Устройство для регулирования натяжения проволоки при намотке

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 16, 0 3. 81 (21) 3260223/25-27 с присоединением заявки (5 М. Кл. В 21 С 47/00 Рваударстеаииый комитетСССР лв делам изееретеииЯ и вткрытиЯ(53) УДК 621,772, .068(088.8) Опубликовано 23,09,82, бюллетень35 Дата опубликования описания 23. 09,82(72) Авторы изобретения Л. Н, Левченко, В. Д. Гладуш, Л, Ф, МашкинД. Л, Браудо, О. В. Филонов, В. Г. Касьянеи В. И. Войченко пропетровский ордена Трудового Красног металлургический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕН ПРОВОЛОКИ ПРИ НАМОТКЕ Изобретение относится к обработкеметаллов давлением и, в частности,может быть использовано при производстве мелкосортного проката,Известно устройство для намоткипроката с поддержанием постоянного5натяжения, содержащие двигатель моталки, задатцики уровня скоростии натяжения, преобразователь с последовательно соединенными регулятором 1 отока, регулятором скорости и блокомограничения тока при намотке, укладчик проката с приводом и датчик положения укладки металлаНедостатками устройства являютсянеравномерная укладка витков в слояхи образование пустот в нижней частибунта. В результате нестабильностискорости прокатки, вызываемой колебаниями температуры и механических 20свойств металла, имеют место колебания натяжения при намотке по от,ношению к заданному уровню, цто приводит к неравномерности укладки вит" ков, Пустоты в нижнеи части бунта обусловлены наличием бурта намоточной чаши, затрудняющего распределение витков в нижней цасти барабана.Известно также устройство для регулирования натяжения проволоки при намотке после выхода из чистовой клв ти прокатного стана, содержащее двигатель барабана моталки .и систему управления, имеющую управляемый преобразователь с последовательно соединенными регулятором то%а, регулятором скорости и блоком ограничения тока при намотке, укладчик с приводом, датчик положения укладчика, связанный с блоком временных функций, выход которого соединен с приводом укладчика и блоком ограничения тока при намотке (.2 1.Недостатком известного устройства является невозможность обеспечения высокого качества намотки и точности геометрических размеров профиля проката при резких значительных отклонения сигнала подключен к второму входу регулятора тока.На чертеже представлено устройство для регулирования натяжения проволоки при намотке.Оно содержит двигатель 1, который связан с управляемым преобразователем 2, последовательно соединенным с регулятором 3 тока, регулятором 4 скорости и блоком 5 ограничения тока при намотке, вход которого связан с выходом блока 6 временных функций и через привод 7 укладчика с укладчиком 8, а вход блока 6 - с выходом датчика положения укладчика 9.Устройство также содержит сумматор 10, первый вход которого через усилитель- преобразователь 11 соединен с датчиком 12 тока и датчиком 13 скорости двигателя 14 чистовой прокатной клети 15, второй вход - с выходом потенциометра 16 задания тока свободной прокатки, третий вход- со вторым выходом блока 5 ограничения тока при намотке, а выход сумматора 10 через блок 17 формирования сигнала подключен .ко второму входу. регулятора 3 тока, Барабан моталки 18 установлен на чаше 19 с буртом 20. В регуляторе 4 скорости предусмотрен дополнительный выход для задания начальной частоты вращения двигателя 1,а в блоке ограничения тока при намотке - дополнительный вход для задания постоянного натяжения в зависимости от диаметра и механических свойств проката.Устройство работает следующим образом.До начала намотки проката двигатель 1 приводят во вращение со скоросты, определяемой задающим сигналами, воздействующими на управляемый преобразователь 2 через регулятор тока 3, регулятор скорости 4 и блок 5 ограничения тока при намотке. Прокат от чистовой клети 15 направляют к барабану моталки 18 через укладчик 8. Намотку начинают снизу при малом уровне натяжения, обеспечивающим укладку витков в пространстве, ограниченном по высоте буртом 20. После намотки нижней части слоя по команде блока временных функций 6 привод 7 укладчика начинает перемещать укладчик 8 вверх и одновременно блоком ограничения тока при намотке 5 устанавливается наибольший уровень натяжения, обеспечивающий 3 959864 ниях натяжения от заданного уровня, что имеет место при начале намотки нового слоя витков в результата изменения радиуса намбтки, а также при колебаниях температуры и механических свойств прокатываемого метал ла.,Отклонения натяжения от заданного уровня приводят к изменению полного тока двигателя по сравнению с уровнем, заданным блоком ограниче ния тока при намотке. Система управления приводом моталки путем изменения скорости двигателя восстанавливает натяжение проката в соответствии с требуемым уровнеи.,Однако15 ,регистрация отклонения натяжения поизменению только полного тока двигателя не учитывает влияние динамической составляющей нагрузки двигателя, частично компенсирующей:изменение 20 полного тока, скорости изменения натяжения. При этом намотка проката длительное время производится при отклонении натяжения от заданного уровНя, следствием чего является утяжка 25 профиля и ухудшение качества намоткиЦель изобретения - улучшение качества бунтов и повышение точности проката. 30Указанная цель достигается тем, что устройство для регулирования натяжения проволоки при намотке после выхода из чистовой клети прокатного стана, содержащее двигатель барабана моталки и систему управления, имеющую управляемый преобразователь с последовательно соединенными регулятором тока, регулятором скорости и блоком ограничения тока при намотке, укладчик с приводом, датчик положения укладчика, связанный с блоком временных функций, выход которого соединен с приводом укладчика и блоком ограничения тока при намотке, снабжено датчиком тока и скорости двигателя чистовой прокатной клети, усилителем-преобразователем, потенциометром задания тока свободной прокатки, блоком формирования сигнала и50 сумматором, первый вход которого через усилитель-преобразователь соединнен с. датчиком тока и скорости двига" теля чистовой прокатной клети, второй вход -.с выходом потенциометра задания тока свободной прокатки, тре55 тий вход - со вторым выходом блока ограничения тока при намотке, а выход сумматора через блок формирова9.59864 1плотную намотку витков по высоте барабана. Укладка снизу вверх ведется до верхнего положения укладчика,обеспечивающего намотку по всей высоте барабана. Затвм укладчик начинает движение вниз при сохранении прежнего уровня натяжения, При достижении .нижнего положения укладчика,определяемого высотой бурта 20, отдатчика положения укладчика 9 поступает сигнал в блок 6 временных функ, ций,а от него - команды в привод 7укладчика на задержку укладчика и вблок ограничения тока при намотке 5на снижение натяжения до наименьщего уровня. Укладчик, управляемыйприводом 7 укладчика, задерживают внижнем положении на расчетное время,достаточное для укладки двух слоеввитков в нижней частибарабана моталки 18. При этом происходит намотка витков низа данного слоя и начинается намотка следующего слоя, послечего процесс циклически повторяется,Во время намотки с натяжениемток якоря двигателя 14 чистовой про"катной клети 15 пропорционален моменту нагрузки М, который определяетсясуммой составляющих моментов. М=М +М +М св,прок дин натгде М р - момент нагрузки припрокатке без натяженияв стационарном режиме;М- динамический момент.пропорциональный ускорению двигателя:М нст - момент нд груэки нд двигатель, создаваемый силой натяжения проката.Сигнал, пропорциональный величине этого тока, фиксируется датчиком 1.2 то ка и подается на вход усилителя-преобразователя 11.На второй вход усилителя-преобразователя подается сиг; нал от датчика 13 скорости. В усилителе-преобразователе оба сигнала усиливаются, сигнал датчика скорости дифференцируется и вычитается из сиГ- нала от датчика тока, На первый вход сумматора 10 подается сигнал, про- порциональный разности полного и динамического моментов. На второй вход сумматора от потенциометра 16 задания тока свободной прокатки подается сигнал, пропорциональНый моменту нагрузки при прокатке без натяжения в стационарном режиме. Натретий вход сумматора 10 со второговыхода блока 5 ограничения тока принамотке подается сигнал, пропорцио 3 нальный заданному моменту нагрузкина двигатель, создаваемому силойнатяжения проката. В сумматоре изсигнала, поступающего от потенциометра 16 задания тока свободной про10 катки, вычитаются сигналы от уси"лителя-преобразователя 11 и от блока 5 ограничения тока при намотке.Если намотка проката производитсябез отклонения от заданного уровня1 натяжения, то разностный сигнал навыходе сумматора отсутствует, Приотклонении натяжения от заданногоуровня сигнал на входе сумматора отсутствует. При отклонении натяжения.20 от заданного уровня сигнал на входесумматора соответствует отклонениюнатяжения по величине и знаку. Отсумматора 10 сигнал поступает в. блок17 формирования сигнала, в котором2 З производится его дифференцирование.На выходе блока 17 формирования сигнала формируется сигнал, равный сум.ме двух составляющих; пропорциональных величине отклонения натяженияЗр;от заданного уровня и скорости изменения натяжения. С.выхода блока 17формирования сигнала сигнал поступает на второй вход регулятора тока 3.который через управляемый преобразователь 2 оказывает управляющее воздействие на двигатель 1; В результате изменяется скорость вращениябарабана моталки 18, что приводит квосстановлению заданного уровня на 4 О тяжения. Величина управляющего воздействия на двигатель определяетаявеличиной сигнала, поступающего отблока 17 формирования сигнала, причем,чем больше величина отклонениянатяжения от заднного уровня и скорость изменения .натяжения,. тембольше величина управляющего воздействия на двигатель моталки и быстрее восстанавливавтся заданныйуровень натяжения,При изменении заданного уровнянатяжения при подходе укладчика книжнему положению, цто необходимодля улучшения качества намотки нижней части бунта, по командам блока 6временных функций на выходе сумматора 10 также формируется сигнал,пропорциональный разности фактического и заданного уровня натяжения.959864 30 После преобразования в блоке 17 формирования сигнала сигнал подается на вход регулятора 3 тока и скорость двигателя моталки изменяется, чем приводится в соответствие фактически з и заданный уровень натяжения причем дополнительное воздействие на вход регулятора 3 тока увеличивает скорость обработки системой сигнала рассогласования. оИспользование предлагаемого устройства для регулирования натяжения при намотке обеспечивает по соавнению с известным возможность получения бунтов с равномерным размещени ем и без переплетения витков, что особенно важно при последующей обвязке, транспортировке и переработке бунтов в метизном производстве; улучшение динамики намотки, так .как сох раняется постоянный в течение каждого слоя витков радиус намотки, что повышает надежность работы моталок с укладчиком, позволяет устранить утяжку профиля и повысить качество 25 бунтов, а также повышение точности проката вследствие уменьшения величины и продолжительности отклонения от заданного уровня. формула изобретения Устройство для регулирования натяжения проволоки при намотке после выхода из чистовой клети прокатного стана, содержащее двигатель барабана моталки и систему управления, имеющую управляемый преобразователь с последовательно соединенными регулятором тока, регулятором скорости и блоком ограничения тока при намотке,укладчик с приводом, датчик положения укладчика, связанный с блокомвременных функций, выход которого соединен с приводом укладчика и блокомограничения тока при намотке, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества бунтов и повышения трчности проката, оно снабженодатчиком тока и скорости двигателячистовой прокатной клети, усилителемпреобразователем, потенциометром задания тока свободной прокатки, блоком формирования сигнала и сумматором, первый вход которого через усилитель-преобразователь соединен сдатчиком тока и скорости двигателячистовой прокатной клети, второйвход - с выходом потенциометра задания тока свободной прокатки, третийвход - со вторым выходом блока ограничения тока, .а выход сумматора через блок формирования сигнала подключен к второму входу регулятора тока. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе.1. Патент ГДР й 880679кл. В 21 С 47/00, 1970,3. Авторское свидетельство СССРпо заявке Мф 288038125-27,кл В 21 С 47/00, 07.08.80 (прототип),959864 Составитель И,Аржановактрр В, Лазаренко:Техред Е.Харитончик ктор 1 Л. Бокшан. аэ 709 М 1 илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,Тираж 845 ВНИИПИ Государств по делам изо 113035, Москва, Ж-.