Гидравлическое нажимное устройство прокатного стана

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 961810Опубликовано 30.09.82. Бюллетень36Дата опубликования описания 30.09.82 па делам кзавретений и аткрытий(54) ГИДРАВ,ЛИЧЕСКОЕ НАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО ПРОКАТНОГО СТАНА1Изобретение относится к классу прокатного оборудования и предназначено для использования на листовых прокатных станах, оснащенных гидравлическими нажим- ными устройствам.Известен следящий гидропривод дроссельного регулирования с двусторонним управлением, в котором благодаря дополнительной обратной связи по. давлению в рабочей полости гидроцилиндра давление нагнетания регулируется в функции внешней нагрузки, приложенной к штоку гидроцилиндра. В результате этого на управляющих щелях четырехкромочного золотника поддерживается постоянный перепад давления, что приводит, во-первых, к стабилизации скорости движения штока гидро- цилиндра независимо от внешней загрузки, а во-вторых, обусловливает меньший износ управляющих кромок золотника и, следовательно, увеличивает долговечность работы всего гидропривода 1.Применение данного решения в качестве гидравлического нажимного устройства связано со значительными первоначальными затратами, обусловленными применением дополнительной гидроаппаратуры вы 2сокого давления с большими проходными сечениями, и с большими затратами подво- димой энергии, так как сеть высокого давления должна питать обе полости гидроцилиндра,Известно также золотниковое управляющее устройство, в котором компенсация изменения давленйя внешней нагрузки реализуется с помощью метода силовой компенсации 2 .Применение данного решения для гидон.равлического нажимного устроиства прокатного стана затруднено из-за необходимости использования рычажной системы и большого числа подвижных элементов, что снижает точность и надежность работы уст ройства.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидравлическое нажимное устройство, используемое в системе регулирования модуля клети.Гидравлическое нажим ное устройствопредставляет собой замкнутую позиционную систему, состоящую из двухполостного гидроцилиндра,электрогидравлического усилителя, преобразователя перемещенийпоршня гидроцилиндра, узла сравнения и масштабирующего усилителя, Регулирование положения поршня гидроцилиндра и, следовательно, величины валкового зазора производится по сигналу месдозы, установленной в клети 13.Однако в указанном устройстве не обеспечивается одинаковая динамическая точность стабилизации валкового зазора во всем диапазоне усилий прокатки и сокращается долговечность гидравлического нажимного устройства.Первый недостаток объясняется следующим, Нагружение поршня гидроцилиндра переменной силой приводит к изменению коэффициента усиления ветви электрогидравлический усилитель - гидроцилиндр, причем максимальное значение этого коэффициента имеет место при нимальной противодействующей и максимальной сопутствующей нагрузках. Настройка позиционной системы выполняется в расчете на максимальное значение коэффициента. Однако большая часть работы системы протекает в условиях, когда нагрузка на гидроцилиндр отличается от указанных предельных значений, в результате чего коэффициент усиления системы меньше максимального, Поэтому и быстродействие позиционной системы будет меньше, а это, в свою очередь, увеличивает ошибку воспроизведения задающего сигнала.Второй недостаток объясняется тем, что при работе гидравлического нажимного устройства имеют место большие перепады давлений на щелях электрогидравлического усилителя, форсирующие износ его кромок,Цель изобретения - обеспечение высокой точности регулирования валкового зазора во всем диапазоне усилий прокатки и увеличение долговечности гидравлического нажимного устройства.Указанная цель достигается тем, что в гидравлическое нажимное устройство, установленное в прокатной клети, оснащенной месдозой, последовательно соединенной с вторичным преобразователем усилия прокатки и блоком регулирования модуля клети, состоящее из двуполостного гидроцилиндра, первичного преобразователя перемещений, кинематически связанного с поршнем гидроцилиндра, вторичного преобразователя перемещений, узла сравнения, масштабирующего усилителя и электрогидравлического усилителя, причем выход блока регулирования модуля клети соединен с первым входом узла сравнения, второй вход которого соединен с выходом вторичного преобразователя перемещений, выход узла сравнения через масштабирующий усилитель соединен с входом электро- гидравлического усилителя, выход которого соединен с поршневой полостью гидроцилиндра, дополнительно установлены первичный и вторичный преобразователи 5 10 15 20 25 ЭО 35 40 45 50 55 давления в поршневой полости гидроцилиндра, регуляторы давления в линии нагнетания и в линии слива электрогидравлического усилителя, регулятор низкого давления в линии штоковой полости гидроцилиндра, задатчик перепада давления, выход которого соединен с первыми управляющими входами регуляторов давления, а их вторые управляющие входы соединены с выходом вторичного преобразователя давления.На чертеже изображена структурная схема гидравлического нажимного устройства, используемого в системе регулирования модуля клети.Гидравлическое нажимного устройство состоит из двуполостного гидроцилиндра 1 с поршневой А и штоковой Б полостями, первичного 2 и вторичного 3 преобразова. телей перемещений, узла 4 сравнения, масштабирующего усилителя, электрогидравлического усилителя 6, состоящего из электромеханического преобразователя 7 и управляющего золотника 8, на нагнетательной линии 9 которого установлен регулятор 10 давления нагнетания, а на сливной линии 11 установлен регулятор 12 давления слива, на линии 13 штоковой полости Б установлен регулятор 14 низкого давления, в поршневой полости А установлен первичный преобразователь 5 давления, выход которого соединен с входом вторичного преобразователя 16 давления, Первые управляющие входы регуляторов 1 О, 12 и 14, дав. ления соединены с выходом задатчика 17 перепада давления на щелях управляющего золотника 8, а вторые управляющие входы этих регуляторов соединены с выходом вторичного преобразователя 16 давления, Первичный преобразователь 2 перемещений кинематически связан с поршнем гидроцилиндра 1. Гидравлическое нажимное устройство расположено в нижней части клети кварто, состоящей из станины 18 закрытого типа, двух валков 19 с подушками и содержащей месдозу 20, последовательно соединенную с вторичным преобразователем 21 величины усилия прокатки и блоком 22 регулирования модуля клети. Выход блока 22 соединен с первым входом узла 4 сравнения, второй вход которого соединен с выходом вторичного преобразователя 3 перемещений, а выход через масштабирующий усилитель 5 соединен с входом электро- гидравлического усилителя 6,При рассмотрении работы гидравлического нажимного устройства следует различать диапазон малых нагрузок и диапазон больших нагрузок.Малой нагрузкой называют такую нагрузку на штоке гидроцилиндра 1, которая создает в поршневой полости А гидроцилиндра давление, меньшее заданной величины. Большой нагрузкой называют такую нагрузку, которая создает в поршневой961810 А = д зад 3 1-11 1-12 Формула изобретения 5полости А гидроцилиндра давление, большее или равное заданной величине.Гидравлическое нажимное устройствоработает следующим образом,Регулирование положения поршня гидроцилиндра 1 и, следовательно, величинывалкового зазора производится по сигналумесдозы 20. На первый вход узла 4 сравнения с выхода блока 22 регулирования модуля клети подается сигнал Ц о величинедополнительной деформации станины 18,вызванной отклонением внешней нагрузкиот заданного значения. На второй вход узла 4 сравнения с выхода вторичного преобразователя 3 перемещений подается сигналС 2 о величине отклонения текушего положения поршня гидроцилиндра 1 от заданного значения. На выходе узла 4 сравненияформируется сигнал который через масштабируюший усилитель 5 подается на вход электрогидравлического усилителя 6, преобразующего электрический сигнал в силовой поток жидкости через управляющий золотник 8.При движении поршня гидроцилиндра 125 вверх во всех диапазонах нагрузок силовой поток жидкости с помощью регулятора 10 давления нагнетания и управляющего золотника 8 подается в поршневую полость А. Штоковая полость Б через линию 13 и регулятор 14 низкого давления соеди иена со сливом. Регулятор 10 давления устанавливает в нагнетательной линии 9 управляющего золотника 8 величину давления нагнетания, равную н А + аф35 где Р - давление в нагнетательной линии 9;Рл - текущее значение давления впоршневой полости А гидроци 40линдра;Рвеличина заданного перепададавления на щелях управляюшего золотника 8.При движении поршня гидроцилиндра 1 вниз в диапазоне больших нагрузок жид кость из поршневой полости А под действием давления прокатываемой полосы 23 на валки 19, веса подвижных частей нижней валковой группы через сливную щель управляюшего золотника 8, линию 11 слива и регулятор 12 давления отводится на слив. Регулятор 12 давления устанавливает в линии 11 слива управляющего золотника 8 величину давления слива, равную Р =Р - дР пиРРСЛ А Ьа ри А д За 55 Р = О, при РЛ (дРЗад1 где Р - давление в линии 11 слива.При движении поршня гидроцилиндра 1 вниз в диапазоне малых нагрузок, когда в линии слива устанавливается нулевое давление, используется регулятор 14 низкого давления в штоковой полости Б гидроцилиндра, с помощью которого в поршневой полости А поддерживается минимальное заданное давление, равное В итоге на нагнетательной и сливной щелях управляющего золотника 8 поддерживается постоянный перепад давления др - Рк - Р - Р - Р - д РЗадт который приводит к стабилизации коэффициента усиления ветви электрогидравлический усилитель - гидроцилиндр, а это, в свою очередь, приводит к тому, что позиционная система может иметь максимально возможное по условиям устойчивости быстродействие без необходимости изменения коэффициента усиления масштабируюшего усилителя 5 в зависимости от внешней нагрузки.Максимальное быстродействие обеспечивает минимальную ошибку воспроизведения позиционной системой задающего сигнала.Кроме того, ограниченная величина перепада давления на щелях управляюшего золотника уменьшает интенсивность износа его кромок, что приводит к увеличению надежности гидравлического нажимного устройства.Применение изобретения позволит одновременно обеспечить высокую точность регулирования толщины прокатываемой полосы, увеличить долговечность гидравлического нажимного устройства и, как вторичный эффект, увеличить производительность прокатного стана за счет увеличения скорости опускания поршней в паузе прокатки благодаря наличию подпора. При этом значительно повышается качество переходных процессов следующей системы и упрощается структура электронной части последней в связи с. тем, что отпадает необходимость в специальных мерах по самонастройке системы. Гидравлическое нажимное устройство прокатного стана установленное в прокатной клети, оснащенной месдозой, последовательно соединенной с вторичным преобразователем усилия прокатки и блоком регулирования модуля клети, состояшее из двуполосного гидроцилиндра, первичного пре 967образователя перемещений, кинематически связанного с поршнем гидроцилиндра, вторичного преобразователя перемещений, узла сравнения, масштабирующего усилителя, причем выход блока регулирования модуля клети соединен с первым входом узла сравнения, второй вход которого соединен с выходом вторичного преобразователя перемещений, выход узла сравнения через масштабирующий усилитель соединен с входом электрогидравлического усилителя, выход которого соединен с поршневой полостью гидроцилиндра, отличающееся тем, что, с целью обеспечения высокой точности регулирования величины валкового зазора и повышения долговечности гидравлического нажимного устройства, в нем дополнительно установлены первичный и вторичный преобразователи давления в поршневой поло 1810 сти гидроцилиндра, регуляторы давленияв линии нагнетания и в линии слива электрогидравлического усилителя, регуляторнизкого давления в линии штоковой полости гидроцилиндра, задатчик перепада5 давления, выход которого соединен с первыми управляющими входами регуляторовдавления, а их вторые управляющие входысоединены с выходом вторичного преобразователя давления,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Тумаркин М. Б. Гидравлические следящие приводы, М., Машиностроение, 1966с. 201 - 202, рис. 72.2. Патент США, М 4036245,кл. 137/117, 15 В 13/08, 1977.3. Патент Японии Мо 51-43821,кл. 12 С 2 11,4/В 21 В 37,12, 1976.д. 4/5ектнан Редактор С. ТараненкоЗаказ 6959/12 ВНИИПИ Госу по делам 113035, Москва,Филиал ППП ПатеСостав ител ь Ю. РТехред А. БойкасТираж 845арственного комитзобретений и откЖ - 35, Раушскант, г. Ужгород, ул орректор Е. Рош Подписное СР ета С рытии наб.,