Устройство для измерения длины движущегося полосового проката

 

Использование: уменьшение расхода металла при профилировании за счет повышения точности порезки проката на мерные длины. Сущность: устройство содержит мерительный ролик для контакта с полосой и жестко связанный с ним датчик оборотов. Дополнительно устройство содержит поддерживающий ролик, установленный под мерительным таким образом, что их оси лежат в одной вертикальной плоскости. Отношение длины поддерживающего к мерительному ролику составляет 3,0 - 3,8, а величин их диаметров соответственно 0,58/0,72. Ролики кинематически связаны парой шестерен, насаженных на их оси с передаточным числом, соответствующим величине отношения диаметров роликов. Между мерительным роликом и шестерней может быть установлено трехподвижное кинематическое соединение, например карданная передача. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Заявляемое устройство относится к приборам для технологических измерений и может быть использовано при производстве холодногнутых профилей проката.

Для точной нарезки на мерные длины движущегося полосового проката (например, заготовки для профилирования) применяются измерители длины различного типа (в основном электромеханические и фотоимпульсные) [1] Необходимым элементом электромеханических измерителей является мерительный цилиндрический ролик, установленный на оси, контактирующий с полосой и жестко связанный с датчиком (импульсатором) числа оборотов ролика в единицу времени.

Известно устройство для резки проката на мерные длины, содержащее систему определения длины, счетчик для отсчитывания количества импульсов, два фотореле, между которыми проходит заготовка, и вычислительный узел для расчета длин оставшейся части проката и оптимального значения отрезаемых длин [2] Недостаток системм отсутствие точной нарезки движущейся полосы на части постоянной длины.

Наиболее близким к заявляемому объекту является устройство для измерения длины проката [3] Это устройство содержит мерительный ролик для контакта с движущейся полосой, жестко связанный с датчиком оборотов (сельсином), причем ролик укреплен на нижнем конце одноплечего рычага, снабженного пружиной и подвешенного к раме. Во время работы ролика по числу его оборотов определяют длину проходящей под ним полосы. В случае взаимного проскальзывания ролика и металла (например, при прохождении промасленного участка полосы или стыкосварочного шва, вызывающего "подпрыгивание" ролика) количество оборотов ролика будет меньше той величины n, которая соответствует фактической измеряемой длине l и определяется как n l/ πd (здесь d диаметр ролика).

В случае порезки на мерные длины полосовой заготовки для профилирования (или формуемой полосы), фактическая длина полосы получается несколько больше измеренной на величину Δl=Δn˙π d (здесь Δn величина уменьшения количества оборотов ролика при проскальзывании), в результате чего возрастает расход металла при отгрузке проката по теоретической массе (в этом случае вес определяют по номинальной длине плюс половина допуска на эту длину). Это является основным недостатком описанного устройства. Кроме того, известное устройство обладает ограниченными технологическими возможностями.

Основная задача, решаемая предполагаемым изобретением, уменьшение расхода металла при профилировании за счет повышения точности порезки проката на мерные длины и расширение технологических возможностей устройства.

Для решения этой задачи устройство, содержащее мерительный ролик и датчик, снабжено поддерживающим роликом, установленным под мерительным роликом, с расположением осей в одной вертикальной плоскости, при этом отношение длины поддерживающего ролика к мерительному составляет 3,0 3,8, а отношение величин их диаметров 0,58 0,72, ролики кинематические связаны парой шестерен, насаженных на их оси, с передаточным числом, соответствующим величине отношения диаметров роликов. Между мерительным роликом и шестерней может быть установлено трехподвижное кинематическое соединение, например карданная передача.

Приведенные соотношения величин длин и диаметров роликов получены в результате опытов и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что при наличии промасленного участка на одной из сторон движущейся полосы (сверху или снизу; наличие масла одновременно с обоих сторон заготовки для профилирования наблюдается крайне редко) соответствующий ролик не проскальзывает, благодаря вращению, передаваемому через шестерни от другого ролика, катящегося по сухой поверхности металла.

На фиг. 1 схематично показана конструкция заявляемого устройства для измерения длины движущегося полосового проката.

Устройство содержит мерительный ролик 1 с диаметром D и длиной l, консольно установленный в опоре (кронштейне) 2 на оси 3, жестко связанной с датчиком оборотов ("дискретным" щелевым диском), на оси 3 также закреплена зубчатая шестерня 4 с диаметром D. Под роликом 1 расположен поддерживающий ролик 5 с диаметром d и длиной L, причем, L/l 3,0 3,8 и d/D 0,58 0,72. Ролик 5 смонтирован на оси 6, установленной в двух опорах 7, опирающихся на пружины сжатия 8. На оси 6 насажена шестерня 9 с диаметром d, которая находится в зацеплении с шестерней 4. Если модули обеих шестерен одинаковы, то d/D 0,58-0,72, и оба ролика при вращении контактируют с полосой с одинаковой линейной скоростью. Позицией 10 обозначена полоса.

Мерительный ролик 1 выполнен узким для максимального его облегчения при относительно большом диаметре D (чем больше D, тем меньше его оборота и износ и выше точность измерения). Длина L поддерживающего ролика больше l для уменьшения нежелательного изгиба полосы 10 вниз, а d < D для обеспечения примерно пропорционального величинам диаметров роликов радиального их износа и сохранения, тем самым, равенства их линейных скоростей.

Устройство, показанное на фиг. 1 пригодно только при незначительных изменениях, межосевого расстояния Н (т.е. при близких величинах толщин полосового металла и малом износе роликов). При значительных колебаниях величин Н между мерительным роликом 1 и шестерней 4 должно быть установлено трехподвижное кинематическое соединение 11 (см. фиг. 2), например, карданная передача, допускающая работу при Н ≠ Н'. Это соединение целесообразно располагать именно вверху, так как длина мерительного ролика значительно меньше длины поддерживающего ролика (уменьшаются габариты и вес устройства).

Для опытной проверки использовали устройства как с карданной передачей, так и без нее. Испытывались ролики из ст. 45 с примерно одинаковой твердостью с различными величинами D, d, l и L.

Наилучшие результаты при измерении длины полосовой заготовки для профилирования на агрегатах 1-4 х 50-300 и 2-8 х 100-600 Магнитогорского месткомбината (толщина 2 8 мм, ширина 60 600 мм, длина профилей 5 12 м) получены при использовании роликов с L/l 3,0 3,8 и d/D 0,58 0,72, величина ошибки и, следовательно, разброса длин профилей, не превышала 0,1% При изменениях величин L/l и d/D (как в большую, так и в меньшую стороны) точность измерений составила 0,15-0,3% что в ряде случаев выводило длину профилей за пределы допусков.

Было также установлено, что использование измерительного устройства без карданной передачи на оси мерительного ролика допустимо только для толщин полос, отличающихся не более чем на 1,5 мм.

Контрольные измерения с помощью устройства дали точность определения длин (и нарезки) профилей в пределах 0,15-0,25% причем наибольшие ошибки наблюдались на полосовой заготовке с промасленными (загрязненными) участками.

Таким образом, опытная промышленная проверка найденного технического решения на профилегибочных агрегатах АО "ММК" показала его приемлемость для выполнения поставленной цели и преимущества перед известным объектом: точность измерения длины возросла, в среднем, в два раза, что позволит уменьшить расход металла на производство гнутых профилей ориентировочно на 0,5% Пример конкретного выполнения. Устройство для измерения длины движущейся полосовой заготовки на профилегибочном агрегате 2-8 х 100-600 содержит мерительный ролик с D 250 мм и l 100 мм, связанный шестернями (с передаточным отношением i 1,565) с поддерживающим роликом, имеющим d 160 мм и L 340 мм, т. е. L/l 3,4e и d/D 0,64. Мерительный ролик через карданную передачу соединен со щелевым диском, входящим в систему численного определения длины. Толщина измеряемых полос 2 8 мм, их ширина 100 600 мм; материал роликов сталь 45.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ ДВИЖУЩЕГОСЯ ПОЛОСОВОГО ПРОКАТА, преимущественно заготовки для профилирования, содержащее мерительный ролик, установленный с возможностью контакта с полосой и жестко связанный с ним датчик оборотов, отличающееся тем, что оно снабжено поддерживающим роликом, установленным под мерительным роликом с расположением их осей в одной вертикальной плоскости и отношением длины поддерживающего и мерительного роликов 3,0 3,8, отношением величин их диаметров соответственно 0,58 0,72, при этом ролики кинематически связаны парой шестерен, размещенных на их осях с передаточным числом, соответствующим величине отношения диаметров роликов.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между мерительным роликом и шестерней установлено трехподвижное кинематическое соединение.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2