Устройство для компенсации биения валков

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯк двтовскомю свидетельствУ Союэ СоветскихСоциапистичесиихРеспублик п 921647(22) Заявлено 30. 05. 80 (21) 2932766/22-02с присоединением заявки лвна делам изобретений и вткрытий.01(088.8) И.М. Меерович, В.А, Панкин, И.М, Боггсславский, Ю.В, Гесслер,Г.С. Никитин, А.ф. Мокеичев, Н.И.;Широков,-"В.А. Гехт и Л.Г. ПромысловВсесоюзныи ордена Ленина научно-исследовательскийи проектно-конструкторский инстит 1 ут металлургическогЬмашиностроения(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ БИЕНИЯ ВАЛКОВ Изобретение относится к прокатномупроизводству, а точнее к устройствамдля выравнивания продольной разнотолщинности и прокатываемой полосы путемкомпенсации биения валков.Известно устройство для компенсации биения прокатных валков. В егосостав входит электронный фильтр,представляющий собой усилитель постоянного тока, выполненный на двух10катодно-связанных каскадах,В обратнуюсвязь одного из этих каскадов включенТ-образный мост, настроенный на частоту эксцентриситета прокатных валков 1 ,Недостатком известного устройстваявляется то, что оно ограничиваетсялишь устранением влияния биения валков на работу регуляторов толщиныпрокатываемой полосы и не устраняетее продольной разнотолщинности,порождаемой этим биением,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту является устройство для компенсации биения валков листопрокатного стана кварто, содержащее силовые гидроцилиндры с регуляторами давления в этих гидроцилиндрах, соединенные с подушками валков, и датчики биения валков, установленные в плоскости действия усилий прокатки и противоизгиба валков Я .Недостатком известной конструкции является то, что датчики биения, будучи расположенными в плоскости действия усилий, измеряют ту величину отклонения раствора валков от их биения, которая в данный момент воздействует на прокатываемую полосу, Однако сигнал, поступающий с датчиков биения, отрабатывается силовыми гидроцилиндрами с некоторым запаздыванием,определяемым инерционной постоянной . гидросистемы,управляющей данным гидро- цилиндрами. В результате, величина отрабатываемого отклонения раствора валков уже не соответствует фактичес 921647кои его величине, имеющеи место в зоне воздействия на полосу в данный момент, следовательно, при измерении биения в плоскости действия усилий не представляется возможным обес-печить полную отработку сигнала бие" ния валков в виду инерционности силовых гидроцилиндров.Другим недостатком известной конструкции является то, что датчики 10 биения, расположенные в плоскости действия усилий, Фиксируют полную ве. личину биения валков лишь при отсу "-, ствии прокатываемой полосы в валка,: Во время прокатки полоса в силу из ,гибных деформаций валка приводит к закономерному занижению измеряемой величины биения, т.е. к демпфированию ее в тем большей степени, чем выше жесткость прокатываемой полосы, в частности, для полос, жесткость которых существенно выше жесткости валковой системы, датчики зафиксирурт лишь 30-403 от фактической величины биения. 25Третьим недостатком известной конструкции является то, что, поскольку датчики расположены в плоскостивдействия усилий, то колебания этих усилий в проце"се прокатки,.парождае-зо мые такими возмущениями этого процесса, как исходная разнотолщинность полосы, изменения скорости прокатки,неоднородность механических свойств прокатываемой полосы по ее длине и т,п., приводит к случайным колебаниям сигнала от датчиков биения валков, снижающим эффективност.ь компенсации биения.Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства за счет более полного измерения и отработки величины биения валков.Поставленная цель достигается тем, что устройство для компенсации биения валков, содержащее силовые гидро- цилиндры с регуляторами давления в этих гидроцилиндрах, соединенные с подушками валков, и датчики биения валков,дополнительно содержит блок задержки, сигнала и тахогенератор, причем датчики биения установлены перпендикулярно плоскости действия усилия прокатки и противоизгиба валков и выходы датчиков биения соединены с регуляторами давления в силовых гидроцилиндрах через блок задержки сигнала, выход которого соединен с тахогенератором. Такое решение, во-первых, позволяет создать искусственное транспортное запаздывание между моментом измерения величины биения валков и моментом его отработки гидравлическим нажимным устройством за счет того, что указанчые моменты разделены между собой временем, равным четверти периода вращения валка, это значит, что время запаздывания отработки силовыми гидроцилиндрами сигнала с дат. чиков биения должно быть меньше времени поворота валка на чеь верть оборота, что практически выполнимо;таким образом, выбрав время задержки сигнала, равным разности между временем поворота валка на четверть оборота и временем запаздывания отработки сигнала силовыми гидроцилиндрами, можно добиться полного совпадения во времени измерения отклонения раствора. валков от их биения с моментом компенсации данного отклонения.Во-вторых, такое решение ликвидирует явление демпфирования прокатываемой полосой величины биения валков, измеряемой датчиками, т,е. явление уменьшения сигнала от датчиков биения по,сравнению с его Фактической величиной, такого результата удается добиться за счет того, что в плоскости, перпендикулярной направлению действия усилия прокатки укаэанного явления демпфирования не происходит и датчики биения фиксируют его полную величинунезависимо от свойств прокатываемой полосы.И, в третьих, такое решение позволяет устранить влияние упругой деформации валков под действием технологических колебаний усилия прокатки и усилий противоизгиба валков на показание датчиков биения, поскольку для датчиков, установленных радиально к поверхности бочки валка и перпендикулярно к плоскости действия усилий,а следовательно, и к плоскости упругих деформаций валков, перемещения валков вследствие этих деформаций касательны по отношению к датчикам и не фиксируются ими.Схема прокатной клети с предлагаемым устройством компенсации биения валков приведена на чертеже.Рабочие валки 1 опираются на опорные валки 2, смонтированные своими подшипниками в подушках 3. Подушки верхнего валка опираю 1 ся на .винты на 5 9216 жимного устройства посредством месдозподушки нижнего валка - на плунжеры 5 силовых гидроцилиндров гидравлического нажимного устройства, на хвос товиках которого установлены датчики 6 положения плунжера. На поперечинах 7, соединяющих левую и правую подушки каждого из валков, смонтированы датчики 8 биения, установленные перпендикулярно плоскости действия уси- О лий прокатки и противоизгиба валков и опирающиеся измерительными стержнями на бочки валков 2. Верхний и нижний датчики 8 попарно соединены с блоками 9 суммирования сигнал и пос редством блоков 10 установки нуля датчика", а оба блока 9 соединены с датциком 6 посредством блоков 11 коррекции сигнала по фактической жесткости клети, представляющих собой блоки пропорциональности, переключателя 12 выбора направления прокатки и блока 13 задержки по времени в зависимости от скорости прокатки, совмещающего в себе уставку по фактическому 25 диаметру опорного валка. Блок.13 соединен с датчиком 14 скорости (например, тахогенератором),который установлен на осй рабочего валка. Рабочая полость 15 гидравлического нажимного устройства питается от гидросистемы 16, управляемой датчиками 6. Иесдозы 4 и блоки 10 снабжены показывающими приборами 17 и 18 соответственно,35. Работу устройства рассмотрим на примере прокатки слева направо.При этом, переключателем 12 выбора направления прокатки включают в работу датчики 8, расположенные справа от клети, и отключают расположенные слева. Сигналы от верхнего и нижнего датчиков 8, проходя через блоки 10 поступают в блок 9, где алгебраически суммируются, Таким образом, сигнал на выходе блока 9 представляет суммарное биение верхнего и нижнего валков. Проходя через блок 11. он корректируется в соответствии50 фактической жесткостью прокатной клети. Поступив в блок 13, он задерживается в нем на то время, которое требуется для того, цтобы продольное сечение бочки валка, в котором было замерено биение успело повернуться55 иэ горизонтального в вертикальное положение и оказаться в плоскости действия усилий прокатки и противоизги 47 6ба валков, как показано стрелками на опорных валках 2. После укаэанной задержки времени сигнал поступает в датчики 6 положения плунжера и, далее, в гидросистему 16, которая сдви.гает плунжеры 5 на величину суммарного биения валков, тем самым, компенсируя его.Сигнал в блоке 13 задерживаетсяна несколько меньшее время, цем указано выше, и поступает из него с таким расчетом, чтобы к моменту поворота в вертикальное положение того сечения валка, в котором было эемерено его биение, гидросистема 16 успела отработать этот сигнал и переместить плунжер 5, т.е. время задержки сигнала представляет собой разность времени поворота каждого данного сечения валка из горизонтального в вертикальное положение и времени срабатывания гидросистемы.При прокатке справа налево переключателем 12 выбора направления прокатки отключают датчики 8, расположенные справа от клети,и включает в работу датчики, расположенные слева.Остальное - аналогично описанному.Настройку устройства осуществляют следующим образом.В блоках 1 коэффициенты пропорциональности устанавливают на ноль, Это значит, что независимо от сигналов на входе, на выходе из этих блоков сигналы отсутствуют. В блок 13вводят установку, соответствующую фактическому диаметру опорных валков 2, установленных в клети. Включают вращение валков 1, например,сле ва направоф при этом переключателями 12 включают в работу датчики 8, расположеНные справа от клети, Посредством нажимных устройств сводят валки до их взаимного прижатия с усилием, равным 30-40 х от рабочей величины усилия прокатки, при этом месдозы 4 фиксируют на приборах 17 колебания усилия прижатия валков, по. рождаемые биением валков.С помощью блоков 10 пользуясь показаниями приборов 18, устанавливают таким образом величину сигнала от каждого из датчиков 8, чтобы его колебания в процессе биения валка были симметричными относительно нуля. Такую настройку производят после каждой перевалки опорных валков.Увеличивают коэффициент пропорциональности в блоке 11, а следователь92167 Устройство для компенсац,и оценилвалков, содержащее силовье гидроцилиндры, с регуляторами давления этих гидроцилиндрах, соединенные с подушками валков, и датчики биения валков, о т л и ц ацто, с целью повышения эффективности работы устройства за счет более полного измерения и отработки вег 1 ичины биения валков, оно дополнительно содержит блок задержки сигнала и тахогенератор, при ем датчики биения установлены перпендикулярно плоскости действия усилил прокатки и про - тивоизгибз валков, при этом выходы но, сигнал на выходе из него и размах колебаний плунжеров 5, синхронныхс биением валков, до тех пор, покаколебания сигнала с месдоз 1, фиксируемые прибором 17, прекратится (последнее свидетельствует о полной компенсации биения) - такую настройкупроизводят после каждой перевалки рабочих валков, необходимость в такойнастройке определяется некоторым из Оменением жесткости прокатной клетипосле перевалки рабочих валков, связанным как с изменением их диаметра,так и с различным перекосом их осейотносительно осей опорных валков. 15После настройки устройства для работы в режиме прокатки слева направо, реверсируют вращение валков(справа налево): при этом, переключателем 12 отключают датчики 8, распо оложенные справа от клети, и подклюцают расположенные слева от нее. Блоками 1 О настраивают на ноль в отдельности каждый из датциков 8, установленных слева от клети, Увеличивают 25коэффициент пропорциональности блоком 11, установленном слева от клетидо исчезновения колебаний в показаниях прибора 17. Устройство для работыв режиме прока "ки справа налево наст-зОроено,Возможен вариант устройства, в котором в качестве исполнительного органа, вместо плунжеров 5 гидравличес=КОГО нажимнОГО устройства, используются плунжеры гидрораспора прокатнойклети, установленные между, подушками3 опорных валков; при этом, раствормежду валками регулируют за счет упругой .деформации растежения станины,В этом варианте все описанные вышеэлементы устройства сохраняются,заисключением месдоз 4, взамен которыхмогут быть использованы датчики усилий, с которыми опорные валки воздействуют на свои подшипники, например,датчики давления масла в подшипникахжидкостного трения. В частности,эти датчики могут быть использованыдля описанной выше настройки устрой 5 Оства с помощью блоков 11 коррекциисигнала по фактической жесткос,тиклети", использовать для этой цели.месдозы ч в данном варианте ус.тройства затруднительно, поскольку, помимо55колебаний усилий взаимного прижатиявалков, возникающих вследствие биения валков, эти месдозы будут воспринимать также и усилия гидрораспора прокатной клети, которые по своей величине существенно больше указанных колебаний усилия прижатия.Предлагаемое устройство позволяет повысить точность компенсации биения валков за счет исклюцения демпфирующего влияния прокатываемой полосы и ликвидации влияния колебания усилий прокатки и противоизгиба валков на показания датчиков биения, а также за счет устранения фазового сдвига между фактическим биением валков и отработкой его гидравли еским нажимным устройством. Предварительный анализ показал, что перечисленные ДОСТОИНСТВа ПРЕДЛагаЕМОГО УСТРОЙС 1 Ва обеспечивают повышение тоцноси компенсации биения в 2-3 раза по сравнению с известными устройствами. Это особенно важно для станов прокатывающих полосы из сравнительно мягких металлов и сплавов, поскольку на этих полосах биение валков проявляется особенно заметно. Так, например. ,на трехкгетевом стане 1000 непрерывной холодной прокатки полос из меди и ее сплавов разнотолщинность полосы от биения валков составляет в среднем, 64 от толщины полосы (на данном стане это основная составляющая разнотолщинности). Если применением известных устройств для компенсации биения вагков эту величину можно уменьшить вдвое, то предлагаемое устройство уменьшит ее примерно в 5 раз, т.е. произойдет снижение разнотолщинкости от биения валков : 3 до 1,2/ или на 1,8, При поокатке с минусовыми допусками и сдаче продукции по теоретицескому весу повышение вьхода полосы (за счет фактического увеличечия ее длины) составит 1,8:2 = 0,91,Формула изобретения9 921647 датчиков биения соединены с регуляторами давления в силовых гидроцилинд- я рах через блок задержки сигнала, вход которого соединен .с тахогенератором. МИсточники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе к Составитель В,Авако Техред М, ТеперРедактор А.Шандо ректор А. Дзят аз 2441/9 Подписного комитета СССРий и открытийРаушская наб д илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Тираж 842 ВНИИИПИ Государстве по делам изобрете 113035, Москва, Ж10Челюсткин А,Б. "Уменьшение влиния биения валковой системы на проесс прокатки, Экспресс-информация, ЧЛ, 1974, И 2, с, 11.2, Патент франции Н 1384625, л, В 21 В 3700, 1974.