В. н. хлопонин и в. п. полухинмосковский ордена трудового красного знаменн институт стали и сплавов

 

— Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3!0707

Зависимое от авт. свидетельства Хе—

Заявлено 19.Ч.1970 (Ме 1436496/22-2) МПК В 21с 51!00

В 21в 27 00 с присоединением заявки—

Приоритет—

Опубликовано 09.VII I.1971. Бюллетень Хе 24

Дата опубликования описания 19.Х.1971.

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.771.07.08 (088 8) Авторы изобретения

В. H. Хлопонин и В. П. Полухин

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ И ЛИНЕЙНЫХ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ВАЛКА В ПРОЦЕССЕ ПРОКАТКИ

Известны устройства контроля профиля прокатываемой полосы, содержащие датчики.

Предлагаемое устройство отличается тем, что в теле валка установлен гироскопический механизм, о бразующий неподвижную систему отсчета. Это позволяет повысить точность регулирования продольного и поперечного профиля полосы. Кроме того, для выделения сигнала перемещения оси валка и сохранения настройки устройства,при изменении раствора валков датчик угла выполнен в виде головки, имеющей две рабочие поверхности, описанные по циклической кривой, а головка снабжена приводом вертикального перемещения, синхронизированным с приводом нажимных винтов.

На фиг. 1 показана общая схема устройства; на фиг. 2 — конструктивное исполнение устройства в целом; на фиг. 3 — конструктивное исполнение головки; на фиг. 4 разрезы по А — А и Б Б на фиг. 3; на фиг. 5 — механизм отсчета; на фиг. 6 — крепление кодового сектора; на фиг. 7 — рабочая поверхность головки.

В теле валка 1 в обойме 2 на подшипниках 3 помещен корпус 4, который, благодаря крышке 5, прикрепленной к подушке б, при вращении валка 1 может не вращаться. Винты 7, расположенные по три по окружности под углом 120, могут быть использованы для выставления оси обоймы по оси шейки валка.

В корпусе 4 на внешней оси 8 установлен гироскоп 9, а с обеих ее сгорон неподвижно закреплены кодовые диски 10 и 11. Диски выполнены из оптического стекла с кодом, нане5 сенным в виде сочетания прозрачных и пепрозрачны. площадок. Световой поток от источников света 12 и 13 соответственно через кодовые диски 10 и 11 и оптическое устройство поступает на фотоэлементы 14 и 15. При этом

)o источник света 13 и соответствующие ему фотоэлементы 15 расположены на рычаге 16, закрепленном неподвижно относительно корпусаа 4. И сточ н и к света 12 и соответствующие ему фотоэлементы 14 расположены на ры1 чаге 17, имеющем соосную с осью 8 ось вращения в корпусе 4. Рычаг 17 через систему шестерен 18, 19, 20 и рычаг 21 с осью 22 вращения через шарики 23 от укрепленной на стойке 24 головки 25 может поворачиваться

2О при вертикальном перемещении головки (при вертикальном перемещении оси валка) .

Стойка 24 может вертикально перемещаться от электродвигателя 2б через муфту 27 и редуктор с системой передач 28 — 30, аналогич25 ной системе привода нажимных винтов. Электродвигатель 2б имеет электрическую связь

31 через систему управления станом (СУ) и систему управления нажимными винтами (СУН) 32 с двигателями нажимных винтов зо (ДН) 33. Общее передаточное число электродвигатель 26 — стойка 24 равно общему пере. даточному числу двигатель нажимного винта — нажимной в иHT.

Электродвигатель 26 и редуктор установлены на раме 84, закрепленной на станине 85 штифтом 86 и имеющей ось вращения 87. Головка 25 может перемещаться в горизонтальной плоскости при помощи микрометрического винта 88. К стойке 24 на оси 89, установленной неподвижно относительно стойки, крепится маятник 40, который необходим для горизонтальной выверки головки 25. Кроме того, на оси 89 в металлической оправе 41 неподвижно закреплен кодовый сектор 42, выполненный из прозрачных и непрозрачных площадок. Световой поток от источника света 48 через кодовый сектор 42 и оптическое устройство поступает па фотоэлементы 44. При этом и!сточник света 48 и фотоэлементы 44 установлены на массивной раме 45, которая подвешена на плоских пружинах 46 к оси 89. На раме 45 имеются клеммы 47 и 48, которые от клеммы 49 через металлическую оправу

41 могут проводить электрический ток к клемме 50 пли 51 в зависимости от нозожения рамы 45 в пространстве.

Головка 25 имеет две поверхности а и б, по которым перекатываются шарики 28. Обе поверхности получены как след точки окружности, перекатывающейся по прямой линии с заданным проскальзыванием, благодаря чему перемещениям б и 26 головки (пли валка) по вертикали соответствуют углы, поворота у и 2у рычага 21 относительно оси 22. Фотоэлементы

14, 15 и 44 соответственно каналами 52, 58 и

54 связаны со счетно-решающим прибором (СРП) 55, который через систему управления (СУ) 56 связан с системой управления пажпмными винтами СУН, двигателем главного привода ДГ (57) и двигателем гидромеханического устройства ГУ (58) п ротивогиба валков.

Лп алогичны и Iio 1

l251TI1IIIie хстановлеllы llсто HHk света 60 и фотоэлементы 61, которые каналом 62 связаны с

СРП. Маятник 59 используется для перво!!ачального контроля перекоса ва II«1.

OlIpezc.". le!I!le !!olio IieIIlaH Ha i!

Предварительно, независимо от наличия валков в клети, при помощи маятника 40 стойка

24 с головкой 25 выставляется горизонтально. При перекосе стойки 24 рама 45 поворачивается относительно оси 89, свет от источника света 48 попадает на фотоэлемент 44, отсчитав, благодаря кодовому сектору 42, определенное количество импульсов, которые по каналу 54 поступают "счетчик СРП,,где они просумми руются и на выходе счетчика дают необходиму1О информацию о текущем значении угла перекоса стойки 24. Перекос стойки 24 в диаметральном направлении фиксируется клеммами 47 и 48, через которые, в зависимости от перекоса сто11кп, замыкается цепь

5 о

25 !

О

40 ч5

65 между клеммуми 49 — 50 ити 49 — 51. После установки валков в клеть рама 84 поворачивается относительно оси 87 и закрепляется шти ф том 86.

Перекос валка при отсутствии металла между валками вызывает поворот рычага 16 относительно кодового диска Il, угловое положение которого, как и внешней оси 8 гироскопа 9, сохраняется.

В результате световой поток от источника света 18 попадает на фотоэлементы 15, отсчитывает определенное количество импульсов, которые по каналу 58 поступают в счетчик

СРП, где они суммируются и на выходе из счетчика дают информацию о текущем значении угла перекоса валка. Сигнал о перекосе валка через СУ передается в СУН и таким образом в!ключением электропривода нажимных винтов перекос валка Hlcilра вляется.

Так как после разаррети рования гироскопа 9 первоначальное положение его внешней оси 8 не может служить базой отсчета угла перекоса валка (первоначальное), контрольное определение возможного перекоса валка осуществляется маятником 59, фотоэлементы 61 которого по каналу связи 62 дают СРП информацию о текущем значении угла перекоса валка и о необходимости его исправления включением ДН. В последующей работе маятник 59 может быть отключен.

В процессе прокатки валок 11згибается н рычаг 16 вместе с источником света 18 и фотоэлементам!и 15 меняет свое угловое положение в пространстве, в то время как угловое положение кодового диска 11, как у>ке было сказано, сохраняется. В результате световой поток от источника света 18 попадает на фотоэлементы 15, отсчитывает определенное количество импульсов, которые по каналу 58 поступают в счетчик СРП, где они суммируются и на выходе из счетчика дают сведения об угле поворота оси шейки валка из-за его изгиба.

Известно, что прогиб оси валка может быть представлен многочленом, например прогиб оси рабочего валка стана квартомногочлепом вида у=а!!+а!х+а,х2+а х +а!х . Неизвестные коэффициенты а„многочлена при отсутствии противогиба валка вполне определены симметрией .прогиба оси валка относительно центра полосы и условиями в точке Л нулевого прогиба оси валка:

1! !11

О, у., — Î. у, О,, 1д . где а — угол поворота o«li шейки валка из-за его изгиба, известный па выходе счетчика СРП.

Полученная СРП информация об угле поворота оси шейки валка из-за его изгиба и о прогибе оси валка через СУ является исходной для работы системы противогиба валка.

Чрезмерный прогиб валка предшествует его поломке с последующим нарушением процесса прокатки полосы и простоем прокатного агрегата.

Заданн!1й г, СРП «з условия про iiiocni валка предельно допустимый изгибающий момент позволяет предупредить поломк валка. При этом текущие значения момента, изгибающего валок, известные через вторую производную многочлена, описывающего линию прогиба валка, в СРП непрерывно сопоставляются с заданным предельно допустимым изгибающим моментом.

При превышении предельно допустимого изгибающего момента валка СРП через СУ подает сигнал приводу нажимных винтов на отвод валков от полосы и приводу стана на его останов.

Ось валка в процессе прокатки из-за изменения сопротивления материала полосы деформации, разнотолщинности подката, жесткости клети и других причин меняет свое положение в пространстве, перемещаясь по вертикали параллельно самой себе. Этомуперемещению сопутствует изгиб оси валка. Перемещение оси,валка в вертикальной плоскости на величину 6 относительно неподвижной головки 25 вызывает поворот на угол у рычага 21, который через систему шестерен 18, 19, 20 передается рычагу 17 с установленными на нем источником света 12 и фотоэлементами 14.

При повороте рычага 17 кодовый диск 10, как и внешняя ось 8 гироскопа 9, сохраняет свое угловое положение в пространстве. В результате световой поток от источника света 12 попадает на фотоэлементы 14, отсчитывает определенное количество импульсов, которые по каналу 52 поступают в счетчик СРП, где они просуммируются и на выходе из счетчика дают информацию о совместном перемещении оси валка в вертикальной плоскости из-за поворота оси шейки валка и параллельного смещения.

Для получения сведений о величине перемещения оси валка по вертикали параллельно самой себе из полученной информации необходимо исключить смещение оси валка из-за поворота его шейки. Это осуществляется в СРП путем сопоставления информации от фотоэлементов 14 и 15, предварительно приведенной к одному масштабу. Сведения о параллельном перемещении оси валка по вертикали из СРП подаются в СУ, где служат исходной информац ией для управления ДН и ДГ.

Переходу стана на прокатку другого сортамента предшествует его настройка, связанная со значительными перемещениями иажимных

)P ВИНТОВ.

Одновременнно с этим выполняется настройка устройства на контроль за прокаткой нового сортамента. Настройка устройства сводится к включению через СУ электрической связи Л

1 между ДН и двигателем 26.

Благодаря равенству общего передаточного числа в системах электрод в игатель 2б стойка 24 и двигатель нажимного винта — нажимной винт, перемещению оси валка при на2р стройке стана на прокатку нового сортамента соответствует равное перемещение по вертикали головки 25.

Предмет изобретения

25 1. Устройство для измерения угловых и линейных перемещений валка в процессе прокатки, содержащее датчики, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования продольного и поперечного профиля полозр сы. оно выполнено в виде установленного в теле валка гироскопического механизма, образующего неподвижную систему отсчета.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью выделения сигнала перемещения

Зз оси валка, датчик угла выполнен в виде головки, имеющей две рабочие поверхности, описанные по циклической кривой.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что, с целью сохранения настройки устройства

4р при изменении раствора валков, головка снабжена приводом вертикального перемещения, синхронизированным с приводом режимных винтов.