Устройство для управления режимом обжатий на реверсивном прокатном стане

Своз Соеетсиин Соцналнсенц есин республннОП ИСАНИЕ ЗОВРЕТЕН ИЯ И ВХЮОЮМУ СВИДВУВЛЬО фоаолиитель Свид ву ев 22) Заявлеио 29.03,76 (21) 2341030/О В 37/ соедяиеиием заяви Государстаеннмй сметет Фааата Мнннораа СССР на делам нзебретеннй н атнрмтнй(4) Л,йтй опубликования описаиия Ж ОР621,771.2 вторитеобретеиив Л. Коген и А. С. Леиови Украинского государствемеаектропроект" и Коьемунгический институт го проектнорский Киевское отпелтелиинституте фТяжгорио-мет(Ы) УСТРОЙСТВО ДПЯ УП АВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ОВЖАТИй НА РЕВЕРСИВНОМ ПРОКАТНОМ СТАНЕ Изобретение касается горячей прокатки металла и может быть использовано для управления процессом прокатки на реверсивиых обжимных и толстолистовых прокатных станах.Известно устройство для автоматическогоуправления нажимными механизмами листовыхстанов горячей прокатки, обеспечивающее поддержание неизменным в каждом проходе. усилия прокатки 11.Расчет режима обжатий проводится всходяНаиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результатуявляется способ и устройство для его осущест. 15вления, предусматривающий расчет режима об.жатий исходя из сопротивления металла дефор.мацки 2,Известное устройство для управления режимом обжатнй не позволяет получить оптималь.ный по производительности процесс прокатки,основанный на учете реальных в режиме егоинтенсификации условий прокаткиСуществующие эмпирические формулы, свя. зывающие усилие прокатки равнодействующую контактных сил, с сопротивлением метал из таких параметров процесса прокатки, как 1 Осопротивление металла деформации, температура металла, геометрические параметрй прокатки, измеренное усилие прокатки. ла деформации, не учитывают всех влияющих факторов (например развитие деформации во времени).Коэффициенты, входящие в известные формулы, получены экспериментально в условиях прокатки, далеких от имеющих место по крайней мере при интенсификациипроцесса прокатки, Определение же их в режиме адаптации требует контроля всех влияющих параметров и факторов (обилие датчиков).Известные устройства для управления ре. жимом обжатий используют величину усилия прокатки, тогда как равнодействующая контактных сил, представляющая собой вектор, характеризуется еще и точкой приложения. Последнюю необходимо учитывать при опре. делении момента прокатки. Определение плеча равнодействующей в реальных условиях прокатки не производится.Целью;изобретения является получение оп. тимального по производительности процесса прокатки,Достигается это тем, что в устройство для управления режимом обжатий, содержащее блок измерения исходной высоты заготовки, блоки измерения величины обжатий и момен. та прокатки в каждом проходе, введены блок определения нейтрального угла, подклюценйыйСэ) зна выход блока определения угла захвата, на вход которого подключен блок измерения величины обжатия; блок перевода реального процесса прокатки в базовые условия трения, на выходы которого подключены блоки определения угла захвата н нейтрального угла, подклю ченные также на входы блока определения силы трения на входе металла в валки, на другой вход которого подключен блок измерения момента прокатки, блок определения силы трения на входе металла в валки, а в обратную связь включен адаптивный функциональный преобразователь, на вход которого подключен блок определения степени деформации, на входы которого подключены блоки измерения величины обжатия и исходной высоты заготовки, блок перевода процесса прокатки из базовых 15 условий трения в условия следующего.прохода, на входы которого подключены блоки определения угла захвата и ьейтрального угла и блок перевода реального процесса прокатки в базовые условия трения,.командное устройство, подключенное к управляющим рходам20 всех блоков.На фиг.приведены реальные эпюры нормальных снл и снл трения; на фиг, 2 - экви- валентные эпюры контактных сил; на фиг. 3 - структурная схема устройства. 1. В данном проходе измеряют величину обжатия Лп и момент прокатки М,2. Реальный процесс прокатки условно переводят в базовые условия трения, характеризующиеся эквивалентными эпюрами контактн ы х сил, величиной показателя устойчивости Аи величиной обжатия ЛпБ.В качестве базисного обжатия принимают среднюю величину обжатия, в качестве базисного показателя устойчивости принимают его величину, обеспечивающую устойчивость процесса прокатки при максимальной величине обжатия Л 6, т. е.А,Ъ-. - р ус максгде ас= агс соз(- Амакс)д - диаметр валка.3, Определяют силу трения на входе металла в валки в выбранном базисе путем последовательного решения уравненийДля процесса прокатки, характеризующегося развитой зоной прилипания (обжимные и толстолистовые прокатные станы), предлагается реальные эпюры сил трения и нормальных сил заменить эквивалентными эпюрами контакт ных сил. Причем условием эквивалентности. является равенство моментов прокатки, равнодействующих контактных сил и нейтральных углов (у ) в обоих случаях. Следовательно, . речь идет о замещении реального состояния трения . эквивалентным, отличающимся лишь эпюрами распределения контактнМх снл. Такое замещение дает возможность для определения момента прокатки контролировать изменение в реальных условиях прокатки лишь одного параметра, а именно силы трения в од-. ном из сечений па образующей поверхности контакта, в нашем случае на входе металла в валки(р), при неизменных базовых условиях трении.Степень устойчивости процесса прокатки оп ределяется показателем устойчивости (А) и углом захвата (а ), Показатель устойчивости является функцией окружной скорости валков при прочих неизменных условиях прокатки. В то же время, как известно, момент прокатки не изменяется при изменении окружной ско. 56 рости валков,Перевод процесса прокаткииз реальных в некоторые базовые условия трения, определяемые величиной показателя устойчивости (А,) и величиной обжатия (ЛЙ), равносилен про. катке прн некоторой окружной скорости валков, отличной от реальной,Устройство управления режимом обжатий с учетом реальных условий прокатки реализует следующий алгоритм.(6) Здесь г - радиус валков.4, Определяют степень дефорнанннр по формуле ХАЙ 4 у ИС 446. Выбирают величину обжатия для следующего прохода путем перевода процесса прокатки из базовых условий трения в условия, определяемые последовательно зададаемой величиной обжатия ЛЬ. При этом последовательно решают, уравнения/где ЛЬ - суммарное с начала цикла управления обжатие;п - исходная высота полосы, измеренюсл"ная в начале цикла управления.5. Величины т 1 и Ц учитывают при восКстановлении функции т Р= 1, Данная функция автоматически учитывает влияние реальных условий прокатки (всех влияющих параметров и факторов) на момент прокатки в базовых условиях трения.где % - символ параметров следующего прохода.М-макснмально допустимый момент прокатки. Выбранным является оожатне, величина которого обеспечивает равенство (14),Управление режимом обжатия начинаетсясо второго прохода, В первом проходе в блоке 1 определения угла захвата по формуле (2) вы.чнсляется угол захвата ч по поступившей на его вход измеренной величине обжатия ЬЬ. Величина угла захвата поступает на вход блока 2 определения нейтрального угла, в котором вычисляется нейтральный угол (у ) по формуле (3). На вход блока 3 определения силы трения на входе металла,в валки поступают найденные значения углов захвата и нейтрального и измеренная величина момента прокатки МВ этом блоке по формуле (6) вычисляется сила трения на входе металла в валки т , Найденная величина силы трения и значения углов захвата и нейтрального вводятся в. блок 4 перевода реального процесса про- . катки в базовые условия трения, в котором вычисляется сила трения на входе металла в валки, в базовых условиях трения. Значение и величина степени деформации, вычисленная по формуле (8) в блоке Ь определения степени деформации поступают в адаптивный функциональный преобразователь 6, в котором восстанавливается функция еф= Щ).Затем осуществ,пяется перевод процесса прокатки из базовых условий трения в условия .следующего прохода, определяемые последовательно задаваемой нз командного устройства 8 величиной обжатия ЛЬ 30Устройство для управления режимом обжа.тий на реверсивном прокатном стане, содержащее. блок измерения исходной высоты заготовки, блоки измерения величины обжатня и момента прокатки в каждом проходе, отдичпющееся тем, что, с целью получения оптимальЗ 5 ного по производительности процесса прокатки, оно дополнительно содержит блок определения нейтрального угла, блок определения угла захвата, блок перевода реального про- цесса прокатки в базовые условии трения, блок определения силы трения на входе металла в 411 валки, адаптивный функциональный преобразователь, блок определения степени деформа.ции, блок перевода процесса прокатки из ба-, зовых условий трения в условия следующего прохода, командное устройство, причем блок, определения нейтрального угла подключен на выход блока определения угла захвата; на" вход которого подключен блок измерения величины обжатия, на вход блока перевода реального процесса прокатки в базовые условия трения подключены блоки определения уг О ла захвата и нейтрального угла, которые такжеподключены на первый вход блока определения силы трения при входе металла в валки, на второй вход блока определения силы тре ния. при,входе .металла в валки подключен 55блок измерения момента прокатки, а в обрат.ную связь включен адаптивный функциональный преобразователь, на вход которого внлк.чен блок определения степени деформации, входы последнего иодключеиы к блокам измерения исходной высоты заготовки и величины обжа- бО тий, на входы блока иереила .процесса иро. Фч. чссУ11 щМ"фйРМаыС (Й Вычисления по формулам (9), (11), (12) и (13) выполняются в блоках 1 2, 4 и 5, Воспроизведение функции (О) выполняется в блоке 6, включенном на вход блока 4. Вычисленные в блоках 1, 2 н 4 по величине обжатия ЬЬ значения и, у, т поступают на входы блока 7 перевода процесса прокатки из базовых условий трепня в условия следующего прохода, в котором по формуле (14) вычис. ляется момент прокатки, ожидаемый в следую. 10 15 20 5 щем проходе при обжатии ЛЬ. Результат вычисления сравнивается с заложенной в блок 7 величиной максимально допустимого момента прокатки М,При выполнении равенства (4) по сигналу с блока 7 процесс вычислений прекращается. Последнее значение .обжатня ЛЬ поступившее из блока 8 выводится как расчетное для следующего прохода. В последующих проходах цикл. вычислений происходит аналогично с сохранением в блоке шести функций т 1 = 1(Ц). Поскольку восстанавливаемая в процессе прокатки функция силы трения на входе металла, в валки в базовых условиях трения от .степени деформации учитывает влияние всех реальных условий прокатки, предлагаемое устрой. ство позволяет рассчитать величину обжатня . на следующий проход, обеспечивающую макси. мально допустимый момент прокатки.Такий образом, предлагаемое устройство лля управления режимом обжатий дает возможность интенсифицировать реальный процесс прокатки при минимуме контролируемых параметров.6 О 7611 Составитель А. АбросимовТехред О. Луговая . Корректор Н. Тупица Тираж 1087 Подписиое Редактор Т. ФадееЗаказ 27013; Государственного комитета Совета Министровпо делам изобретений и открытий ОЭ 5, Москва, Ж.ЗЬ, Раушская. ивб. д. 41 Ь ал ППП сПтеитэ, г. Ужгород, ул. Йроектиа ИПИ катки из базовых условий трения в условия следующего прохода подключены блоки одре- деления угла захвата, нейтрального угла и блок перевода реального процесса прокатки в базовые условия трения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство Ю 228739, кл, б 05 0 15/00, 1968.2. Патент США Я 3688555, кл. 72 - 6;972.