Устройство для автоматического управления прокаткой труб с утоненными концами

:. Ъд,;г,гг. 778844 Союз Советскик Социалистическик Республик(22) Заявлено 21,1178 (21) 2686221/22-02с присоединениеа заявки йо(51)М. Кл. В 21 В 37/00 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(53) УДК 621. 774. .352(088.8) Дата опубликования описания 201180 Э. Н. Ершов, А. Д. Игнатенко, Л. М. Примаков,И. Т. Нападайло, В. М. Забутной, И. А. Грехов,Ю. И. Пустовойченко и А. И. Казаков(72) Авторы изобретения Научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт автоматизации черной металлургии(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОКАТКОЙ ТРУБ С УТОНЕННЫМИ КОНЦАМИ"валков на концах труб.Известно устройство, контролирующее положение движущегося прокатапри помощи датчиков положения концовпроката, суммирующих и вычитающихсчетчиков, элемента совпадения, коммутатора и запоминающего элементами,Однако указанное устройство неможет обеспечить необходимую точностьтак как не учитывает возможнйх изменений скорости труб и запаздыванияисполнительных устройств,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для автоматичес кого управления прокаткой труб с утоненными концами. Оно содержит двадатчика положения концов проката,генератор импульсов, ключ, вычитающий и суммирующий счетчики, многоразрядный вентильный блок, элемент совпадения, запоминающий элемент, Формирователь команд переноса, Формирова,тель импульса, сброса на нуль, причемдатчики положения концовпроката соединены через запоминающий элементодин выход которого. подключен к элементу совпадения и формирователю команд переноса, а другой соединен с 2ключом, с которым также соединен генератор импульсов, выход ключа подключен к суммирующему счетчику, к которому также подключен Формирователь 5 импульсов сброса на нуль, и к вычитаквему счетчику; суммирующий счетчикчерез многоразрядный вентильный блокк которому подключен Формирователькоманд переноса, соединен с вычитаю щим счетчиком, который в свою очередьчерез коммутатор соединен с элементомсовпадения 21.Это" устройство позволяет однозначно задавать со сравнительно большойточностью упреждение на включение нажимных устройств независимо от изменений скорости прокатки для обеспечениядополнительного обжатня передних концов труб.20 Недостатком известного устройстваявляется недостаточно высокая точностьобеспечения заданного, дополнительногообжатия передних концов труб, так какустрбйство.не учитывает возможных из менений запаздывания исполнительныхустройств и возможных изменений частоты генератора импульсов, а такженеобходимость выполнения ручных операций при Обслуживании устройства, 30 связанных с вводом в коммутатор времейи запаздывания исполнительных устройств в масштабе импульсов генератора.Цель изобретения - увеличение точ,ности заданного дополнительного обжатия передних концов труб для уменьшения отходов металла при последующемредуцировании труб с утоненными концамигЭта цель достигается тем, что вустройство, содержащее два.датчикаположения концов проката, вычитающийсчетчик, многоразрядный вентильный блок, Формирователь команд переноса,элемент совпадения, ключ и генератор импульсов, выход которого подключенк входу ключа, выход которого соеди нен с входом вычитающего счетчика, подключенного к выхбду многоразрядного зентильного блока, управляющий вход которого подключен к выходу Формирователя команд переноса, дополни О тельно введен датчик нижнего положения валков, реверсивный счетчик, дза ключа, схема ИЛИ, три элемента совпадения и три инвертора, вход первого инвертора соединен с выходом первого датчика положения концов проката, с первым управляющим входом первого ключаи с первыми входами первого, второго и третьего элементов совпадения, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента совпадения ЗО вход второго инвертора соединен с выходом второго датчика положения концов проката, с первым выходом первого элемента совпадения, с первым входомсхемы ИЛИ й с вторыми входами третье- Ы го и четвертого элементов совпадения, выход которого соединен со вторымвходом второго элемента совпадения, вход третьего инверторасоединен с выходом датчика нижнего положения вал-,Щ коз и третьим входом третьего элемента совпадения, выход которого соединен с,третьими входами второго и четвертого элементов совпадения, выход генератора импульсов соединен с перзымй входами второго и третьего ключей, со вторыми входами которых соединены соответственно выходы второго, и третьего элементов совпаденйя, а выход четвертого элемента совпадения соединей с входом Формирователя команд переноса, выходы второго и тре- .тъегО ключей соединены соответственно с первым и со вторым входами реверсивного счетчика, выход которого соединен с первым входом многоразряд ного вентильного блока, выход нулевого состояния вычитающего счетчика со единен со вторым входом первого эле.мента совпадения, выход которого соединен со вторым входом схемы ИЛИ. щоНа чертеже показана схема предлагаемого устройства.Датчики 1, 2 положения концов проката, например месдозы или Фотодатчики, устанавливаются так: датчик 2 в 65 Влети, где изменяется раствор валков, а датчик 1 - перед входом в эту клеть, например, в смежной, предшествующей клети. При этом расстояние между датчиками 1, 2 должно быть больше расстояния, проходимого передним концом прокатываемой трубы за время запаздывания исполнительных устройств при максимально возможной скорости прокатки. Датчик 3 нижнего положения валков, устанавлизаемгй, например, на нажимном устройстве, выдает сигнал при достижении валками минимального раствора (в нижнем положении валов) и прекращает выдачу сигнала в момент трогания валков при увеличении их раствора (при разведении). Выходы датчиков 1, 2, 3 подключены соответственно к первым входам элементов 4, 5, 6 совпадения, входу инвертора 7 и управляющему входу ключа ф 8, к второму входу элемента совпадения 5, первым входам элемента 9 совпадения и схемы ИЛИ 10 и входу инвертора 11, к третьему входу элемента .совпадения 5 и входу инвертора 12. Выходы инвертороЫ 7, 11, 12 подключены соответственно к второму входу элемента совпадения 9, к второму входу элемента совпадения 4, к третЬим входам элементов совпадения 4, 9. Генератор 13 импульсов постоянной частоты через ключи 14, 15, 8 подключен соответственно к суммирующему входу реверсивного счетчика 16, к вычитающему входу этого же счетчику, к входу вычитающего счетчика 17, соединенного через многоразрядный веитильный блок 18 с.реверсивным счетчиком 16 Управляющие входы ключей блок 18 соединены с реверсивным счетчиком 16. Управляющие входы ключей 14, 15 сбединены соответственно с вы ходами элементов совпадения 4, 5 а управляющий вход многоразрядного зентильного блока 18 через Формирователь 19 команд переноса подключен к выходу элемента совпадения 9. Выход нулевого состояния вычитающего счетчика 17 подключен к второму входу элемен та совпадения 6, выход которого соединен со вторым входом схемы ИЛИ, при срабатывании которого выдается команда на нажимное устройство для изменения раствора валков.Устройство работает следующим образом.В исходом состоянии перед прокаткой с дополнительным обжатием передних концов труб валки имеют нужный минимальный раствор и на выходе датчика 3 есть сигнал, на выходах датчиков 1, 2 сигналы отсутствуют. Поэтому на выходах инверторов 7, 11 есть сигналы, а на. выходе инвертора 12 сигнал отсутствует. Элементы совпадения 4, 5, 6, 9 схемы ИЛИ 10 и Формирователь .19 выключены, вентильный блок 18 закрыт. Генератор 13 включен, однако на входы счетчиков 16, 17, которые находятся в нулевых состояниях, импульсы не поступают, так как ключи 8, 14, 15 закрыты.При заходе конца первой прокатываемой трубы в клеть, где установлен датчик 1, последний срабатывает и на выходе инввртора 7 сигнал исчезает. Сигналом датчика 1 включается элемент совпадения 6 и открывается ключ 8, через который начинают поступать импульсы из генератора 13 на вход счетчика 17, состояние которого не меняется, так как он уже находится в нулевом состоянии. Сигнал с выхода элемента совпадения.б поступает на вход схемы ИЛИ 10 и включает его, что приводит к появлению на его выходе сигнала на включение исполнительных механизмов нажимного устройства клети, где установлен датчик 2.Через некоторое время запаздывания исполнительных устройств валки начинают разводиться, увеличивая свой раствор. В момент трогания валков выключается датчик 3 и на выходе инвертора 12 появляется сигнал, который включает элемент совпадения 4. Открывается ключ 14, через который начинают поступать импульсы из генератора 13 на суммирующий вход счетчика 16. Так как сигнал на включение нажимного устройства был выдан со слишком боль" шим упреждением, в момент выключения датчика 3 передний конец ещв не зашел в клеть, где установлен, датчик 2, и последний еще не сработал.Через некоторое время, которое как раз равно необходимому упреждению на включение нажимного устройства, передний конец заходит в клеть, где установлен датчик 2, и последний срабатывает, подтверждая включение схема ИЛИ 10. На выходе инвертора 11 сигнал исчезает, что приводит к выключению элемента совпадения 4, закрыванию ключа 14 и прекращению поступления импульсов на суммирующий вход счетчика 16, в котором, таким образом, оказывается записанным число, в масштабе импульсов генератора 13 эквивалентное необходимому упреждению, В этот момент времени в зависи-" мости от расстояния между датчиками 1 2, скорости прокатки и установленной для данной трубы длины утоненного переднего конца разведение валков может либо окончиться, либо еще продолжается. Ц первом случае труба будет прокатана без утонения переднего конца, а во-втором - с утоненным концом меньшей длины, чем требуется.После окончания разведения валков производится прокатка цилиндрической части трубы. При выходе заднего концатрубы из клети, гйе установлен датчик 1, последний выключается и навыходе инвертора 7 появляется сигнал.Закрывается ключ 8 и прекращается поступление импульсов из генератора 13 на вход счетчика 17, который при этомнаходится в нулевом состоянии. Сигналом инвертора 7 включается элемент совпадения 9, что приводит к срабатыванию формирователя 19,выходной импульс которого обеспечивает открывание многоразрядного вентильного блока 18 и перенос информациииз счетчика 16 в счетчик 17 По окончании переноса информации, т. е. поокончании импульса формирователя 19,блок 18 разъединяет счетчики 16, 17.Выключение датчика 1 приводит такжек выключению элемента совпадения б,однако схема ИЛИ 10 выключается, таккак на его другом входе есть сигнал15 от датчика 2.При выходе заднего конца трубы изклети, где установлен датчик 2, последний выключается и на выходе инвертора 11 появляется сигнал. Выклю 2 О чается элемент совпадения 9 и со входа формирователя 19 снимается сигналформирователь 19 готов к повторномувключению. Одновремьнно выключаетсясхема ИЛИ 10, снимая с исполнительных2 механизмов нажимного устройства клети, где установлен датчик 2, включающий их сигнал. Через некоторое времязапаздывания исполнительных устройстввалки начинают сводиться, При окончании сведения валков срабатывает датчик 3 и на выходе инвертора 12 сигналисчезает.Устройство пришло в исходное состояние для прокатки второй трубы. Приэтом состояние всех элементов устрой-.З ства, кроме счетчиков 16, 17, такоеже, как и.перед прокаткой первой трубы. В счетчиках же записана информа-ция (числа), в масштабе импульсов генератора 13 эквивалентная необходимому40 упреждению на включение нажимного устройства.Таким образом, первая труба прокатывается без гарантированного дополнительного обжатия переднего конца,чего можно избежать, предварительновведя, например вручную, в вычитающий счетчик 17 информацию (число), вмасштабе импульсов генератора 13 примерно эквивалентную необходимому уп 5 О реждению (на чертеже устройство ручного ввода не показано). При этомпрокатка первой трубы будет вестисьаналогично прокатке второй трубы.При заходе переднего конца второйпрокатываемой трубы в клеть, где установлен датчик 1, последний срабатывает и на выходе инвертора 7 сигналисчезает. Включение датчика 1 однаконе приводит к включению элемента совпадения б, так как счетчик 17 не навО ходится в нулевом состоянии, Сигналом датчика 1 открывается ключ 8 ина вход счетчика.17 начинают поступатьимпульсы из генератора 13, производяпоследовательное вычитание единиц из65 чйсла, записанного в счетчике 17. В778844 Работа устройства при прокаткекаждой последующей трубы аналогичнавго работе при прокатке второй трубы.Устройство по сравнению с изввстным увеличивает точность заданногодополнительного обжатия передних концов труб, так как автоматически корректирует при прокатке каждой трубыупреждение на включение нажимногоустройства; чтс исключает влияние .не только возможных. изменений скорос ти прокатки, но и влияние возможныхизменений запаздывания исполнительныхустройств и возможных изменений частоты генератора импульсов. Кроме того, при обслуживании устройстваис ключается какие бы то ни было ручныеоперации.таким образом, устройство позволяет автоматически задавать с высокойточностью упрежденйе на включение щ нажимного устройства независимо отизменений скорости прокатки, временизапаздывания исполнительных устройстви частоты генератора импульсов и может быть использовано при горячей 2 прокатке труб с изменением растворавалков на переднем конце трубы. формула изобретения третий вариант, Передний конец ЭО грубы заходит в клеть, гдв установлен датчик 2, раньше, чем начинают трогаться валки. Срабатывает датчик 2 и включает элемент совпадения 5, который открывает ключ 15, через который начинают поступать импульсы из генератора 13 на вычитающий вход реверсивного счетчика 16, производя последовательное вычитание единиц ,из числа, записанного в счетчике 16. 4) . Оййбвременно на выходе инввртора 11 сигнал исчезаетЧерез некоторое время валки .начинают трогаться и датчик 3 выключается, что приводит к выключению элемента совпадения 5, закрыванию ключа 15 и прекращению поступления импульсов из генератора 13 на вычитающий вход счетчика 16. Дальнейшая работа устройства в этом случае аналогична вго работе при прокатке первой трубы, лишь с той разницей, что з счетчиках 16, 17 будут, записаны откорректированные и уменьшенные по сравнейию с первой трубой числа. В первом из рассмотренных случаев после прокатки получается труба с утоненным передним концом заданной длины, во втором случае - с утоненным передним концом несколько меньшей длины по сравнению с заданной,и в тре- щ тьем - с утоненным передним концом -несколько большей длины по сравнению с заданной, Йри этом на конце трубы прокатывается небольшой цилиндрический участок. 65 момент уменьшения числа в счетчике 17до нуля, т. е. через необходимое вре-,мя упреждения на включение нажимногоустройства, последовательно срабатывают элемент совпадения 6 и схемаИЛИ 10 и выдается сигнал на включение нажимного устройства. Возможныследующие три варианта работы устройства.Первый вариант. Момент троганиявалков и момент захода переднего конца трубы з клеть, где установлен датчик 2, совпадают. При этом одновременно срабатывает датчик 2 и выключается датчик 3, поэтому элементысовпадения 4, 5 не срабатывают, ключи14, 15 не открываются и в счетчике.16 ООХраияется информация, эайисаннаяв нем при прокатке первой трубы. Вдальнейшем устройство работает так"же,"как-И при прокаткв первой трубы.Второй вариант. Валки начинают,трогаться раньше, чем передний конецтрубы заходит в клеть, гдв установлендатчик 2. Работа устройства в этомслучае аналогичйа его работе при прокатке первой трубы, лишь с той раз=ницей, что в счетчиках 16, 17 будутзаписаны откорректированйые и увеличенные по сравнению с цервой трубойчисла,Устройство для автоматического управления прокаткой труб с утоненными концами, содержащее два датчика положения концов проката, зычитающий сФетчик, многоразрядный вентильный блок, формирователь команд переноса, элемент совпадения, ключ и генератор импульсов; выход которого подключен к входу ключа, выход которого соеди" нен с входом вычитающего счетчика, подключвнйого к выходу многоразрядного вентильного блока, упразляЮщий вход которого подключен к выходу формирователя команд переноса, о тл и ч а ю щ е в с я тем, что, с целью увеличения. точности толщины стенки передних концов труб, устройство дополнительно содержит датчик нижнего положения валков, реверсизный счетчик, два ключа, схему ИЛИ, три эле - мента совпадения и три инвертора, причем вход первого инвертора соединен с выходом первого датчика положения концов проката, с первым управляющим входом первого ключа и с первыми входами первого, второго и третьего элементов совпадения,. а выход которого соединен с первым входом четвертого элемента совпадения,. вход второго инвертора соединен с выходом второго датчика положения концов проката, с первым выходом первого элемента совпадения, с первым входом схемы ИЛИ и с вторыми входами третьего и четвертого элементов совпадения, а выход котоРого соединен со вторым входом второго элемента совпадения, вход третьего инзвртора соединен а778844 Составитель А. Абросимов .меля Техред М.Кузьма Корректор В. Синицк Редактор каз 789 Тираж 986 ВНИИПИ ГосУДаРств по делам иэобр 113035, Москва, Ж, Подписноенного комитета СССРтений,и открытийРаушская наб., д. 4/5 нтск, г. ужгород, ул. Проектная лиал ППП выходом датчика нижнего положения валков и третьему входу третьего элемента совпадения, выход мторого соединен с третьима входами Второго ичетвертого элементов совпадения, выход генератора импульсов соединен спервыми входами второго и третьегоключей, со вторыми входами которыхсоединены соответственно выходы второго и третьего элементов совпадения,а выход четвертого элемента совпадения соединен с входом формирователякоманд переноса, выходы второго итретьего ключей соединены соответственно с первым и со вторым входамиреверсивного счетчика, выход которого соединен с первым входом многоразрядного вентильного блока, выход нулевого состояния вычитакщего счетчика соединен со вторым входом первогоэлемента совпадения, выход которогосоединен со вторйм: входом схемы ИЛИ,Источники информации,принятые во вйимание приэкспертизе1, Патент ГДР В 108663,кл. В 21 В 17/08, 1974.2. Авторское свидетельство СССР9 442863, кл. В 21 В 37/00, 1974.