Способ градуировки датчика усилий прокатки металла в клети стана и устройство для его осуществления

 

Использование: метрологическое обеспечение измерения усилий прокатки металла в клетях станов, оснащенных средствами измерения силы. Сущность изобретения: устройство содержит три гидравлические опоры 5, 6, гидронасосную установку 8, два измерителя 9 давления, динамометр 7, датчик 3 силы, нажимные механизмы 11. 2 с. и 1 з п.ф-лы. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 21 В 37/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Риз, 2

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4856964/27 (22) 07.08.90 (46) 07,05.92. Бюл. К 17 (71) Киевский институт автоматики им, XXV съезда КПСС (72) Ю,Б,Беляев, Н.С.Чаленко, С,B,Àíòþõoâ, М.А,Виноградов и Н.Н,Ржонцев (53) 621.771(088.8) (56) Гуревич А.Е., Рокотян Е.С. Методы исследования прокатных станов. М,; Металлургия, 1957, с.222 — 242.

Патент ФРГ N 3005967, кл, В 21 В

37/00, 1981.

„„. Ж„„1731319 А1 (54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ДАТЧИКА

УСИЛ ИЙ П РО КАТКИ МЕТАЛЛА В КЛ ЕТИ

СТАНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование; метрологическое обеспечение измерения усилий прокатки металла в клетях станов, оснащенных средствами измерения силы. Сущность изобретения: устройство содержит три гидравлические опо ры 5, 6, гидронасосную установку 8, два измерителя 9 давления, динамометр 7, датчик 3 силы, нажимные механизмы 11. 2 с. и

1 з,п.ф-лы, 4 ил.

1731319

45

55

Изобретение относится к технике метоологического обеспечения измерения усилий прокатки металла в клетях станов, оснащенных средствами измерения силы.

Известны способ и устройство градуировки датчиков силы непосредственно в клети прокатного стана (1), Способ заключается в воспроизведении силовой нагрузки клети с датчиками, адекватной усилиям, возникающим при прокатке металла, с помощью специального устройства, временно установленного между валками. При этом сигналы датчиков приводят в соответствие с силой, воспроизводимой устройством и принимаемой за образцовую, в реперных точках полного диапазона силовой нагрузки клети.

Недостатком этого способа является невысокая точность (достоверность) градуировки из-за использования устройства, воспроизводящего силу в полном диапазоне нагрузки клети с широким полем допуска при измерении номинальной силы, Создание образцового устройства с большим номинальным значением силы (порядка

5000 — 10000 тс) экономически целесообразно и трудоемко из-за дороговизны точных средств измерения. Кроме того, недостатками устройства являются ограниченность нагрузки и габариты по высоте, не позволяющие нагружать клеть "кварто" с полным комплектом валков: при установке устройства в клеть требуется обязательное удаление верхнего рабочего валка, что искажает контур передачи образцовой силы от устройства к градуируемым датчикам, т,е. снижает достоверность градуировки и повышает трудоемкость этого процесса.

Наиболее близкими по технической сущности к изобретению являются способ и устройство градуировки датчиков силы непосредственно в клети, имеющей силовые нажимные механизмы (2), Способ заключается в воспроизведении силовой нагрузки клети с датчиками и установленным временно между валками образцовым устройством в виде двух гидродомкратов с помощью силовых нажимных механизмов в полном диапазоне, адекватном усилиям, возникающим при прокатке металла. При этом сигналы датчиков приводят в соответствие с силой, измеренной устройством и принимаемой за образцовую в реперных точках.

Недостатком этого способа является низкая точность (достоверность) градуировки вследствие использования для измерений полного диапазона нагрузки, воспроизводимой нажимными механизмами и измеряемой по давлению в гидродомкратах устройства, Кроме того, имеется ограниченность применения ввиду отсутствия в клетях большинства отечественных прокатных станов нажимных механизмов, способных развить полное усилие прокатки металла. В таких случаях назначение механизмов — установка зазора между валками, но без металла, Использование устройства, так же как и в аналоге, предполагает обязательное удаление одного из валков, что искажает контур передачи образцовой силы от устройства к градуируемым датчикам, т.е, снижает достоверность градуировки и повышает трудоемкость процесса.

Целью изобретения является повышение достоверности и снижение трудоемкости процесса градуировки, Цель по способу достигается тем, что градуировку датчиков усилий прокатки металла непосредственно в клети стана путем воспроизведения силы распора валков и ее измерения датчиками в реперных точках полного диапазона нагрузки согласно изобретению производят дополнительным догружением по достижении каждой реперной точки полного диапазона нагрузки образцовой силой, верхний предел которой не превышает силу на участке между любыми соседними реперными точками, при этом фиксируют приращение показания (сигналов) датчиков, по конечным результатам которых определяют новую реальную градуировочную характеристику и получают поправочные коэффициенты преобразования силы в электрические сигналы датчиков.

Цель по устройству достигается тем, что в образцовом устройстве, содержащем гидравлические опоры, равномерно размещаемые между валками клети симметрично оси прокатки металла, согласно изобретению эти опоры соединены с гидронасосной установкой и манометром, сопряжены с валками и постоянно контактируют с ними, а средняя опора — свободная — дополнительно содержит установленный соосно образцовый динамометр сжатия.

Кроме того, все опоры образцового устройства выголнены в виде мембранных коробок, причем средняя — с перемычкой, разделяющей коробку на две полости, одна из которых — нагружающая — соединена с гидронасосной установкой, а другая — измерительная — заполнена жидкостью и соединена с измерителем давления, Предлагаемый способ осуществляется следую.цим образом.

Предварительно разбивают полный диапазон силовой нагрузки условно на участки, например, в количестве реперных точке ! =0 — 5. В клеть между валками устанавливают образцовое устройство, Нажимными медавления (манометр типа МО либо другой прибор высокой точности, например типа

"САПФИР"), профильные колодки с выточками под валки конкретной клети стана, Образцовое устройство работает следующим образом, Его устанавливают в клеть, сводят валки до контакта с крайними опорами, причем средняя опора остается свободной. Нажимными механизмами клети или с помощью гидронасосной установки нагружают силой

Q<, фиксируя показания дптчиков U>. Гидронасосной установкой повышают давление в нагружающей полости мембранной коробки с перемычкой, при этом средняя опора входит в контакт с верхним валком и догружает клеть силой Л0, а датчики показывают прирощение сигнала h.U>. Сила ЬQ фиксируется по измерителю давления в измерительной полости мембранной коробки с перемычкой. Затем опять нагружают силой Ог, фиксируя показания датчиков Uz, догружают силой Л Q, фиксируя приращение Л Uz, и так далее во всех реперных точках. После этого по полученным данным строят силовую характеристику U = f(Q), на основании которой получают поправочные

ЛUI коэффициенты К; = —, корректируют поЬQ казания датчиков, которыми затем пользуются при измерении усилий прокатки металла.

Пример конкретной реализации способа с применением образцового устройства на стане 3600, оснащенного датчиками силы для измерения давления металла на валки до 4500 тс, чему соответствуют сигналы датчиков до 10 B. Полный диапазон Q = 0-4500 тс (Π— 10 В) условно разбивают на реперные точки i = 0„.5, при этом диапазон догружения D=

Q 4500

= 900 тс, а разброс показания (достоверность) выбирается в поле допуска на номинальную силу и 0,1;4, Реально полученная градуировочная характеристика, а значит, и поправочные коэффициенты показывают, что ввиду искажения клетью схемы передачи и распределения силы от образцового устройства к датчикам их показания на 16 — 22 j занижены по сравнению с ожидаемыми, а приращения показания 4 Π— f(Ь Q) при догружении с учетом чувствительности датчиков находятся в поле допуска - 0,1 (,. Это позволяет более достоверно измерять давление металла на . валки при прокатке, следовательно, улучшить геометрические параметры листового проката и сохранить работоспособность оборудования, 5 1731319

/ ханизмами клети либо с помощью гидронасосной установки устройства производят силовую нагрузку его крайних опор до первой точки, фиксирующей грубо силу Q1 по показаниям 01 манометра и датчиков. За- 5 тем подачей давления от гидронасосной установки в среднюю опору производят догружение ЛО, контролируемое измерителем давления в замкнутой полости, одновременно фиксируют приращение Ь01 10 показания датчиков. Повторяют эти операции последовательно B каждой реперной точки, получая конечные показания датчиков в точках 1„,5 в координатах сила — сигнал. По этим точкам, принимаемым за 15 достоверные, строят реальную силовую характеристику, т.е. градуируют датчики, по полученным результатам определяют поЛUi правочные коэффициенты К; =, в ре- 20 зультате чего при прокатке металла контролируют силу с высокой степенью достоверности, так как при этом достигается небольший разброс показаний в узком поле допуска номинального значения усилий 25 прокатки металла, Для пояснения спопоба на фиг.1 графически изображены характеристики в координатах сила Q — сигнал U с полем у допуска на разброс показаний отградуи- 30 рованных датчиков (по прототипу и изобретению); на фиг.2 изображено образцовое устройство, реализующее способ, вид спереди; на фиг.3 — разрез А-А на фиг.2, где показаны клеть 1 с валками 2, один из вари- 35 антов размещения датчиков 3, образцовое устройство 4 с крайними 5 и средней 6 опорами, с динамометром 7, гидронасосной установкой 8, измерителем 9 давления, причем средняя опора 6 сопрягается с вал- 40 ками посредством колодок 10, клеть содержит нажимные механизмы 11; на фиг.4 схематически изображено соединение средней опоры — мембранной коробки с перемычкой. Мембранная коробка образова- 45 на двумя мембранами 12, зажатыми в корпусе 13 между фланцами 14. Перемычка

15 выполнена заодно с корпусом 13. Каждая мембрана имеет плунтер 16, прикрепленный к ней. Обоазованные полости Б и В 50 соединены одна с гидронасосной установкой Н, другая с измерителем давления M.

Стандартными, выпускаемыми отечественной промышленностью выбраны датчики силы, например, типа ДД (вариант 55 измерения силы по деформации стоек станины клети либо любое другое исполнение), мембранная коробка типа ГДМ, гидронасосная установка типа УНГР, измеритель

1731319

40

50

На практике верхние пределы измерения усилий прокатки металла достигают значения 10000 тс на крупных толстолистовых станах. В этом случае достаточно располагать образцовым устройством с диапазоном догружения 1000 тс класса

0,1% при i = 0...10, что также реализуемо.

Габариты, масса. предельные нагрузки, трудоемкость и затраты времени при предложенных способе и устройство значительно меньше по сравнению с прототипом.

Кроме того, их достоверность значительно выше, например 0,1% по сравнению с 6—

12% погрешности у прототипа по патенту

ФРГ N 3005967.

Технико-экономическая эффективность изобретения на прокатных станах составляет 100 — 250 тыс. руб, в зависимости от типа и производительности стана за счет повышения достоверности (точности) градуировки, а значит, и измерения датчиками усилий прокатки листового металла, получаемого с требуемыми геометрическими параметрами, что позволяет увеличить производительность за счет сокращения отходов, сокращения аварийных ситуаций, имеющих место при силовых перегрузках прокатного оборудования.

Формула изобретения

1. Способ градуировки датчика усилий прокатки металла в клети стана, предусматривающий воспроизведение силы распора валков образцовым устройством и снятие показаний датчика в реперных точках полного диапазона нагрузки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения достоверности градуировки и снижения трудоемко5 сти процесса, по достижении каждой реперной точки полного диапазона нагрузки догружают распор валков образцовой силой в диапазоне между соседними реперными точками, фиксируют прираще10 ние показаний датчика, по которым определяют градуировочную характеристику и поправочные коэффициенты и реобразования усилия в электрические сигналы датчика.

15 2. Устройство по градуировке датчика усилий прокатки металла в клети стана, содержащее гидравлические опоры, равномерно и симметрично оси прокатки размещенные между валками клети, о т л и20 ч а ю щ е е с я тем, что крайние опоры сопряжены с валками и постоянно контактируют с ними, а средняя — свободная — дополнительно содержит установленный соосно с ней динамометр сжатия.

25 3. Устройство по п,2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что гидравлические опоры выполнены в виде мембранных коробок, причем средняя — с перемычкой, разделяющей коробку на две полости, одна из которых—

30 нагружающая — соединена с гидронасосной установкой, а другая — измерительная — заполнена рабочей жидкостью и соединена с измерителем давления.

1731319

+5% —:УО

1731319

15

- =1

T7 с

)б

Составитель A.ÑåðãååB

Техред М.Моргентал Корректор 3Лончакова

Редактор Т.Юрчикова

Заказ 1533 Тираж. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101

Ям