Устройство для автоматического регулирования толщины прокатываемого металла

ОПИСАНИИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских СоциалистическихРеслублик ВТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ б 1) Дополнительное к авт. свид-ву22) Заявлено 02.09,76 (21) 2402060/22-02 51) М. Кл,аВ 21 В 36/О с присоединением заявки Ъе сударствелиый комит СССР(23) Приорит ло делам изобретени 3) Опубликовано 15.03.79, Бюллетень Мо 105) Дата опубликования описания 15.03,79 3) УДК 621.771.23-415,016.3-5(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГОГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПРОКАТЫВАЕММЕТАЛЛА металлаОфм фс атия держатм не Изобретенйе относится к прокатному производству и может быть использовано настанах горячей и холодной прокатки.Наиболее близким к описываемому потехнической сущности и достигаемому результату является устройство 11 для автоматического регулирования толщины полосы с применением гидроцилиндров распораклети, состоящее из комбинированного нажимного устройства в составе обыч.ного нажимного механизма винтового типаи силового гидравлического цилиндра, расположенного под подушкой нижнего опорного валка, из тороидальной месдозы, измеряющей усилие прокатки, и блока месдоз 15с комбинированными рессорами, установленного между специальными выступами навнутренней стороне окон станины и балкой,находящейся между подушкой нижнегоопорного валка и гидроцилиндром. Выходы 20месдоз, измеряющих усилия прокатки иусилия прижатия балки к выступам станины, через первичные операционные усилители подключены к соответствующим входам конечного операционного усилителя, 25выход которого соединен с электрическимвходом регулятора давления рабочей среды силового, гидроцилиндра,Работа системы заключается в поднии межвалкового зазора постояннь зависимо от колебания давленияна валки,Система осуществляет следующий алгоритм: где ЬР - приращение давления металлана валки;ЛЯ - приращение давления прижбалки к выступам станины;М, - модуль жесткости клети;М, - модуль жесткости нижней частистанины (ниже специальных выступов в окнах) и калиброванных рессор,При отсутствии металла в валках нажимным устройством винтового типа устанавливается необходимое положение верхнего рабочего валка, а гидроцилиндром обеспечивается прижатие балки к выступам станины с усилием, превышающим максимальное усилие прокатки, При входе металла в зев между рабочими валками сигнал Р, от тороидальной месдозы с помощью схемы сравнения сравнивается с сигналом Р, пропорциональным расчетному значению давЬР ления металла на валки. Сигналфл пропорциональный их алгебраическоп сум(2) ме, поступает на один из входов схемы сравнения, на второй вход которой подается сигнал , пропорциональный алгео-фсраической сумме расчетного значения усилия Я прижатия балки к выступам станины и его фактического значения. Результирующий сигналЬР Лим Л 4 с на выходе схемы сравнения через регулятор давления управляет изменением давления жидкости в гидроцилиндре так, чтобы свести к нулю алгебраическую сумму сигналов, пропорциональныхЬР ЛЯиЛ 4 м Л 1 с Недостатком известного устройства является сложность изготовления калиброванных рессор, для которых требуется периодическая тарировка.Перемещение (Л 1) нижнего валка (гидроцилиндра) определяется с помощью месдоз, рассчитанных на измерение усилий, значительно превышающих усилия прокатки (Р), как И =, что влияет на точностььОЛ 4 срегулирования, так как абсолютная погрешность месдозы может составлять значительную относительную величину по сравнению с колебаниями усилия Я) прижатия балки к выступам станины в процессе прокатки.Кроме того, необходимо поддерживать высокие давления в силовом гидроцилиндре, так как усилие прижатия балки к выступам станины должно превышать суммарное значение максимального усилия прокатки и веса валковой системы, Высокое давление рабочей среды требует повышенной прочности гидравлической запорной и регулирующей аппаратуры, что приводит к ее усложнению.Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение точности регулирования продольной разнотолщинности полосы.Это достигается тем, что измеритель перемещения подушки нижнего валка выполнен в виде расположенных в выступах станины двух гидравлических однополостных цилиндров, поршни которых кинематически соединены с поршнем силового гидроцилиндра, а гидравлические полости объединены в один замкнутый гидравлический тракт, снабженный измерителем давления рабочей среды, электрический выход которого подключен к входу первичного операционного усилителя,На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства.Устройство состоит из силового гидроцилиндра 1, на поршне 2 которого установлена подушка 3 нижнего валка, двух однопо 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 лостных измерительных гидроцилиндров 4, расположенных в выступах 5 окон станины 6, поршни 7 которых кинематически связаны с поршнем 2 силового гидроцилиндра 1, и месдозы 8, установленной под нажимным винтом 9 для измерения усилия прокатки,Регулирование давления рабочей среды силового гидроцилиндра 1 осуществляется с помощью регулятора 10 давления, питаемого от насосного агрегата 11. Насосный агрегат одновременно через запорный клапан 12 подключен к гидравлическому тракту измерительных цилиндров 4, включающему в себя также цилиндр-компенсатор 13 и измеритель 14 давления рабочей среды.Электрический вход регулятора 10 давления подключен к выходу конечного операционного усилителя 15, на один вход которого от первичного операционного усилителя 16 подается сигнал, пропорциональный разности требуемого усилия прокатки (Р,) и его фактического значения, а на второй вход от первичного операционного усилителя 17 подается сигнал, пропорциональный разности заданного Я,) и фактического значений давления в замкнутом гидравлическом тракте.Устройство работает следующим образом.При отсутствии металла в клети регулятором 10 давления в силовом гидроцилиндре 1 устанавливается давление Р, которое по величине лишь несколько превышает массу комплекта подушек 3 и валков клети и обеспечивает прижатие поршня 2 к выступам 5 станины 6, После установки давления Р регулятор 10 давления герметизирует тракт силового гидроцилиндра 1. Поскольку при отсутствии металла в валках запорный клапан 12 открыт, поршни 7 измерительных гидроцилиндров 4 утоплены.После входа металла в валки станины 6 другие элементы клети упруго деформируются. Одновременно деформируется и гидравлический тракт силового гидроцилиндра 1.Коэффициент жесткости замкнутого гидравлического тракта силового гидроцилиндра 1 определяется как где Е - объемный модуль упругости жидкости;Р - диаметр силового гидроцилиндра;1 - высота столба жидкости, приведенная к диаметру,Величина упругой деформации нижней части станины 6 вместе с гидравлическим трактом гидроцилиндра 1+ Л,)где М, - коэффициент жесткости нижней части станины 6 до выступов 5.(6) Р КАр + М,.с Учитывая, что МгМс,Р - Ро=М,На эту величину перемещаются поршни 7 гидроцилиндров 4 и устанавливаются в положение активного регулирования. После этого закрывается запорный клапан 12, герметизируя рабочую среду в замкнутом объеме измерительных гидроцилиндров.С момента закрытия запорного клапана 12 в первичных операционных усилителях 16 и 17 производится сравнение действительного и заданного значений усилия прокатки и давления рабочей среды в измерительных гидроцилиндрах 4.При получении на выходе клети необходимой толщины металла, что может быть обеспечено при совпадении действительных и заданных значений усилия прокатки и давления рабочей среды, на выходе конечного операционного усилителя 15, как и на выходах первичных операционных усилителей 16 и 17, сигнал отсутствует.Изменение усилия прокатки Р вызывает пропорциональное изменение давления р рабочей среды в замкнутом гидравлическом тракте измерительных гидроцилиндров 4Кьо = ЬР (4) где КР - изменение усилия прокатки;Лр - изменение давления рабочейсреды в замкнутом измерительном гидравлическом тракте;К - коэффициент пропорциональности,Для поддержания постоянства межвалкового зазора, что эквивалентно стабилизации толщины прокатываемого металла, необходимо реализовать зависимость или поскольку М,/М,1, то ЬР К Ь М МгФормирование сигнала, пропорциональноЬРго , производится первичным операциМ,(онным усилителем 16, а пропорционально- го- усилителем 17.В усилителе 15 определяется несоответствиевеличин Выходной сигнал усилителя 15 управляет работой регулятора 10, который устанавливает необходимое давление рабочей среды в гидроцилиндре 1. 35 40 45 50 55 60 65 Для обеспечения постоянства межвалкового зазора, т. е. минимизации отклонения толщины от заданного значения, необходимо чтобы где ЛР - изменение усилия гидрораспора,обусловленное работой цилиндра компенсатора.Положительный эффект данного устройства состоит в том, что использование в качестве измерителя перемещения нижнего валка однополостных гидроцилиндров выгодно его отличает от применения блока месдоз с калиброванными рессорами, так как из канала измерения исключаются технологически сложные в изготовлении калиброванные рессоры, требующие периодической тарировки и месдозы с высокими крайними пределами измерения, погрешность которых сказывается на точности измерения перемещения нижнего валка; снижение давления в силовых гидроцилиндрах позволяет использовать менее сложное гидрооборудование. Формула изобретения Устройство для автоматического регулирования толщины прокатываемого металла, содержащее силовой гидроцилиндр, поршень которого взаимосвязан с подушкой нижнего валка, измеритель перемещения подушки нижнего валка, электрическим выходом соединенный с входом одного из двух первичных операционных усилителей, кинематически связанный с поршнем силового гидроцилиндра и выступами, выполненными на внутренней стороне окна станины, а также расположенный под нажимным винтом измеритель усилия прокатки, электрический выход которого подключен к входу второго первичного усилителя, при этом вход каждого из первичных операционных усилителей подключен к соответствующему входу конечного операционного усилителя, выход которого соединен с электрическим входом регулятора давления силового гидроцилиндра, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности регулирования продольной разнотолщинности, измеритель перемещения подушки нижнего валка выполнен в виде расположенных в выступах станины двух гидравлических однополостных цилиндров, поршни которых кинематически соединены с поршнем силового гидроцилиндра, а гидравлические полости объединены в один замкнутый гидравлический тракт, снабженный измерителем давления рабочей среды, электрический выход которого подключен к входу первичного операционного усилителя,651867 Источники информации,принятые во внимание при экспертизеСоставитель Ю. Рыбь Мозжеечкдва Техред Н. Строганова Корректор Е. Хмелева Реда кто Изд.309 Тираж 1034 Подписноеарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ипография, пр. Сапунова, 2 каз 688/1 НПО Поиск Го