Устройство для автоматическогоуправления прокаткой труб сутоненными концами

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик и 816596п Э. Н. Ершов, АД. Игнатенко, В. Л. Либерм н, В. КВеЪфер,. А. И. Чекмарев, Э. А. Дервоед, Ю. И. Пустовойч ф и А;: И-., Казаков 3;4,"; 5 Д Научно-исследовательский и опытно-констр юаркиййй 1 стиЪут автоматизации черной металлургии(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОКАТКОЙ ТРУБ С УТОНЕННЫМИ КОНЦАМИИзобретение относится к горячей прокатке труб с изменением раствора валков на концах труб,Известно устройство, контролирующее положение движущегося проката при помощи датчиков положения концов проката, суммирующих и вы читающих счетчиков, элемента совпадения, коммутатора и заломинаюшего элемента 1.Однако указанное устройство не может обеспечить необходимую точность, так как не учитывает возможных изменений скорости труб и запаздывания исполнительных устройств.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для автоматического управления прокаткой труб с утоненными концами, которое содержит два датчика положения концов проката, генератор импульсов, ключ, вычитаюший и суммирующий счетчик, многоразрядный блок, элемент совпадения, запоминающий элемент, формирователь команд переноса, формирователь импульса сброса на нуль суммирующего счетчика и коммутатор, причем датчики положения концов проката соединены через 2запоминающий элемент, один выход которого подключен к элементу совпадения и формирователю команд перенрса, а другой со единен с ключом, с которым также соединен генератор импульсов, выход ключа подключен к суммирующему счетчику, к которому также подключен формирователь импульса сброса на нуль, и к вычитающему счетчику; суммирующий счетчик через многоразрядный вентильный блок, к которому подключен формирователь команд переноса, соединен 1 о с вычитающим счетчиком, который в своюочередь через коммутатор соединен с элементом совпадения 2.Это устройство позволяет однозначнозадавать со сравнительно большой точностью упреждение на включение нажимных 1 устройств независимо от изменений скоростипрокатки для обеспечения дополнительного обжатия передних концов труб.Недостатком известного устройства является его непригодность для обеспечения заданного дополнительного обжатия задних концов труб, так как устанавливаемые коммутатором упреждения в этом случае должны учитывать не только запаздывание исполнительных устройств, но и время прокат816596з 4ки утоненного конца, а ононо зависит от ско- больше большего из расстояний, проходимыхрости прокатки, а также необходимость вы- передним или задним концом прокатываеполнения ручных операций рр ций при обслужива-мой трубы за время запаздывания исполнии устроиства, свя занных с вводом в ком- нительных устройств и время разведенияз ывания исполнитель- или сведения валков при максимально возных устройств в масштабе импульсов гене можной скорости прокатки. Датчик 3 нижнего положения валков, устанавливаемый,ратора.иЦель изобретения - обеспечение задан- например, на нажимном устроистве, выдаетель изоного дополнительного оо обжатия задних кон- сигнал при достижении валками миннмальцов труо для умень шения отходов металла ного раствора (в нижнем положении валков)при последующем редуцировании труб с и прекращает выдачу сигнала в момент тро.1 О гания валков при увеличении их раствораУказанная цель достигается тем, что (при разведении). Выходы датчиков 1 - 3в устроиство, соде, содержащее два датчика по- подключены соответственно к входу инверложения концов проката, вычитающий счет- тора 4 и первому входу элемента 5 совпаз я ный вентильный блок, фор- дения, к входу инвертора 6 и первому входуния к вхо инве т а 8роватеь команд переноса, элемент сов- элемента 7 совпадения, к входу инверторападения, ключ и генератор импульсоввыход и вторым входам элементов 5 и 7 совпадени,15Я,которого подключен к входу ключа, выход Выходы инверторов 4, 6 и 8 подключеныкоторого соединен с вхс входом вычитающего соответственно к первым входам элементов 97счетчика, подключенногоенного к выходу много- и 1 О совпадения, третьему входу элемента11разрядного вентиль гльного блока управляю- совпадения и управляющему входу ключа)щий вход которого подключен к выходу 20 к второму входу элемента 9 совпадения иформирователя команд переноса, дополни- третьему входу элемента 5 совпадения, ктельно введены датчик нижнего положения третьему входу элемента 9 совпадения. Гей счетчик два ключа нератор 12 импульсов постоянной частотытри элемента совпадения и три инвертора, через ключи 13, 14 и 11 подключен соотпричем выход первого соединен с управляю- ветственно к суммирующему входу реверщим входом первого клого ключа и с первыми 5 сивного счетчика 15, к вычитающему входувходами первого, вт р, второго и третьего элемен- этого же счетчика, к входу вычитающеготов совпадения, а вход которого соединен счетчика 16, соединенного через многоразс выходом первого датчика положения кон- рядный вентильный блок 17 с реверсивнымцов проката и с п рервым входом четвертого счетчиком 15. Управляющие входы клюэлемента совпадения, выхения выход второго инвер- чей 13 и 14 соединены соответственно с30то а соединен с вторыми входами третьего выходами элементов 7 и 9 совпадения, аичтврчетвертого элементов совпадения, а вход управляющий вход многоразрядного венвторого инвертора соединен с выходом вто- тильного блока 17 через формирователь 1 8рого датчика положения концов проката команд переноса подключен к выходу элеи со вторым входом второго элемента сов- мента 5 совпадения. Выход нулевого состоя-,падения, выход третьего инвертора соединен 35 ния вычитающего счетчика 16 подключенс третьим входом третьего элемента совпа- к второму входу элемента 1 О совпадения;дения, а вход третьего инвертора соединен при срабатывании которого выдается команс выходом датчика нижнего положения вал- да на нажимное устройство (не показано)ков и с третьим входом второго и четвертого для изменения раствора валков,элементов совпадения, второй вход первогоэлемента совпадения соединен с выходом 40 Устройство работает следующим образом.вычитающего счетчика, выход генератора В исходном состоянии перед прокаткойимпульсов соединен со вторью и третьим с дополнительным обжатием задних концовключами, управляющие входы которых со- труб валки имеют нужный минимальныйединены соответственно с выходами второго раствор, так. как датчик 1. выключен и наи третьего элементов совпадения, а выход выходе инвертора 4 есть сигнал, включаючетвертого элемента совпадения соединен щий элемент 10 совпадения при нулево45н вомс входом формирователя команд переноса, состоянии счетчика 16. Сигнал с выходавыходы второго и третьего ключей соединены элемента 10 совпадения включает исполсоответственно с первым суммирующим и нительные механизмы нажимного устройвторым входами реверсивного счетчика, ства клети, где установлен датчик 2, и валкикоторый соединен с многоразрядным вен сводятся. Генератор 12 включен и его имтильным блоком, пульсы через открытый сигналом с выходаНа чертеже показана схема устройства. инвертора 4 ключ 11 поступают на входДатчики 1 и 2 положения концов проката, счетчика 16, состояние которого однако ненапример мессдозы или фотодатчики, уста- меняется, так как он уже находится в нуленавливаются так: датчик 2 в клети, где вом состоянии. Датчик 2 выключен, а датизменяется раствор валков, а датчик 1 перед 55 чик 3 включен, Поэтому на выходе инвервходом в эту клеть, например в смежной тора 6 есть сигнал, а на выходе инвертора 8предшествующей клети. При этом расстоя- сигнал отсутствует. Элементы 5, 7, 9 совние между датчикамиатчиками 1 и 2 должно быть падения и формирователь 18 включены, вентильный блок 17 и ключи 13 и 14 закрыты, поэтому на входы счетчика 15, который находится в нулевом состоянии, импульсы из генератора 12 не поступают.При заходе переднего конца первой прокатываемой трубы в клеть, где установлен датчик 1, последний срабатывает и на выходе инвертора 4 сигнал исчезает, что приводит к закрыванию ключа 11, прекращающего подачу импульсов из генератора 12 на вход счетчика 16, который при этом находится в нулевом состоянии, и выключению элемента 10 совпадения, прекращающему подачу сигнала на сведение валков. Одновременно сигналом датчика 1 включается элемент 5 совпадения, что приводит к срабатыванию формирователя 18, выходной импульс которого обеспечивает открывание многоразрядного вентильного блока 17, однако состояние счетчика 1 е не меняется, так как счетчики 15 и 16 находятся в нулевых состояниях, По окончании импульса формирователя 18 блок 17 разъединяет счетчики 15 и 16. Через некоторое время запаздывания исполнительных устройств валки начинают разводиться и датчики 3 выключаются. Выключается элемент 5 совпадения и со входа формирователя 18 снимается сигнал - формирователь 18 готов к повторному включению. При выключении датчика 3 на выходе цнвертора 8 появляется сигнал. С учетом выбранного выше расстояния между датчиками 1 и 2 разведение валков окончится раньше, чем передний конец труб не будет подвергаться дополнительному обжатию.При заходе через некоторое время переднего конца трубы в клеть, где установлен датчик 2, последний срабатывает и на выходе инвертора 6 сигнал исчезает. Производится прокатка цилиндрической части трубы. При выходе заднего конца трубы из клети, где установлен датчик 1, последний выключается и на выходе инвертора 4 появляется сигнал, который открывает ключ 11 и на вход счетчика 16 начинают поступать импульсы из генератора 12, однако состояние счетчика 16 не меняется, так как он уже находится в нулевом состоянии. Одновременно включается элемент 10 совпадения. и выдает сигнал на исполнительные механизмы нажимного устройства клети, где установлен датчик 2.Через некоторое время. запаздывания исполнительных устройств валки начинают сводиться, формируя утонение на заднем конце трубы. При достижении валками минимального раствора срабатывает датчик 3 и на выходе инвертора 8 сигнал исчезает. Так как сигнал на включение нажимного устройства был выдан со слишком большим упреждением, с учетом выбранного выше расстояния между датчиками 1 и 2, в момент включения датчика 3 задний конец трубы еще не вышел из клети, где установлен датчик 2 и на выходе последнего еще естьсигнал. Поэтому сигналом датчика 3 включается элемент 7 совпадения, который открывает ключ 13. На суммирующий вход реверсивного счетчика 15 начинают поступать импульсы из генератора 12.После сведения валков некоторое время,которое как раз равно необходимому упреждению на включение нажимного устройства,производится прокатка цилиндрической части трубы из клети, где установлен датчик 2, последний выключается и на выходе инвертора 6 появляется сигнал, Элемент 7 совпадения выключается, ключ 13 закрывается и прекращается поступление импульсов из генератора 12 на суммирующий вход счетчика 15, в котором, таким образом, оказывается записанным число в масштабе импульсов генератора 12, эквивалентное необходимому упреждению на включение нажимного устройства. Устройство пришло в исходное состояние для прокатки второй 20 трубы.Таким образом, первая труба прокатывается без гарантированного дополнительного обжатия заднего конца, чего можно избежать, предварительно введя вручную в вычитающий счетчик 16 информацию (число), в масштабе импульсов генератора 12 примерно эквивалентную необходимому упреждению (устройство ручного ввода не показано), При этом прокатка первой трубы будет вестись аналогично прокатке второй трубы.При заходе переднего конца второй прокатываемой трубы последовательно в клети, где установлены датчики 1 и 2, работа устройства аналогична его работе при прокатке первой трубы лишь с той разницей, что при З 5 открывании многоразрядного вентильногоблока 17 происходит перенос информации из счетчика 15 в счетчик 16, в котором окажется записанным число, в масштабе импульсов генератора 12 эквивалентное необходимому упреждению на включение нажим ного устройства.При выходе заднего конца трубы из клети, где установлен датчик 1, последний выключается и на выходе инвертора 4 появляется сигнал, однако элемент 10 совпадения не включается, так как счетчик 16 не нахо дится в нулевом состоянии. Сигналом инвертора 4 открывается ключ 11 и на вход счетчика 16 начинают поступать импульсы из генератора 12, производя последовательное вычитание единиц из числа, записанного 50в счетчике 16. В момент уменьшения числа в счетчике 16 до нуля, т. е. через необходимое время упреждения на включение нажимного устройства, включается элемент 10 совпадения и выдает сигнал на включение нажимного устройства. В дальнейшем воз можны три варианта работы устройства.В первом случае в момент окончаниясведения валков и момент выхода заднего .конца трубы из клети, где установлен дат10 15 20 25 30 чик 2, совпадают. При этом одновременно срабатывает датчик 3 и выключается датчик 2, поэтому элементы 7 и 9 совпадения не срабатывают, ключи 13 и 14 не открываются и в счетчике 15 сохраняется информация, записанная в нем при прокатке первой трубы. В дальнейшем устройство работает так же, как и при прокатке первой трубы.Во втором варианте сведение валков оканчивается раньше, чем задний конец трубы выходит из клети, где установлен датчик 2. Работа устройства в этом случае аналогичная его работе при прокатке первой трубы лишь с той разницей, что в счетчике 15 записано откорректированное и увеличенное по сравнению с первой трубой число.В третьем случае задний конец трубы выходит из клети, где установлен датчик 2, раньше, чем оканчивается сведение валков. Датчик 2 выклн 5 чается и на выходе инвертора 6 появляется сигнал, который включает элемент совпадения 9, открывающий ключ 14 через который начинают поступать импульсы из генератора 12 на вычитающий вход реверсивного счетчика 15, производя последовательное вычитание единиц из числа, записанного в счетчике 15. Через некоторое время сведение валков оканчивается, датчик 3 включается и на выходе инвертора 8 сигнал исчезает, что приводит к выключению элемента совпадения 9, закрыванию ключа 14 и прекращению поступления импульсов из генератора 12 на вычитающий вход счетчика 15. Дальнейшая работа устройства в этом случае аналогична его работе при прокатке первой трубы лишь с той разницей, что в счетчике 15 будет записано откорректированное и уменьшенное по сравнению с первой трубой число. В первом из рассмотренных случаев после прокатки получается труба с утоненным концом заданной длины, во втором случае - с утоненным концом несколько большей длины по сравнению с заданной, при этом на конце трубы прокатывается небольшой цилиндрический участок, и третьем - с утоненным концом несколько меньшей длины по сравнению с заданной. Работа устройства при прокатке каждой последующей трубы аналогична его работе при прокатке второй трубы.Использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечить с высокой точностью заданное дополнительное обжатие задних концов трубы. При этом оно автоматически корректирует при прокатке каждой трубы упреждение на включение нажимных устройств, что исключает вличение возможных изменений скорости прокатки, возможных изменений запаздывания исполнительных устройств и возможных изменений частоты генератора импульсов. Кроме того, при обслуживании устройства исключаются ручные операции. 35 40 45 50 55 8Таким образом, устройство позволяет автоматически задавать с высокой точностью упреждение на включение нажимного устройства независимо от изменений скорости прокатки, время запаздывания исполнительных устройств и Частоты генератора импульсов и может быть использовано при горячей прокатке труб с изменением раствора валков на заднем конце трубы,Формула изобретенияУстройство для автоматического управления прокаткой труб с утоненными концами содержащее два датчика положения концов проката, вычитающий счетчик, многоразряд-. ный вентильный блок, формирователь команд переноса, элемент совпадения, ключ и генератор импульсов, вь 1 ход которого подключен к входу ключа, выход которого соединен с входом вычитающего счетчика, подключенного к выходу многоразрядного вентильного блока, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя команд переноса, отличающееся тем, что, с целью обеспечения точности толщины стенки задних концов труб, устройство дополнительно содержит датчик нижнего положения валков, реверсивный счетчик, два ключа, три элемента совпадения, три инвертора, причем выход первого соединен с управляющим входом первого ключа и первым входом первого, второго и третьего элементов совпадения, а вход которого соединен с выходом первого датчика положения концов проката и с первым входом четвертого элемента совпадения, выход второго инвертора соединен со вторыми входами третьего и четвертого элементов совпадения, а вход второго инвертора соединен со входом второго датчика положения концов проката и со вторым входом второго элемента совпадения, выход третьего инвертора соединен с третьим входом третьего элемента совпадения, а вход третьего инвертора соединен с выходом датчика нижнего положения валков и третьим входом второго и четвертого элементов совпадения, второй вход первого элемента совпадения соединен с выходом вычитающего счетчика, выход генератора импульсов соединен с вторым и третьим ключами, управляющие входы которых соединены соответственно с выходами второго и третьего элементов совпадения, а выход четвертого элемента совпадения соединен с входом формирователя команд переноса, выходы второго и третьего ключей соединены соответственно с первым и вторым входами реверсивного счетчика, который соединен с многоразрядным вентильным блоком.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ГДР108663, кл. В 21 В7/08, 1974.2. Авторское свидетельство СССР442863, кл. В 21 В 37/00, 1974., г. Ужгород, ул. Корректор НПодписноеСССРийд. 4/5Проектная, 4 ИИПИ Госуда по делам и 35, Москва, Ж ППП Патент