Устройство для регулирования натяжения полосы при намотке в рулон

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 956091 Союз Соввтсиик.СоциалистическиеРеспублик(51) М. Кл. В 21 С 47/00 Ьеударетеенный квинтет СССР ао делам иэебретеннй н открытнй(72) Авторы изобретения нъе зда.: КПСС,Киевский институт автоматики им. ХХЧ 471) Заявитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПОЛОСЫ ПРИ НАМОТКЕ В РУЛОН 1Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано на листовых станах горячей и холодной прокатки,Известно устройство для регулирования натяжения полосы при намотке на шпулю. Натяжение измеряют на участке между парой подающих роликов и рулоном. Ведут постоянный контроль величины натяжения и регулируют изменение тока в обмотке возбуждения двигателя барабана и подающих роликов Г 13.Вследствие того что радиус рулона определяется не путем непосредственного измерения, а косвенно по усилию изгИба полосы при образовании круглого витка рулона, имеют место ошибки в определении плотности намотки полосы. 20Известно также устройство для регулирования натяжения полосы при намотке в рулон, содержащее систему управления электроприводом моталки и связанный с ней датчик текущего радиуса рулона 2 1.Однако это устройство не учитывает произвольных изменений свойств полосы в процессе намотки (толщины, модуля упругости сматываемого материала, температуры полосы и др.), Например, в результате изменений упругих свойств металла возможно произвольное изменение плотности намотки полосы в рулон: он может быть смотан менее плотным, чем необходимо. Неплотная намотка рулона может привести к межвитковому проскальзыванию, чем повреждается поверхность полосы; при дальнейшей термообработке рулона (остывании или отжиге) возможно нарушение режима термообработки вследствие, например, боль" щего проникновения газов между витками рулона. Если рулон распушен, то при охлаждении в него проходит значительное количество кислорода воздуха, что ведет к увеличенному окалинообраэованию. Кроме того, в некоторых слу40 ОКф= - ) (2)ф О )где О - теоретический диаметр рулотна, соответствующий идеаль но полной намотке материала,Величина коэффициента К всегдаменьше единицы и обычно составляет0,9Текущий фактический диаметр (ради ус) рулона измеряют с помощью датчика радиуса рулона, а теоретическийдиаметр рассчитывают по Формуле О. О + - ЬУ,Л(3) 3 956091чаях смотку полосы в рулон необходимовести в зависимости от угла поворота.барабана, например, тогда, когда несколько первых витков рулона должныбыть намотаны с большей плотностью,чем последующие, чем достигаетсяпрочность внутреннего диаметра рулона - он не распушивается внутрь, Указанное обстоятельство важно при крановых операциях с рулоном, при уста- Оновке рулона на разматывателе прилистоотделке.Целью изобретения является повышение качества намотки,Цель достигается тем, что устройство для регулирования натяжения полосы при намотке на рулон, содержащеесистему управления электроприводоммоталки и связанный с ней датчик текущего радиуса рулона, снабжено блоком задания коэффициента неплотностинамотки датчиком угла поворота барабана моталки, блоком вычисления коэфФициента неплотности намотки и элементом сравнения, при этом выход датчика 25текущего радиуса рулона соединен спервым входом блока вычисления коэфФициента неплотности намотки и входомблока задания коэффициента неплотности намотки, выход которого соединенс первым входом элемента сравнения,второй вход которого соединен с выходом блока вычисления коэффициента неплотности, а выход - с. входом системы управления электроприводом мотал 35ки, выход датчика угла поворота барабана соединен с вторым входом блокавычисления коэффициента неплотностинамотки.На чертеже представлена блок-схема устройства для регулирования натяжения полосы при намотке в рулон,Устройство содержит датчик 1 текущего радиуса рулона, систему 2 управления электроприводом моталки,датчик 3 угла поворота барабана моталки, блок 4 задания коэффициентанеплотности намотки, блок 5 вычисления коэффициента неплотности намоткии элемент сравнения 6, причем выходдатчика 1 текущего радиуса соединенс первым входом блока 5 вычислениякоэффициента неплотности намотки ивходом блока 4 задания коэффициентанеплотности намотки, выход которогосоединен с первым входом элемента55сравнения 6, второй вход которого соединен с выходом блока 5 вычислениякоэффициента неплотности намотки, а 4выход - с входом системы 2 управленияэлектроприводом моталки, выход датчика 3 угла поворота барабана соединен с вторым входом блока 5 вычисления коэффициента неплотности намотки,Датчик 1 текущего радиуса рулонаможет представлять собой ролик, катящийся по рулону, причем на валу ролика находится импульсатор.Система 2 управления электроприводом моталки обеспечивает необходимыйрежим питания электродвигателя,Датчик 3 угла поворота барабанамоталки представляет собой импульсатор, связанный с валом барабана.Блок 4 задания коэффициента неплотности намотки может представлятьсобой дешифратбр, который в зависимости от задания и угла поворота барабана обеспечивает на выходе заданный коэффициент.Блок 5 вычисления коэффициентанеплотности намотки представляет собой специализированное вычислительноеустройство, реализующее алгоритм вычисления теоретического диаметра Оти фактического коэффициента неплотности смотки Кф,Перед началом смотки полосы задаютнеобходимый закон изменения коэффициента неплотности смотки К З в виде где Оф - текущий фактический диаметррулона,Коэффициент неплотности смотки рулона определяется по Формуле где О - диаметр барабана моталки;О6 - толщина сматываемого материала;(4) дК = Кэ- Кф,5 9560Ч - суммарный угол поворота барабана моталки от моментаначала омотки до моментаизмерения.Величину Ь задают, исходя из номинальной толщины в случае же, если требуется повысить точность измерения, толщину можно заменить толщиномером и усреднить.Велицину угла поворота барабана 10 моталки Ч измеряют с помощью датчика.Для определения качества смотки полосы в рулон (т. е. плотности намотки рулона) производят расчет фактического коэффициента неплотности 15 смотки Кф по формуле (2), величину которого сравнивают с заданным коэффициентом по формуле (1). При этом величину КЗ выбирают в зависимости от данного текущего диаметра рулона 20 0. С помощью элемента сравнения находят разность заданного и фактического коэффициентов по .Формуле По велицине разности дК с помощью системы управления электродвигателями моталки величину управляющего воздействия на двигатель моталки с тем, чтобы минимизировать имеющуюся разность. На широкополосных станах 2000 горячей прокатки смотка полос происхо-дит на моталки, имеющие диаметр бараЭ 5 бана, составляющий 850 мм; пусть при смотке полосы толщиной 5 мм суммарный угол поворота барабана составил величину 100 Я ред, Теоретический диаметр рулона в соответствие с формулой (3) будет равен О, = 850 += 1350 мм .103 Б45Пусть измеренный датчиком радиусарулона фактический диаметр составил1535 мм, следовательно, коэФФициентнеплотности смотки, определяемый поформуле (2), равенЯ1350КЭ=1 - 0 88,Предположим, что закон изменения коэффициента неплотности смотки от диаметра задан для простоты в виде К 5 = 0,9 = сопэй,Ф тогда разность заданного и фактичес 91 6 кого коэффициентов,.определенная по формуле (4) ьК = 0,9- 0,88 = 0,02, показывает, что рулон наматывается с плотностью ниже заданной. В соответствии с величиной дК = 0,02 система управлекия электроприводом моталки вырабатывает сигнал, по которому скорость вращения электродвигателя увеличивается, чем обеспечивается увеличение натяжения смотки и, следовательно, увеличение плотности рулонаУстройство работает следующим образом.В блоке. 4 задания коэффициента неплотности намотки задают требуемую зависимость изменения коэффициента от радиуса в соответствии с формулой (1), а в блок.5 вычисления коэффициентов неплотности намотки - номинальную толщину полосы Ь диаметр барабана моталки Оо. С момента начала намотки начинается измерение фактического радиуса рулона с помощью датчика 1 текущего радиуса рулона и отсчет угла поворота барабана моталки с помощью датчика 3 угла поворота барабана моталки, и сигнал с датчика 1 текущего радиуса рулона поступает на вход блока 4 задания коэффициента не- плотности намотки и первый вход блока 5 вычисления коэффициента неплотности намотки, на второй вход которого поступает сигнал с датчика 3 угла поворота барабана моталки. В блоке 5 вычисления коэффициента неплотности намотки происходит вычисление текущего теоретического радиуса рулона по Формуле (3) и фактического коэффициента неплотности смотки по формуле (2). Сигнал, пропорциональный Фактическому коэффициенту Кф, поступает на второй вход элемента 6 сравнения, на первый вход которого поступает сигнал, пропорциональный теоретическому коэффициенту неплотности смотки Кт. Величина Кт выбирается в блоке 4 задания коэффициента неплотности намотки в соответствии с заданным законом.по формуле (1) от Фактического радиуса рулона.На выходе элемента 6 сравнения появляется сигнал рассогласования, пропорциональный разности, определяемой по формуле (4). Этот сигнал обрабатываетсяаз 6893/11 Тираж 845 Подписно НИИПИ ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,7 956091 8системой 2 управления электроприво- содержащее систему управления электродом моталки, в результате чего про- приводом моталки и связанный с нейисходит изменение скорости вращения датчик текущего радиуса рулона, о тэлектродвигателя, приводящее к умень. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цешению рассогласования, Пусть, на-лью повышения качества намотки, онопример, фактический коэффициент не- снабжено блоком задания коэффициентаплотности смотки К оказался меньше неплотности намотки, датчиком уг-.заданного, Тогда разность дК, опре- ла поворота барабана моталки,деленная по Формуле (4), положитель- блоком вычисления коэффициента неплотна; система 2 вырабатывает сигнал уп О ности намотки и элементом сравнения,равления электроприводом таким, что- при этом выход датчика текущего рабы скорость смотки была увеличена, диуса рулона соединен с первым входомчто ведет к увеличению плотности на- блока вычисления коэффициента неплотмотки. Если разность ьК отрицатель- , ности намотки и входом блока заданияна, система 2 уменьшает скорость на коэффициента неплотности намотки,мотки, Число коррекций натяжения за- выход которого соединен с первым вховисит от конкретной схемы процесса, дом элемента сравнения, второй входвыбранного закона и требуемой точ- которого соединен с выходом блока выности регулировки. числения коэффициента неплотности, аРеализация данного устройства для 20 выход - с входом системы управлениярегулирования натяжения полосы при электроприводом моталки, выход датчинамотке в рулон позволяет по сравне- ка угла поворота барабана соединеннию с базовым объектом повысить ка- с вторым входом блока вычисления кочество намотки материала в рулон за эффициента неплотности намотки.счет получения рулона с заданной 25плотностью намотки, уменьшающей поте- Источники информации,ри металла, а также за счет улучше- принятые во внимание при экспертизения свойств материала при термообра. Патент Японии 12 С 20, У 53-26576,ботке рулонов., опублик. 1978,формула изобретения Зв 2, Авторское свидетельство СССРУстройство для регулирования натя- Р 619242, кл. 8 21 С 47/26, 10.11.76жения полосы при намотке в рулон, (прототип).