Способ уменьшения ударов в кинематической линии клети прокатного стана и устройство для его осуществления

Союз СоветсиинСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11 и 933146но делам изобретений н отнрытнй(54) СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ УДАРОВ В КИНЕМАТИЧЕСКО ЛИНИИ КЛЕТИ ПРОКАТНОГО СТАНА И УСТРОЙСТВ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯПредложение относится к областиметаллургии, к прокатке металла, преимущественно на обжимных реверсивныхстанах горячей прокатки, приводные.электродвигатели которых имеют систему автбматического регулированиячастоты вращения, а валопровод содержит измерители механического вращающего момента,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату1 Ок предлагаемому техническому решениюявляется способ автоматического управления приводом электродвигателя прокатного стана, заключающийся в том,15что измеряют механическую нагрузкуво вращающихся частях линии клети,сравнивают ее со значением нагрузки,измеренной на электродвигателе, полученную разность сравнивают с задан 20ным значением и обрабатывают их отклонение воздействием на систему управления приводным электродвигателеми устройство 1. 11 автоматического управления приводным электродвигателем, содержащее валки, шестеренную клеть, прокатные электродвига 1 ели, суммирующий усилитель, источник эталонного напряжения сравнения и систе му управления приводного прокатного электродвигателя, причем первый вы" ход суммирующего усилителя через источник опорного напряжения соеди" нен с первым входом системы управления приводным прокатным электродви гателем.Недостатком такого способа является то, что при воздействии на прокатный электродвигатель необходимо измерение изменения нагрузки электродвигателя, что для быстропротекающего режима собственно выброса труди осуществимо, особенно если выброс происходит одновременно с понижением частоты вращения электродвигателя.Недостатком устройства является невозможность уменьшения механических напряжений в упругом валопро 933146воде и величины раскрытия зазоров и ударов - в элементах валопровода в направлении вращения в процессе выброса слитка.Целью изобретения является уменьшение механических напряжений в валопроводе и повышение быстродействияи надежности отработки управляющихвоздействий,Для достижения поставленной целипо .способу уменьшения ударов в кинематической линии клети прокатного стана, заключающемуся в том, что измеряют механическую нагрузку во вращающихся частях линии клети, сравнивают ее со значением линии клети, сравнивают ее со значением нагрузки, измеренным на электродвигателе, полученную разность сравнивают с заданным значением и обрабатывают их отклонение воздействием на систему управления приводным электродвигателем,дополнительно дважды дифференцируют при выбросе слитка значения механического момента в валопроводе, сравнивают значения производных механического момента с эталонным значением, уменьшают частоту вращения про.катного электродвигателя на время действия первой производной механического момента, а затем увеличивают частоту вращения электродвигателя на время действия второй производной механического момента в валопроводе, обрабатывая отклонение сравниваемых значений механических моментов воздействием на систему автоматического 1 О15 О5 3035 регулирования частоты вращения прокатного электродвигателя.Для достижения поставленной цели40 устройство для осуществления способа содержащее валки, шестеренную клеть,прокатные электродвигатели, суммирующий усилитель, источник эталонного напряжения сравнения и сиотему управления приводного прокатного электро 45 двигателя, причем первый выход суммирующего усилителя через источник опорного напряжения соединен с первым входом системы управления приводным прокатным электродвигателем, до 50 полнительно содержит заземленный и изолированный подшипники прокатногоэлектродвигателя, контуры первичногои вторичного дифференцирования электродвижущей силы подшипников токовпрокатного электродвигателя, диод,источник питания электродвигателя,контакты датчика захвата и датчика пробуксовки, причем входы контурапервичного и вторичного дифференцирования соединены с заземленным и изолированным подшипниками прокатногоэлектродвигателя, выход контура первичн ого дифференцирования - черездиод, а выход контура вторичногодифференцирования - непосредственносоединены с входом суммирующего усилителя, второй выход которого черезисточник опорного напряжения, замыкающий контакт датчика захвата и размыкающий контакт датчика пробуксовкисоединен с вторым входом системы управления приводным прокатным электродвигателем, выход которой соединенс входом его источника питания.На Фиг, 1 изображены:1 - кривая изменения момента Мв валопроводе, начиная отточки выброса (0).2 - первая производная момента М ,3 - вторая производная момента М "(первый импульс - "с 1", второйимпульс - Щ"),4 - кривая изменения частоты вращения прокатного электродвигателя (при воздействии на негосигналами, пропорциональнымиМ, и Мф),На фиг. 2 представлено устройство,реализующее предлагаемый способ.Устройство содержит слиток 5, валки б, шестеренную клеть 7, прокатныйэлектродвигатель 8, заземленный подшипник 9 электродвигателя, изолированный подшипник 10 электродвигателя, изолирующую прокладку 11, резистор 12 контура первичного дифференцирования, конденсатор 13 контура первичного дифференцирования, резистор14 контура вторичного дифференцирование, конденсатор 15 контура вторичного дифференцирования, диод 16,суммирующий усилитель 17, источник18 эталонного напряжения сравнения,замыкающий контакт 19 датчика захвата, размыкающий контакт 20 датчикапробуксовки, потенциометр (задатчик)21 эталонного напряжения сравнения,система 22 регулирования частотывращения прокатного электродвигателя, потенциометр 23 (задатчик) частоты вращения прокатного электродвигателя и источник 24 питания прокатного электродвигателя.Слиток 5 прокатывается в валках 6,приводимых через шестеренную клеть 7прокатным электродвигателем 8.5 933116 6Один из подшипников 9 электродви- цика пробуксовки поступает на входгателя, как обычно, заземлен, а дру- системы 22 автоматического регулирогой - 10 - изолирован от земли с вания, выход которой подключен кпомощью прокладкиомощью прокладки 11, входу истоцника 2 М питания электроК заземленному и изолированному 5 двигателя 8, рабочая частота вращеподшипникам 9 и 10 электродвагителя 8 ния которого задается с помощью потенподклюцены контуры первичного и вто- циометра (задатчика) 23.рицного дифференцирования. При этом частота вращения электроВыходы контуров первичного диффе- двигателя 8 уменьшится, вследствиеренцирования - через диод 16, а вто о чего упругие деформации кручения варицного дифференцирования - непоменьшаются.средственно - подключены к входу сум- Действительно, известно, цто примирующего усилителя 17. нереверсивном вращении удар, вследстВыход усилителя 17 через источник вие люфтов, т.е. из-за потери связи18. эталонного напряжения сравнения, 15 между электродвигателем и механизмом,замыкающий контакт 19 датчика захвата возникает при соотношениии размыкающий контакт 20 датчика продщ 1 л дц/)22 регулирования частоты вращения д 1чо Йсэлектродвигателя 8, величина которои 20 где -- Ускорение двигателя призадается потенциометром (задатчи- дсего торможении независимоком) 23.от механизма;Выход системы 22 регулирования- - ускорение механизма приподключен к входу источника 21 пита- с уего торможении независимо .ния электродвигателя 8.от двигателя.При прокатке слитка 5 в валках 6механический момент вМ валопрово- Поскольку процесс выброса происде представляет со ой гоб горизонталь- ходит при заданном направлении враще 1 (ф . 1)ния, то указанные соотношения, ханую часть кривои фиг.При этом электродвижущая сила под. Зо рактеризующие условия возникновенияара, справедливы и при наличии упшипниковых токов прокатного электро- удугих связей, при раскруцивании валадвигателя 8, возникающая между его рув и оцессе выброса слитка в направлеизолированным подшипником 10 и зем- в прнии обратного перекрытия зазоров.лей (или между изолированным и за" нииСледовательно, в процессе уме ньшеземленным подшипниками 10 и 9), име- дния частоты вращения электродвигатеет определенную величину.5 - обеспечиваемой действием сигнаВ начале ре выб оса слитка из вал- ля,.1) лов М и М , уменьшается разностьков 6 (см. точку 0 кривой 1, фиг.1) лов и, уми оизводных частот вращения электр ои связанным с этим уменьшением меха- првигателя и механизма, описываемы х вынического момента, в валопроводе возО двиганикает изменение магнитоупру гих ражением (1) .чвала и окатного элект- При уме венименьшении исчезновениП ме ( вении) имсвоиств участка Рроизводной момента Модвигателя 8 между его заземленны ум и льса первои проР9 и 10 возникает второй по счету импульси изолированным подшипниками 9 и , ввторой произвбдной моментав результате чего произойдет измене 3 фиг. 1). Полярвиж ей силы подшипнико" пульс 4 на кривой 3, фиг.ние электродвижущеи силы и8. ность этого имго импульса противоположнавых токов электродвигателяв .полярности импульсов М (кривая 2)В результате, на выходе контуроИ (им//е ен и- и первого по счету импульсаперви цного и втори цного дифференцич 3 ф 1 )ио- и льс а на кривои , иг.рования возникают сигналы, пропорц - унальные перво й М и второй М ф прооме - П этому при воздействии импульизводным механического момеомента в ва- оэтомуисом 6 второи произвчодной момента М22на кривой 3, фиг. 1).далее на электродвигаз с мми ую- рования и, дУказанные сигналы чере У Ртель 8 частота вр8 в ащения последнегощии усилител 7чь 17 и далее, через исатковременно увеличит ся.точник 18 эталонного на рп яжения срав- краткоТ б зом частота вращеният 19 атцика Таким о ранения замыкающий контакт 9 д1кт 20 ат- электродвигателя 8 в начале выбросазахвата и размыкающий контакт да 933146Формула изобретения слитка уменьшается, а в конце выброса кратковременно увеличивается(см, кривую 1 на фиг. 1),В результате, угол закручиванияи механические напряжения в упругомвалопроводе уменьшаются, поэтому величина раскрытия зазоров и ударов вэлементах валопровода в направлениивращения в процессе выброса слиткауменьшается, либо полностью компен Осируется.К моменту завершения выброса слитка необходимо кратковременно увеличить частоту вращения электродвигателя, потому что, в противном случае, 15после снятия упругих напряжений вВалопроводе и при дальнейшем уменьшении частоты вращения электродвигателя возможно возникновение удараиз-за перекрытия зазора в направ Олении, противоположном вращениюэлектродвигателя при прокатке,Указанное увеличение частоты вращения электродвигателя обеспечиваетсявторым по счету импульсом второй производной момента М " (импульс 8 накривой 3, Фиг. 1), который может бытьзапомнен на необходимое время.Для того, цтобы ограницить времяувеличения частоты вращения электродвигателя, с помощью диода 16 исключают прохождение в систему 22 регулирования частоты вращения положи"тельного импульса первой производноймомента И (на кривой 2, Фиг. 1 непоказан).Замыкающий контакт 19 датчиказахвата исключает попадание сигналовс выхода усилителя 17 на вход системы 22 регулирования как до окончанияпроцесса захвата, так и после полного выброса слитка, а размыкающий контакт 20 датчика пробуксовки исключаетложное срабатывание устройства приналициии пробуксовок.Источник 18 эталонного напряженияи задаваемая потенциометром 21 егоуставка напряжения сравнения необходимы для того, цтобы исключить прохождение на вход системы 22 регулиро 5 Ования сигналов, пропорциональных низкоцастотным изменениям электродвижущей силы подшипниковых токов, имеющих место при прокатке.Рассмотренный способ и реализующее55его устройство применимы как для группового привода валков, показанногона фиг. 2, так и для индивидуальногоэпектропривода валков. Таким образом, предлагаемое техническое рещение позволяет улучшить работу механо- и электрооборудования за счет уменьшения ударов в элементах линии валопровода клети при выбросе слитка, когда из-за влияния сил упругости и наличия зазоров наступает разрыв контактной поверхности с одной стороны и восстановление его с другой стороны сопряженных кинематических элементов валопровода. 1, Способ уменьшения ударов в кинематической линии клети прокатногостана, заключающийся в том, что измеряют механическую нагрузку во вращающихся частях линии клети, сравнивают ее со значением нагрузки, измеренным на электродвигателе, полученную разность сравнивают с заданным значением и обрабатывают их отклонение воздействием на систему управления приводным электродвигателем,о т л и ц а ю щ и й с я тем, что,с целью уменьшения механических напряжений в валопроводв и повышениябыстродействия и надежности обработки управляющих воздействий, дополнительно дважды дифФеренцируют при выбросе слитка значения механическогомомента в валопроводе, сравниваютзначения производных механическогомомента с эталонным значением, уменьшают частоту вращения прокатногоэлектродвигателя на время действияпервой производной механического момента, а затем увелицивают частотувращения электродвигателя на времядействия второй производной механического момента в валопроводе, обрабатывая отклонение сравниваемых значений механических моментов воздействием на систему автоматического регулирования частоты вращения прокатногоэлектродвигателя,2, Устройство для осуществления способа по и, 1, содержащее валки, шестеренную клеть, прокатные электродвигатели, суммиоующий усилитель, источник эталонного напряжения сравнения и систему управления приводного прокатного электродвигателя, причем первый выход суммирующего усилителя церез источник опорного напряжения соединен с первым входом системы уп3 равления приводным прокатным электродвигателем, о т л и ч а ю щ е ес я тем, цто оно дополнительно содержит заземленный и изолированный подшипники прокатного электродвига 5 теля, контуры первичного и вторичного дифференцирования электродвижущей силы подшипников токов прокатного электродвигателя, диод, источник питания электродвигателя, контакты дат- в цика захвата и датчика пробуксовки, причем входы контуров первичного и вторичного дифференцирования соединены с заземленным и изолированным подшипниками прокатного электродвигателя, выход контура первичного дифференцирования - через диод, а выход 16 10контура вторичного дифференцирования непосредственно соединен с входом суммирующего усилителя, второй выход которого церез источник опорногЬ напряжения, замыкающий контакт датчика захвата и размыкающий контакт датцика пробуксовки соединен со вторым входом системы управления приводным прокатным электродвигателем, выход которой соединен с входом его источника питания. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 389856, кл. В 21 В 37(00, 1972