Устройство для управления нажимнымивинтами

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет 1 В 37 00 осударственныи ком СССР по делам изобретен и открытийтет но 150581.Бюллетень Мо 18кования описания 15.05.81 Опубликов Дата опубл УДК 621.771.07:(72) Авторыизобретен и я Орещенко и В.К, Краковецкий Новокузнецкое отделение ордена Тр Всесоюзного научно-нсследовательс по комплексной электриФикации протель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НАЖИМНЫМВИНТАМИ гателей соединены соответственно с первым и вторым входами регуляторарассогласования, выход первого нульоргана соединен с первым входом первого ключа 12 1. Известное устройство вырабатывает команду на выборку люФта в силовой передаче по сигналу измерителя рассогласований, связанному с датчиками положения нажимных винтов, которые, в свою очередь, связаны с нажимными винтами через измерительные редукторы, имеющие, как правило, собственный люФт, который снижает точность выборки люФта силовой передачи (следовательно, снижается точность синхронизации .нажимных винтов), а в ряде случаев (значительный люФт в измерительном редукторе) может вызывать нелинейные 20 автоколебання.Цель изобретения - повышение точсти синхронизации положения нажимх винтов.Поставленная цель достигается тем, 5 что устройство для управления нажимньжи винтами, содержащее блоки дэигателей с системами управления, кинематические передачи, нажимные винты, датчики положения валов двигател О первый ключ, регулятор рассогласоваравлению окатного йство относится к и нажимных винтов Устро привода стана,Изв ции. на гатели товыеестно устройство для синхрониэажимных винтов, содержащее двис системами управления, люФзвенья, нажимные винты, датчики положения валов двиГателей, измеритель рассогласования, регулятор рассогласования, датчик режима работы и импульсный элемент 11).Недостатком данного устройства является то, что ввиду наличия люФтовЬго звена между каждьпч двигателем и нажимным винтом статическое рассогласование винтов может достигать величины одного люФта.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для синхронизации нажимных винтов, содержащее блоки двигателей с,системами управления, кинематические передачи, нажимные винты, датчики положения валов двигателей, первый ключ, регулятор рассогласования первый нуль-орган и импульсный элемент, причем первые вы" ходы блоков двигателей с системами управления через кинематические передачи соединены с нажнмныь.и винтами, выходы датчиков положения валов двино ны ей60 ния, первый нуль-орган и импульсный элемент, причем первые выходы блоков двигателей с системами управления через кинематические передачи соединены с нажимными винтами, выходы датчиков положения валов двигателей соединены соответственно с первым и вторым входами регулятора рассогласования, выход первого нуль-органа соединен с первым входом первого клю;а, дополнительно содержит схему совпадения,.два датчика нагрузки двигателей, два источника напряжения, второй нуль-орган, второй ключ, блок задания, причем первые выходы блоков двигателей с системами управления соединены также со входами датчиков 15 положения валов двигателей, вторые выходы первого и второго блоков двигателей с системами управления соединены соответственно с первым и вторым входами схемы совпадения, первый и 20 второй выходы блока задания соединены соответственно со входом импульсного элемента и с первыми входами первого и второго блоков двигателей с системами управления, вторые выходы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами регулятора Рассогласования, выходы первого датчика нагрузки и первого иСточника напряжения соединены соответственно с первым и вторым входами первого 30 нуль-органа, выходы второго датчика нагрузки и второго источника напряжения соединены соответственно с первым и вторым входами второго нуль- органа, выходы первого и второго 35 нуль-органов соединены с первыми входами соответственно первого и второго ключей, вторые входы которых соединены с выходом импульсного элементар Веходы первого и второго ключа 40соединены с третьими входами соответственно первого и второго блоков двигателей с системами управления, четвертые входы которых соединены свыходом схемы совпадения.На чертеже изображена функциональная схема устройства.Устройство содержит блоки 1,2 двигателей с системами управления, соединенные через кинематические передачи 3,4, содержащие люфтовые 50звенья, с нажимными винтами 5, 6 и с датчиками 7, 8 положения валовблоков 1,2 соответственно, датчики9,10 нагрузки блоков 1, 2 соответственно, первый и втоРой нуль-оРган 5511, 12, первый и второй источники13, 14 напряжениИ, первый и второйключи 15, 16, регулятор 17 рассогласований, блок 18 заданий, импульсныйэлемент 19, схему 20 совпадения,причем первые выходы блоков 1, 2двигателей с системами управлениячерез кинематические передачи 3, 4соответственно с нажимными винтами 5б, выходы датчиков 7, 8 положениявалов двигателей соединены соответ ственно с первым и вторым входамирегулятора 17 рассогласования, выход первого нуль-органа 11 соедийен .спервым входом первого ключа 15, первые выходы блоков 1 , 2 двигателейс системами управления соединенытакже со входами датчиков 7, 8 положения валов блоков 1, 2, вторые выходы первого и второго бло-.вторые выходы первого и второго бло=.ков 1, 2 двигателей с системами управления соединены соответственнос первым и вторым входами схемы 20совпадения, первый и второй выходыблока 18 задания соединены соответственно со входом импульсного элемента 19 и с первыми входами первого ивторого блоков 1, 2 двигателей ссистемами управления, вторые выходыкоторых соединены соответственнос первым и вторым выходами регулятора 17 рассогласования, выходы первого датчика 9 нагрузки и первого источника 13 напряжения соединенысоответственно с первым и вторымвходами первого нуль-органа 11,выходы второго датчика 10 нагрузкии второго источника 14 напряжениясоединены соответственно с первьщи вторым входами второго нуль-органа 12, выходы первого и второгонуль-органов 11, 12 соединены спервыми входами соответственно первого и второго ключей 15, 16, вторыевходы которых соединены с выходомимпульсного элемента 19, выходыпервого и второго ключей 15, 16 соединены с третьими входами соответственно первого и второго блоков 1, 2двигателей с системами управления,четвертые входы которых соединеныс выходом схемы 20 совпадения,Блоки 1, 2 двигателей с системами управления обычно представляют собой схемы, содержащие двигатели постоянного тока с датчиками тока якоря и скорости вала, управляемые подчиненными системами регулирования с последовательным соединением регуляторов скорости и токадвигателей. Первые выходы блоков1,2 двигателей с системами управленияпредставляют собой вал двигателя,второй выход представляет выходдатчика скорости вала двигателя,Первый и второй входы блоков 1, 2двигателей с системами управлениясоединены со входами регулятора ихскорости, третий и четвертый входысвязаны со входами регулятора тока.Датчики 7, 8 положения валов двигателей могут быть выполнены, например, на базе сельсинов,Каждый из датчиков 9, 10 нагрузки двигателей включает в себя дифференциатор и сумматор, алгебраически суммирующий выходной сигнал датчика тока якоря с сигналом первойпроизводной от скорости двигателя.ды блоков 1, 2 двигателей с стемами управления соединены со вторымвыходом блока 18 заданий, вторые входы блоков 1, 2 двигателей с системами управления соединены соответственно с парафазными выходами регулятора 17 рассогласований, входы которого соединены с выходами датчиков 7,8 положения, третьи входы блоков. 1,2 двигателей с системами управлениясоответственно через ключи 15, 16соединены с выходом импульсного эле"мента 19, вход которого соединен спервым выходом блока заданий, четвертые входы блоков 1, 2 двигателей ссистемами управления соединены с вы 5 ходом схемы 20 совпадения, вторыевыходы блоков 1, 2 двигателей с системами управления соединены со входами схемы 20 совпадения, первыйвход ключа 15 соединен с выходомнуль-органа 11, первый и второй входы которого соединены с выходамипервого датчика 9 нагрузки и первого источника 13 напряжений, первыйвход ключа 16 соединен с выходомнуль-органа 12, первый и второй входы которого соединены с выходамивторого датчика 10 нагрузки второгоисточника 14 напряжения.В статическом состоянии скоростидвигателей равны нулю, следовательно, на выходе схемы 20 совпаденияимеется сигнал, величина которогообеспечивает момент двигателя больше Мо, но меньше суммарного статического момента двигателя. И " величина статического момента двигателяопределяемая моментом сопротивленияучастка кинематической передачи двкатель-люфт. Такое значение моментадвигателя (больше М ) при стоянкеобеспечивает нацежное замыкание люфта и гарантирует неподвижное состояние валов двигателей. В тех случаях,когда стоянка двигателя под токомнежелательна, схема 20 совпадениядолжна обеспечивать на своем выходеимпульсный сигнал. Поскольку люфты всиловой передаче замкнуты, то двигатели воспринимают полную нагрузкуи уровни выходных сигналов первого ивторого датчиков 9, 10 нагрузки превышают уровни выходных сигналов первого и второго источников 13, 14 напряжениЯ, что обеспечивает разомкнутое состояние ключей 15, 16. Иодуль напряжений источников 13, 14равен модулю сигнала датчика нагрузки, измеряющего момент МУстройство работает следующимобразом.После поступления задания скорости на входы блоков 1,2 двигателейсистемами управления с выхода блока 18 заданий двигатели разгоняются. Выходной сигнал схемы 20 совпа"дения исчезает. Регулятор 17 рассогласований обеспечивает при этомсинхронизацию положения валов двиХй (1) =А 1 (Х)-2 1 (1 - 2) +1 (-6)где с " длительность импульса 40А - коэффициент, знак которогоссответствует знаку сигнала первого выхода блока 18заданий, а при отсутствииуказанного сигнала сохраняет свой знак.45Величины А, Х и частота импульсов элемента 19 выбираются, исходяиз конкретных динамических характеристик блоков 1, 2 двигателей ссистемами управления, 50Схема 20 совпадения представляетсобой схему И-НЕ. На выходе схемы20 обеспечивается постоянный по уров.ню сигнал, если на ее входах, связанных со вторыми выходами блоков 1, 552 двигателей с системами управления,сигналы отсутствуют. Схема 20 можетбыть выполнена на базе ОУ, либо набазе элементов цифровой техники.Если датчики 9, 10 нагрузки обеспечивают надежное измерение нагрузки 0при нулевой скорости двигателей, тосхема 20 совпадения может быть исключена из устройства,Статическое состояние устройствахарактеризуется тем, что первые вхо Нуль органы 11, 12 выполнены на базе операционных усилителей (ОУ) ,и обеспечивают на своих выходах сигналы всякий раз, как только выходные сигналы соответственно датчиков 9, 10 нагрузки сравняются по модулю с уровнями опорных сигналов соответственно источников 13, 14 напряжений.Управляемые ключи 15, 16 выполнены на базе полевых транзисторов и Обеспечивают, при наличии сигналов на их управляющих входах, прохождение выходного сигнала импульсного элемента 19 на входы соответственно блоков 1, 2 с системами управления,Регулятор 17 рассогласования пред ставляет собой последовательное соединение фаэовыпрямительного устройства, выпрямляющего разность сигнаОлов датчиков 7, 8 положения, и ОУ с парафазными выходами. 2Блок 18 заданий. представляет собой зацатчик интенсивности, выполненный на базе последовательно соединенных блока ограничения и интегратора и охваченных жесткой отрицательной обратной связью. При этом первый выход .блока 18 заданий представляет собой выход блока ограничений, а второй выход блока 18 представляет ссбой выход интегратора. Блок ограничений и интегратор обычно выполняют ся на базе ОУ.Импульсный элемент 19 представляет собой генератор импульсов заданной частоты, который может быть вы,полнен на базе ОУ. При этом каждый 35 импульс элемента 19 опись 1 вается уравнением60 гателей. Положения нажимных винтов при работе регулятора 17 рассогласований могут отличаться на величину 0-2 Ь, где Ь - ширина люфта кинематической передачи 3. Однако первый датчик 9 нагрузки, первый нуль-орган 11 и первый ключ 15 всякий раз обеспечивают замыкания люфта кинематической передачи 3 и синхронное движение (положение) вала блока двигателя и нажимного винта 5. Действительно, при образовании люфта в кинематической передаче 3 нагрузка двигателя блока 1 резко адает. Выходной сигнал первого датчика 9 нагрузки по модулю становится меньше сигнала первого источ ника. 13 напряжений. Первый нуль-орган 11 срабатывает, замыкая первый ключ 15. Выходной сигнал импульсного элемента 19 поступает на вход блока 1 двигателя с системой управ ления, тем самым замыкая люфт в кинематической передаче 3. Двигатель блока 1 с системой управления после замыкания люфта принимает полную нагрузку, что приводит к раэмыканию ключа 15.Аналогично работают и первый датчик 9 нагрузки, второй нуль-орган 12 и второй ключ 16.После отработки требуемого перемещения сигнал задания на скорость 30 двигателя равен нулю, двигатели блоков 1, 2 с системами управления находятся в неподвижном состоянии, что обеспечивает на выходе схемы ,20 совпадения выходного сигнала, 35 который гарантирует замкнутое состояние люфтов, если последние по каким-либо причинам окажутся разомкнутыми. Устройство приходит в новое статическое состояние, отли чие которого от исходного заключается лишь в растворе валков. Отличительные признаки предложенного устройства позволяют эффективно контролировать и устранять люфт 45 в силовой передаче при любых режимах работы нажимного устройства независимо от параметров и характеристик измерительного редуктора, что обес" печивает более высокую точность синхронизации нажимных винтов. Укаэанный положительный эффект (повышение точности синхронизации нажимных винтов) при использсвании устройства позволяет повысить .качество прокатываемого металла (снижается разнотолщинность по ширине прокатываемой полосы), что в итоге обеспечит экономический эффект, который в каждом конкретном случае может быть подсчитан. Формула изобретенияУстройство для управления нажимными винтами, содержащее два блокадвигателей с системами управления,кинематические передачи,нажимныевинты, датчики положения валов двигателей, первый ключ, регулятор рассогласования, первый нуль-орган иимпульсный элемент, причем первыевыходы блоков, двигателей с системами управления через кинематическиепередачи соединены с. нажимнымн винтами, выходы датчиков положениявалоь двигателей соединены соответственно с первым и вторым входамирегулятора расСогласования, выходпервого нуль-органа соединен с первым входом первого ключа, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности синхронизацииположения нажимных винтов, оно дополнительно содержит схему совпадения, два датчика нагрузки двигателей, два источника напряжения, второй нуль-орган второй ключ, блокзадания, причем первые выходы блоков двигателей с системами управления соединены также со входами датчиков положения валов двигателей,вторые выходы первого и второгоблоков двигателей с системами управления соединенв соответственнос первым и вторым входами схемысовпадения, первый и второй выходыблока задания соединены соответственно со входом импульсного элемента ис первыми входами первого и второгоблоков двигателей с системами управления, вторые выходы которых соединены соответственно с первым ивторым выходами регулятора рассогла.сования, выходы первого датчика нагрузки и первого источника напряжения соединены соответственно с первым фи вторым входами первого нуль-органа, выходы второго. датчика нагрузки и второго источника напряжениясоединены соответственно с первым ивторым входамн второго нуль-органа,выходы первого и второго нуль-органов соединены с первыми входамисоответственно первого и второго ключей, вторые входы которых соединеныс выходом импульсного элеюйнтавыходы первого и второго ключа соединены с третьими входами соответственно первого и второго блоков двигателей с системами управления, четвертые входы которых. соединены свыходом схемы совпадения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 465240, кл, В 21 В 37/00, 1975.2. Авторское свидетельство СССРР 461746, кл, В 21 В 37/00, 1975,829235 В. Аваковавес т авиталРед МеР орректор О Била едактор С имохина Филиал ППП фПатентф, г.увгород, ул.Проектная, 4 3 2705/13Тирам 888 ВЙИИПИ Государственног по делам изобретены 113035, Москва, Ж, 1,Подписноекомитета СССРи открытийушскаи наб., д.4/5