAPT в том случае, если отсутствует отклонение толщины полосы от заданной. При этом амплитудный селектор 26 закрыт и на входе инвертора 29 имеется нулевой сигнал. Тогда инвертором
29 на логические элементы 8 и 9 дается разрешающий сигнал. Если при этом было достигнуто минимальное предельное давление, от логического элемента 8 поступает управляющий сигнал на поляризованны усилитель 7, от которого включается двигатель 5 нажимного устройства о направлен л уменьшения раствора валков. Если же бьло достигнуто максимальное предельное давление, то сигнал логического элемента 9 инвертируется иноертором полярности 28 и поступает на вход поляризованного усилителя 7. Двигатель нажимного устройства 5 включается в направлении увеличения раствора валков.
При вращении двигателя, на якоре тахогенератора 20, сочлененного с двигателем, возникает напряжение, полярность которого зависит от направления вращения, а величина от скорости двигателя нажимного устройства. Это напряжение поступает на управляющий вход усилителя 19, а после этого на вход интегратора 18. При этом выходное напряжение интегратора 18 начнет плавно изменяться в напраолении, определяемом полярностью входного сигнала.
На входе усилителя 16 напряжение интегратора 18 складывается или вычитается с напряжением на его втором входе, поступиоше л от зад=lò÷èêà 17. Здесь является очень важным прзоильно согласовать полярности этих напряжений. Tav„e no при i,: IQ дости".сння минимального продольного даоле;л14 Йлжимное устройство
1704873 включилась в направлен;.и сокращения межвалковог0 зазора, то полярность напряжения, поступающего от интегратора 18, должна соопадать с полярностью напряжения, поступающего от задатчика 17, тогда от усилителя 16 на элементсралн ния 15 будет поступать плавно нарастающее напряжение, что приведет к увеличению давления в системе гидрораспора. При правильно выбранных те .пах изменения давления в системе гидрораспора и, сЬответс венно, скорости нажимнсго устройства, раствор между валкам:. не будет изменяться.
Аналогичный процесс, ио в противоположных направлениях будет происходить, если включение двигателя нажимного устройства происходило по причине достижения максимального предельного давления в системе гидрораспора. В этом случае двигатель 5 автол1атическим включается в направлении увеличения раствора валков, а давление гидрораспора будет уменьшаться, Коэффициент возврата элементов 10 и
11 (компараторов) выбирается примерно равными 0,5, благодаря чему процесс восстановления давления в системе гидрораспора будет продолжатьсм до середины рабочей эоны, т.е. до первоначального состояния. Очень важным является правильный выбор коэффициента усиления усилителя 19. Этим обеспечивается сохранение неизменным межвалкового раствора клети при одновременной ра,ите в разных направлениях нажимного устройства и гидрораспора. Этот коэффициент нетрудно вычислить через параметры соответствующих элементов системы, но проще это сделать экспериментально, при наладке системы.
После того. как давление в гидроцилиндрах системы гидрораспора будет восстановлено до первоначального значения, элементы сравнения 10 и t1 вернутся в исходное состояние. После чего логическим элементом 21, посредством ключа 30 усилитель 19 запрется.
Напряжение на выходе интегратора 18 и, следовательно. давление в системе гидрораспора стабилизируется.
Следует отметить. что если в процессе восстановления давления возникает разнотолщинность полосы, то сигналом от амплитудного селектора 26 через инвертирующий элемент 29 логическ. å элементы 8 и 9 будут немедленно запреты и команды CAPT будут выполняться.
Предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет сл:-:дующие отличительныe признаки. Устанавливаются минимальный и максимальный пределы давления в системе гидрэрэспора пу|ем
30
35, регулятора толщины, четыре операционных
45
5
20 введения соответствующих элементов в канал регулирования по гидрораспору (задатчикоо предельно допустимых давлений 13 и
14, логических элементов И 8 и 9). Давление жидкосги в системе гидрораспора автоматически устанавливается на начальном уровне и только в паузах работы САРТ, за счет введения амплитудного селектора 26, логического элемента НЕ 29, логических элементов И 8 и 9.
Умсньшается износ механизмов клети и нагрев двигателя нажимного устройства благодаря значительному сокращению числа включений при работе CAPT и восстановлению давления в системе гидрораспора.
Формула изобретения
Устройство для регулирования межвалкового зазора прокатной клети в системе автоматического регулирования толщины, содержащее двигатель нажимного устройства, блок управления электроприоодом нажим ного устройства, тахогенератор двигателя нажимного устройства, гидроцилиндры, встроенные в подушки опорных валков прокатного стана, насос-мотор, доигатель постоянного тока, регулируемый источник питания, задатчик начального давления в системе гидрораспора, датчик давления в системе гидрораспора, элемент сравнения заданного начального давления с фактическим, задатчик толщины полосы, измеритель толщины полосы, элемент сравнения заданной и фактической толщины полосы, два амплитудных селектора усилителя и поляризованный усилитель, причем выход насос-мотора гидравлически соединен с входами гидроцилиндров, встроенных в подушки опорных валков прокатного стана, а вход механически соединен с валом двигателя постоянного тока, вход которого соединен с выходом регулируемого источника питания, вход которого соединен с выходом элемента сравнения заданного начального давления с фактическим, входы которого соединены с выходами первого операционного усилителя и датчика давления в системе гидрораспора, входы первого операционного усилителя соединены с выходами эадатчика давления в системе гидрораспора и второго операционного усилителя, входы которого соединены с выходами третьего и четвертого операционных усилителей, первый вход третьего операционного усилителя соединен с выходом тэхогенератора двигателя нажимного устройс. ва, входы элемента сравнения заданной и фэктической толщины полосы соединены с выходами эадатчика и измерителя толщины, а выход — с входами первого и вто1704873
Составитель В.Гехт
Техред M.Моргентал
Редактор И.Сегляник
Корректор М. Куче ря вая
Заказ 147 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 рого амплитудных селекторов регулятора толщины, выход первого из которых соединен с входом поляризованного усилителя, выход которого соединен с входом блока управления элвктропривода нажимного ус- 5 тройства, выход которого сосдинен с входом двигателя нажимного устройства, выход второго амплитудного селектора регулятора толщины соединен с входом четвертого операционного усилителя, о т л и ч-10 а ю щ е е с я тем. что, с целью расширения диапазона регулирования и снижения износа механизмов клети, оно снабжено задатчиками предельных максимального и минимальногодавлений, элементами сравне- 15 ния предельных максимального и минимального значений давления с фактическим давлением в гидроцилиндрах, двумя логическими элементами совпадения И, логическими элементами ИЛИ, НЕ, двумя ключами 20 и инвертором, причем выход nepaoro ключа соединен с входом третьего операционного усилителя, а вход — с выходом логического элемента ИЛИ, входы которого соединены с 7R
5 выходами первого и второго логических элементов И, выход nepaoro из которых соединен также с входом поляризованного усилителя, а вход — с выходом элемента сравнения предельного минимального значения давления с фактическим давлением в гидроцилиндрах, входы которого соединены с выходами датчика давления в системе гидрораспора и задатчика предельного минимального давления, выход задатчика предельного максимального давления соединен с входом элемента сравнения предельного максимального значения давления с фактическим давлением в гидроцилиндрах, другой вход которого соединен с выходом датчика давления в системе гидрораспора, а выход — с входом второго логического элемента И, другой вход которого соединен с выходом логического элемента НЕ, вход которого соединен с выходом второго амплитудного селектора регулятора толщины, выход второго логического элемента И соединен с входом инвертора, выход которого соединен с входом поляризованного усилителя.
