Система автоматической стабилиза-ции толщины полосы

В 21 В 37/08 Ъауауавай кемтат СССР аф еам зфбретейфткрыт 11.01 (088.8) Дата опубликования описания 30. 07. 81 Авторы обрете А. Ли 1) Заявите Про(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗ ТОЛ 11 ИНЫ ПОЛОСЫсится к прокаткек контрольнымч ретение отнов, а именно металл ацкв Недостаток данной системырав- ется в том, что вследствие бопор- диаметров гидроцклкндров протгиба рабочих валков и питающив- проводов, определяемых эначктол- уснлияии воздействия на валки, гидравлическкй замкнутый контур протк ник изгиба имеет малую жесткость, чтоконечном итоге снижает чувствительность всей систеиы. заклвчалыихивоиэх трубоельтяами и регулирующим устроиствам прокатных станов, реагирующих на изменение дав- ления валков, и может быть использовано для регулирования толщины полосы при прокатке.Известна система автоматической стабилизации толщины полосы, содержащая два контура: гидравлический заикнутый контур противоизгиба рабочи валков с регулятором давления объемного типа, который осуществляет косвенное измерение толщины полосы на выходе из клети, а также компенс поперечной раэнотолщинности и гид лический открытый контур распора о ных валков с регулятором давления дроссельного типа, который осущест ляет компенсацию продольной разнот щинности.В подобных системах при измене ускпия прокатки давления валков)обусловленного иэиенением свойств прокатываемого металла или другимипричинами, изменяется раствор валков.При этом по сигналу датчика давленияэлектрическая часть системы формирует управляющие сигнапы на регуляторыдавления контуров распора опорных ипротивонзгиба рабочих валков, Давление в укаэанных контурах изменяетсяв соответствии с алгоритмаии управления до тех пор, пока сигналы рассогласованнй, вызванные изменением эа.зора между валками, не станут равнынулю 111.850244 фформулу потерь на трение в уплотнениях гидравлического цилиндра.я Усилие, развиваемое ципиндром, 1 Х равно р4 я Ф 6 о тар а3Наиболее близкой к предлагаемой является система автоматической ста билиэации толщины полосы, содержаща гидравлический контур распора опорнь валков, гидравлический контур противо 5 изгиба рабочих вапков с вмонтированными в их опорах силовыми элементами воздействия на валки и замкнутый из.мЕритепьный гидравлические контур с вионтироваиными в опоры рабочих 10 валков элементами измерения раствора валков (в даяьнейшем измерительные цилиндры ПОяости которых гидравлически соединены с датчиком давлейия, запорным клапанои и задатчи ком давления, причем датчик давления через блок памяти и блок сравнения соединен с усилителем, выход которого через блоки формирования управляющих сигналов соединен с ре гуляторами давления гидравлическогоконтура распора опорных валков и гидравлического контура противоизги. ба рабочих валков.Введение в известную систему допол нительного замкнутого измерительного контура,.выполняющего только функции . Измерения, позволяет соответствующим выбором диаметров его измерительных цилиндров и трубопроводов выполнить этот контур достаточно жестким, и следовательно, более чувствительным к изиенениям усилий прокатки от возмущающих факторов 12 ),Недостаток известной системы состоит в том,что при увеличении растворавалков в процессе прокатки плунжер измерительного цилиндра выдвигается,меняя таким образом давление в заикнутом40 измерительном контуре, при этом энер.гия сжатой жидкости затрачивается на преодоление сил трения в уппотннтельнои узле цилиндра, т.е. частьдавлеввя в измерительном цилиндре45 расходуется на коиненсацию сил трения в узле уплотнения во время движения Плунжера. Таким образом, при движении плунжера измерительного цилиндра во время увеличения раствора50 шашков система, обрабатывающая возмуа 1 вшшя шо изменению давления в замкнутом контуре, получает информацию об;его изменении с некоторой погрешшаетъв (за вычетом потерь на трениеу.55Ирвчеи относительная величина этой енревности зависит от типа уплотнений и диаметра измерительного цилиндра. Последнее можно доказать, рассмотрев Сила трения в узле уплотненияравна Относительная величина потерьравна где Г - коэффициент трения материала узла уплотнения.Р - давление в гидроцилиндре;и - высота узла уплотнения;д - диаметр цилиндраОтносительная величина потерь на трение зависит от соотношения высоты узла уплотнения н диаметра цилиндра. Рассмотрение типов уплотнений гидроцилиндров показывает,что отношение И 1 д тем больше, чем меньше диаметр цилиндра (например уплотнения по ГОСТ 6969-54, ГОСТ 9833-73).Следовательно, для повышения досто верности информации о величине раствора валков по изменению давления в измерительном контуре при увеличении раствора (например при непрерывном температурном клине полосы) с одной стороны желательно увеличивать диаметр измерительного цилиндраДля уменьшения потерь на трение в узле уплотнений а с другой стороны - повысить чувствительность. измерительного гидравлического контура можно при уменьшении его диаметров (новышение жесткости гидравлического контура). Однако повышение чувствительности системы за счет повышенияжесткости замкнутого измерительного контура, в котором перемещение плунжера измерительного цилиндра осуществляется энергией сжатой жидкости, приводит к увеличению потерь укаэанной энергии на преодоление сил трения в узле уплот" нения, а следовательно, к расходу части давления в цилиндре на компенсацию сил трения. Указанный недостаток искажает величину изменения давления в измерительном контуре5 - 850244 6 при увеличении расстояния между опорами рабочих валков.Цель изобретения - повышение достоверности результатов за счет исключения влияния сил трения в узле уплот-нения элементов измерения растворавалков.,. Поставленная цель достигается тем,что силовые элементы воздействия нарабочие валки и элементы измеренияраствора валков выполнено в видегидравлического цилиндра со ступенчатым плунжером, образующим внешннююкольцевую и внутреннюю полости, приэтом внешняя кольцевая полость, соеди зиена с гидравлическим контуром противоизгиба рабочих валков, а внутренняяполость - с замкнутым измерительнымгидравлическим контуром.Благодаря такому выполнению элемен- Отов воздействия на рабочие валки иэлементов измерения раствора валковисключается влияние сил трения в узлеуплотнения элементов измерения (плунжера цилиндра измерительного контура)так как компенсация сил трения осуществляется не частью давления замкнутого измерительного контура, аэа счет внешних сил, раэвиваеьаахв гидравлическом контуре противо- . ЗОизгиба рабочих валков и осуществляющих принудительное перемещениеуказанного плунжера.На чертеже показана блок-схемасистемы автоматической стабилизациитолщины полосы четырехвалковой клети прокатного стана. 10 личина давления сравнивается в блоке ",9 сравнения с величиной заданного Система автоматической стабилизации толщины полосы включает измерительный цилиндр 1, вмонтированный в подушку рабочих валков, цилиндры 2 распора клети, расположенные в подушках опорных валков, датчики 3-5 давления, подключенные к измерительному гидравлическому контуру и к гидравлическим силовым контурам и преобразующие изменения давления в электрические сигналы, блоки 6-8 памяти, содержащие информацию о начальном давлении в контурах, блоки 9-11 сравненця, сравнивающие электрические сигналы от датчиков давления и блоков памяти, усилители14 сигналов повышающие мощность сигналов от блоков сравнения, блоки 15 и 16 формирования управляющих сигналов,вырабатывающие управляющие импульсы в соответствии с заданным алгоритмом управления, задатчик 17 давления устанавливающий предел давления в измерительном контуре, электрогидравлические преобразователи 18 и 19 преобразующие поступающие электрические сигналы в давлении жидкости в контурах, и запорный клапан 20, отсекающий измерительный контур от питающей магистрали насоса 21, питающего гидравлической энергией систему.Плунжер измерительного цилиндравыполнен ступенчатым и состоит из двух частей 22 и 23, Причем часть 23.плунжера образует с цилиндромвнешнюю кольцевую полость - полость А, подключенную к гидравлическому контуру противоизгиба рабочих валков,ф а часть плунжера 22 образует с цилиндром.1 внутреннюю полость Б, подключенную к замкнутому измерительному гидравлическому контуру. Причем диаметр полости Б и диаметр подключенного к ней трубопровода выполнены значительно меньшими, чем диаметр внешней кольцевой полости А.ФСистема работает следующим образом.Насос 21 заполняет рабочей жидкостью через электрогидравлический преобразователь 19 контур распора опорных валков, через электрогидрав- лический преобразователь 18 контур противоиэгиба рабочих валков и через задатчик 17 давления измерительный контур. Величина начального давления устанавливается оператором стана с помощью непосредственной подачи электрических сигналов в электро- гидравлические преобразователи 18 и 19 и задатчик 17 давления. После захода прокатываемой полосы в зев валков клапан 20 закрывает гидравлический измерительный контур, отсекая его от задатчика 17 давления, и блоки 6 - 8 памяти запоминают величину электрического сигнала, соответствующую начальным давлениям в контурах.В процессе прокатки изменение уси. лия давления полосы на валки по причинам производственного характера (температурный перепад по длине полосы, биение опорных валков и пр.) вызывает изменение расстояния между подушкамш рабочих валков и,следовательно, давления в замкнутом гщ- равлическом контуре. Измененная ве2. Авторское свидетельство СССР45 У 6822 98кл. В 21 В 37/08, 1977. 7 85 давления и электрический сигнал поступает в усилитель 2, Усиленный сигнал поступает в блоки 15 и 16 формирования управляющих сигналов, которые в соответствии с заданным алгоритмом управления вырабатывают управляющие сигналы, воздействующие на входы электрогидравлических преобразователей 18 и 19. Зл:.ктрогидравлические преобразователи изменяют давление в цилиндрах противоизгиба рабочих валков и распора опорных валков, компенсируя, тем самым, поперечную и продольную раэнотолщинность полосы.Электрические цепи, состоящие из датчиков 4 и 5 давления, блоков 7 и 8 памяти, блоков 1 О и 11 сравнения, усилителей 3 и 14 сигналов контролируют величину отработанного электро- гидравлическими преобразователяи 18 и 19 сигнала и осуществляют обратную связь по давлению контуров распора противоизгиба рабочих валков и распора опорных валков с блоками 15 и 16 формирования управляющих сигналов.Вследствие жесткой связи плунжеров 22 и 23 цилиндров измерительно.го контура и контура противизгиба рабочих валков при увеличении зазора между валками полностью исключается влияние сил трения в узле уплотнения плунжера 23 измерительного контура на величину изменения давления в измерительном контуре, Следовательно, повышается чувстви" тельность системы, позволяющая с большей точностью стабилизировать толщину проката при выходе из клети, вести прокатку в более жестком поле допуска иа толщину проката.формула изобретенияСистема автоматической стабилизации толщины полосы, содержащая гид 0244 8равлический контур распора опорныхвалков, гидравлический контур протн.воиэгиба рабочих валков с вмонтированными в их опорах силовыми элементами воздействия на вапкн, изамкнутый измерительный гидравлический контур с вмонтированными в опорырабочих валков элементами измерения раствора валков, полости которых 10 гидравлически соединены с датчикомдавления, .запорным клапаном и задатчиком давления, причем датчик давления через блок памяти и блок сравнения соединен с усилителем, выходкоторого через блоки формирования .управляющих сигналов соединен с регуляторами давления гидравлическогоконтура распора опорных валков нгидравлического контура противоизгн ба рабочих валков, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что, с целью повышения достоверности результатовза счет исключения влияния сил трения в узлах уплотнений элементов 25 измерения раствора валков, силовыеэлементы воздействия на рабочиевалки и элементы измерения растворавалков выполнены в виде гидравлического цилиндра .со ступенчатым плун жером, образукицим внешнюю кольцевуюи внутреннюю полости, при этом внешняя кольцевая полость соединена сгидравлическим контуром противоизгиба рабочих валков, а внутренняя 35 полость - с замкнутым измерительнымгидравлическим контуром. Источники информации,принятые во внимание прн экспертизе 40 1. Патент США У 3875775,кл. В 2 В 37/08, опублик. 1976.Подписное митета СССР и открытий кая наб., д. 4