Устройство для автоматического определения минимально необходимого съема металла при перешлифовке листопрокатного валка

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19 1, В 37/О ИЗОБРЕТЕ ОП ВИДЕТЕЛ АВТОРСН ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт системавтоматизации и управления и Всесоюзный заочный политехнический институт(54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНДАЛЬ 10 НЕОБХОДИМОГО СЪЕМА МЕТАЛЛА ПРИ ПЕРЕШЛИФОВКЕ ЛИСТОПРОКАТНОГО .ВАЛКА, содержащее измерительную головку и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышенияточности определения минимально необходимого съема металла валков приих перешлифовке на конкретный типпрофилировки и сокращения потребления валков на тонну проката за счетавтоматизации определения износа поверхности валка, оно снабжено.инди-,каторным прибором контроля формы прокатных валков с тележкой на роликовых опорах и коромыслом, импульснымдатчиком положения измерительной головки, усилителем, счетчиком импульсов, блоком задания распределения профиля по длине бочки валка,переключателем типов профилировок,первым и вторым преобразователямикод - аналог, элементом сравнения,детектором, блоком запоминания максимального уровня входного сигнала,блоком умножения, преобразователемнапряжение - частота, блоком определения полярности входного сигнала, формирователем импульсов, первым и вторым трехвходовыми логическими элементами И, реверсивным счетчиком импульсов, третьим преобразователем код-аналог и сумматором, причем измерительная головка закрепленана коромысле индикаторного прибораконтроля формы прокатных валков ичерез усилитель соединена с первымвходом элемента сравнения, выход импульсного датчика положения измерительной головки, соединенного с одним из опорных роликов индикаторноно прибора контроля формы прокатныхвалков, соединен с входом формирователя импульсов и входом счетчика импульсов, выходы которого соединеныс первыми входами блока задания распределения профиля по длине бочки .валка, а через первый преобразователь код - аналог в с первым входомблока умножения, выходы переключателя типов профилировок соединены с втовторыми входами блока задания распределения профиля по длине бочки валка, выходы которого соединены с входами второго преобразователя кбд -аналог, выход второго преобразователякод-аналог соединен с вторым входомэлемента сравнения, выход элементасравнения соединен с входом преобра-.зователя напряжение-частота, входомблока определения полярности входного сигнала и через детектор со входомблока запоминания максимального уров-,ня входного сигнала, выход которого1245370 соединен с вторым входом блока умножения, выход преобразователя напряжение-частота соединен с первыми входами первого и второго трехвходовых логических элементов И, а перВый и второй выходы блока определения полярности входного сигнала соединены с вторыми входами соответственно первого и второго трехвходовых логических элементов И, с третьими входами которых соединены выход Формирователя импульсов, выход первого и второго Изобретение относится к прокатному .производству, а именно к измерению минимально необходимого съема металла листопрокатных валков при перешлифовках их на заданный профиль для последующей завалки в клети прокатного стана.Целью изобретения является повышение точности определения минимально необходимого съема металла валков при их перешлифовке на конкретный тип проФилировки и сокращение потребления валков на тонну проката за счет автоматизации определения износа поверхности валкаНа фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства определения минимально необходимого съема металла валков; на Фиг, 2 - внутренняя структура блока задания распределения профиля по длине бочки валка; на фиг. 3 - пример определения величины минимально необходимого съема металла валков,Устройство содержит измеряемый валок 1 прибор 2 контроля Формы прокатных валков, измерительную головку 3, импульсный датчик 4, счетчик 5 импульсов, блок 6 задания, распределения профиля по длине бочки валка, переключатель 7 типа профилировок, первый и второй преобразователи 8 и 9 код - аналог, усилитель 10, элемент 11 сравнения, детектор 12, блок 13 запоминания максимального уровня входного сигнала, блок 14 умножения, преобразователь 15 напряжение - частота, блок 16 определения полярности, первый и второй логические трехвходовые трехвходовых логических элементов Исоединен соответственно с первым ивторым входами реверсивного счетчикаимпульсов, выход которого соединен свходом третьего преобразователя коданалог, выход третьего преобразователя код-аналог соединен с первым входом сумматора, второй вход которогосоединен с выходом блока умножения , а выход сумматора соединен с входом регистрирующего прибора. элементы И 17 и 18, формирователь19 импульсов, реверсивный счетчик 20импульсов, третий преобразователь 21код - аналог, сумматор 22 и регист рирующий прибор 23. Блок 6 заданияраспределения профиля по длине бочкивалка содержит группы 24 логическихэлементов И 25 и блоки 26 памяти,причем количество групп 24 соответст 1 б Вует выходам переключателя 7 типапрофилировок, а количество элементовИ 25 каждой группы 24 соответствуетвыходам счетчика 5 импульсов.На Фиг. 3 введены следующие обо значения: Ь - длина контролируемоговалка, р (х) - кривая распределенияфактического профиля по длине валкаЬ; 81;(х) - кривая распределения заданного профиля по длине валка Ь2 О л 8 (х) = Б (х) - Ю(х) - кривая распределения отклонения заданного профиля 8;(х) от Фактического Хср (х) Подлине Валка Ьо (х) ь Ьр = сопя,йвеличина максимального отклонения8 заданного профиля 3(х) от фактического б (х) на всей длине контролируемого валка,; 8 (х), , - криваязаданного профиля 8 (х), смещеннаяна величинуоЗО Определить величину минимально необходимого съема металла рабочего слоя валка, обеспечивающую получение заданной профилировки валка, можно следующим образом (Фиг. 3). Допустим, что валок, требующий перешлифовки, имеет профиль, определяемый кривой Ь (х), а требуется перешлифовать его на профиль, определяемый кривой)(х), огд, чтобы вычислить минимальную величину съема металла, необходимо сместить кривую Ю(х) вниз на величину максимального отрицательного отклонения ь 5, заданного профиля (х) от Фактического дскб(х), получив таким образом смещенную кривую заданного профиля (х) , ,которая касается в одной или нескольких точках кривой 8 с(х), но нигде ее не пересе- О кает, Если вся кривая Ес(х) лежит выше кривой 8 (х), то смещение равно 0 (АБщу 0)Тогда величина минимально необходимого съема металла при перешлифов ке валка равна площади, ограниченной кривыми Е(х)щ. и Еср(х), и определяется как разность площади, ограниченной осью Х и кривой Ю (х), смещенной на величину з 5, 1(х) емещ )1 и площади, ограниченной осьюи кривой 8 с(х). Но эта площадь, харастеризующая минимальный съем металла рабочего слоя валка, эквивалентна площади, ограниченной кривой разности вХ(х) между Фактическим 8(х) ,и заданным Х(х) профилем валка и прямой Х (х) = ь К = сопз.Следовательно, чтобы вычислить указанную площадь,. необходимо к 30 площади, ограниченной осью 1( и прямой 1(х) =.ь 3= сопят, прибавить все площади, ограниченные положительными участками кривой в Х (х) и осьюи из полученной суммы вычесть З ,площадь, ограниченную отрицательными участками кривой ад(х) и осью Х.Устройство для измерения величины минимально необходимого съема металла валков при перешлифовках работает 0 следующим образом.Прибор 2 контроля формы прокатных валков устанавливают в начало измеряемого валка 1, а затем с помощью переключателя 7 задают тип профили ровки, на которую предполагают пере- шлифовать валок. При этом (фиг, 2) напряжение .логической единицы И 1, появляющееся на одном из выходов переключателя 7, подается на вторые 10 входы тех логических элементов И 25, которые подключены к данному выходу . переключателя 7, подготавливая по. следние к работе. При этом прибор 2 вручную перемещают вдоль валка 1. у При этом сигнал с измерительной головки 3, пропорциональный профилю контролируемого валка 1, через усилитець О поступает на первый вход элемента 1 сравнения.Одновременно импульсные сигналы с импульсного датчика 4. поступают на вход счетчика 5 импульсов, на выходе которого появляется двоичный код координаты положения измерительной головки 3 относительно начала валка. Код положения измерительной головки 3 поступает на все группы 24 логических элементов И 25 блока 6 задания распределения профиля. Однако кодовый сигнал попадает на адресные входы лишь того блока 26 памяти, на группу 24 логических элементов И 25 которого от переключателя 7 подан разрешающий сигнал И 1. На выходе указанного блока памяти в соответствии с двоичным кодом координаты х положения измерительной головки 3, поступившем на его адресные входы, появляется кодовый сигнал требуемой величины профиля 1(х) в сечении х , соответствующем положению измерительной головки 3 (в каждом блоке 26 памяти предварительно заложено и постоянно хранится в двоичном виде распределение профиля по сечениям валка для одного, определенного типа профилировки). Таким образом, на выходе блока 6 памяти двоичный код требуемой величины профиля 8(х) валка изменяется по мере перемещения вдоль него измерительной головки 3. Этот код преобразуется вторым преобразователем 9 код - аналог в аналоговый сигнал, который поступает на второй вход элемента 11 сравнения, в результате чего на его выходе Формируется сигнал, пропорциональный разнице ю 8(х) фактического 3 ср(х) и требуемого (заданного) (х) профилей валка в том сечении, в котором в данный момент находится измерительная головка 3 (Фиг. 3). Сигнал с выхода элемента 11 сравнения, пропорциональный разнице фактического и заданного Профилей в сечении 1 через детектор 12, пропускающий только сигнал отрицательной полярности, поступает на вход блока 13 запоминания максимального уровня входного сигнала, на выходе которого независимо от изменения уровня входного сигнала присутствует максималь ное значение Поступающего на его вход с момента начала измерения сигнала от детектора 12.245Ь 1 ок 1 3 3 а 11 оминания максим."ногоуровня входного сигнала может биттвыполнен из известных из области автоматизации элементахСигнал с выхода блока 13 поступает на второй вход блока 14 умножения, на первый вход которого проходит аналоговый сигнал с выхода первого преобразователя 8 код - аналог, пропорциональный координате У положения 10 измерительной головки 3 на валке 1, Таким образом, на выходе блока 14 умножения присутствует сигнал, пропорциональный произведению координаты М положения измерительной головки 3 15 и максимального (для измеренного участка валка) значения величины Е(х) отклонения заданного профиля Б(х) от фактического Ьу(х ). СигналЕ(х) с выхода элемента 11 сравнения одновременно с поступлением на детектор 12 поступает на вход преобразователя 15 напряжение-частота и на вход блока 16 определения полярности. Пре 25 образователь 15 напряжение - частота пропорционально уровню напряжения входного сигнала изменяет частоту следования импульсов на своем выходе. Импульсы с выхода преобразовате.пя 5 поступают на первые входы перЗб вого и второго логических злементов И 7 и 18. В зависимости от полярности сигнала дд(х) блок 16 определения полярности выдает разрешаюшчй сигнал по одному (при положительном З 5 выходном сигнале - по первому, а при отрицательном - по второму) из своих выходов, который поступает на второй вход соответствующего ему логического элемента И 17 или 18, подготавливая таким образом этот элемент к работе, Однако импульсы с преобразователя 15 напряжение-частота пройдут через элемент И 17 или 18 лишь при наличии на его третьем входе сигнапа логической единицы, который каждый раз вырабатывается формирователем 19 импульсов по фронту импульса, поступившего с импульсного датчика 4,Необходимость введения формирователя 19 импульсов заключается в следующем. Поскольку прибор 2 контроля формы прокатных валков перемешается по валку 1 вручную, то частота следования импульсов от датчика 4 нестабильна и зависит от скорости перемещения прибора 2 вдоль валка. Для того, чтобы определить величину съема:1 70 Ьме 1 алис на участке валкако 1 орый проходит измеритель 11 ая головка 3 за период между появлениями на выходе датчика 4 двух последовательных импульсов, необходимо чтоСы импульсы с преобразователя 15 напряжение-частота начинали поступать в счетчик 20 в момент появления очередного импульса с датчика 4, причем период их поступления был всегда постоянен (одинаков) и заканчивался перед появлением очередного импульса с датчика 4. Поэтому длительность импульсов по ступающих с формирователя 19, не превышает периода следования импульсов с импульсного датчика 4 при максимальной частоте вращения его вала во время перемещения приоора 2 контроля формы по измеряемому валку 1. Таким образом, в зависимости от уровня сигнала отклонения 13 (х) заданного профиля от фактического за время, равное длительности импульса, сформированного формирователем 19 импульсов, через один из логических элементов И 17 или 18, который опредепяется и подготавливается сигналом с одного из выходов блока 16 определения полярности, на первый (вход суммирования) или второй (вход вьг 1 итания) вход реверсивного счетчика 20 импульсов поступает количество импульсов, пропорциональное величине д Г(х), Количество импульсов, поступивших через логический элемент И 17 на суммирующий вход сче.тчика 20, определяет площадь над осью , ограниченную кривой 18 (х) (фиг. 3), а количество импульсов, пос.тупивших через логический элемент И 8 на вход вычитания счетчика 20 площадь под осью 1 , ограниченную кривой лЬ(х).Следовательно, двоичный код, присутст:аующий на выходе счетчика 20 в момент окончания измерения, т.е, после прохождения измерительной головкой 3 всей длины валка, представляет собой алгебраическую сумму площадей ограниченных всеми участками кривой ь 8 (х, и осью. Этот код преобразуется третьим преобразователем 21 код - аналог в аналоговый сигнал, который поступает на первый вход сумматора 22, на втором входе которого в момент окончания измерения присутствует сигнал, пропорциональный произведению расстояния, прошедшего1245370 О т ии о дащ оку измерительной головкой 3 (в данном) случае длина валка), и максимальной величины отклонения заданного профиля от фактического в К, В результате этого, в конце процесса измерения на выходе сумматора 22 присутствует сигнал, пропорциональный величине минимально необходимого съема металла рабочего слоя валка, обеспечивающий получение заданной профилировки последнего. Этот сигнал регистрируется регистрирующим прибором 23,Использование предлагаемого устройства позволит подбирать из имеющегося на данный момент времени парка изношенных валков такие комплектыдля перешлифовки на требуемые по технологии прокатки типы профилей длякаждой конкретной клети стана, перешлифовка которых (комплектов валков)даст минимальный суммарный съемметалла по валкам всех переваливаеМых клетей, а следо -вательно ,позволит увеличить срокслужбы валков и тем самым сократить потребление новых дорогостоящих прокатных валков.1245370 Составитель И. РыбьевТехред Г.Гербер Редактор Л. Грат рректор М. Максимиши аз 3942 к и К роизводственно-полиграическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектн 8 ФЬ) бз (Х) М С) Тираж 518 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рау