DE2023001A1

DE2023001A1 - Rolling mill chatter control to reduce wear

Info

Publication number: DE2023001A1
Application number: DE19702023001
Authority: DE
Inventors: Erwin Kaltenpoth
Original assignee: August Thyssen Huette AG
Current assignee: Thyssen AG
Priority date: 1970-05-12
Filing date: 1970-05-12
Publication date: 1971-11-25

Abstract

Suppression of chatter in a rolling mill is effected by an electrical control signal derived from the vibration which is used to reduce the speed of the rolling mill drive automatically for as long as the chatter occurs, after which the speed is increased again to the nominal rate. The current derived from the vibrations is pref. a pulsating d.c. current. Improved workpiece finish and general reduction in wear is achieved.

Description

Verfahren und Schaltung zum automatischen Unterdrücken von Ratterschwingungen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Unterdrücken von Ratterschwingungen in Block- und Brammenwalzwerken und auf eine Schaltung zum Durchführen dieses Verfahrens. Method and circuit for the automatic suppression of chatter vibrations The invention relates to a method for automatically suppressing Chatter vibrations in ingot and slab rolling mills and on a circuit for performing this procedure.

Beim Walzen von großen Querschnitten, insbesondere in Block- und Brammenwalzwerken sowie in Vorgerüsten von Breitbandstral3en, kommt es gelegentlich zu Rutscherscheinungen, die an den Walzgerüsten Schwingungen erzeugen, die man als Ratterschwingungen bezeichnet. Infolge dieser Ratterschwingungen treten starke Drehmomentwechsel auf, die sehr schädliche Einflüsse auf alle Teile des WalzgerüsteS ausüben. Insbesondere kann es hierbei zur Zerstörung des Spindelkopfes und des Spindelschaftes kommen.When rolling large cross-sections, especially in ingot and slab rolling mills as well as in the roughing of broadband lines, there are occasional slip phenomena, which generate vibrations on the roll stands, which are known as chatter vibrations. As a result of these chatter vibrations, strong torque changes occur, the very exert harmful influences on all parts of the roll stand. In particular, can the spindle head and the spindle shaft will be destroyed.

Bisher war es kaum möglich, die Ratterschwingungen beim Entstehen zu unterdrücken. Es mußte vielmehr die das Walzen beaufsichtigende Person stets von Hand die Drehzahl des Walzenzugantriebes heruntersetzten, sobald Ratterschwingungen auftraten. Naturgemäß erfolgte die erforderliche Unterdrückung der Ratterschwingungen stets nach einer gewissen Verzögerung, so daß bereits schädliche Einflüsse wirksam wurden, bevor eine Regelung von Hand erfolgen konnte.So far it was hardly possible to prevent the chatter vibrations from occurring to suppress. Rather, the person supervising the rolling always had to reduce the speed of the single drum roller drive by hand as soon as chatter vibrations occurred. Naturally, the necessary suppression of the chatter vibrations took place always after a certain delay, so that harmful influences are already effective before manual regulation could be carried out.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum automatischen und somit schnellen Unterdrücken von Ratterschwingungen zu schaffen.The object of the invention is to provide a method for automatic and thus to provide rapid suppression of chatter vibrations.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mittels einer bei auftretenden Ratterschwingungen abgeleiteten elektrischen Spannung die Drehzahl des Walzenzugantriebes automatisch so lange herabgesetzt wird, bis die Ratterschwingungen abgeklungen sind> wonach die Drehzahl wieder auf den vorgeschriebenen ert automatisch hohhgefahren wird.The object is achieved according to the invention in that by means of one the speed of the electrical voltage derived from chatter vibrations of the compactor drive is automatically reduced until the chatter vibrations have subsided> after which the speed automatically returns to the prescribed value is driven up.

Eine Schaltung zum Ausführen des Verfahrens gemäß der Erfindung soll nachstehend anhand eines Blockschaltbildes näher erläutert werden.A circuit for carrying out the method according to the invention is intended are explained in more detail below with the aid of a block diagram.

Die Schaltung geht von der Erkenntnis aus, daß die bei Ratterschwingungen auftretenden Drehmomentwechsel eine pulsierende Tachogleichspannung am Walzenzugantrieb bewirken. Das Pulsieren der Tachogleichspannung verläuft sinusförmig und hat für jedes Gerüst eine eigene konstante Resonanzfrequenz, die der mechanischen Eigenfrequenz des Gerüstes entspricht. Bei Ratterschwingungen ist, wie Messungen ergeben haben, die Größe der Amplituden der Tachospannung von der Größe der auftretenden Drehmomentwechsel abhängig. Eine einmal erreichte Amplitude bleibt während eines Rattervorganges konstant.The circuit is based on the knowledge that the chatter vibrations A pulsating DC tachometer voltage on the single drum roller drive occurs when the torque changes cause. The pulsation of the DC tachometer voltage is sinusoidal and has for each frame has its own constant resonance frequency, that of the mechanical natural frequency of the scaffolding. In the case of chatter vibrations, as measurements have shown, the size of the amplitudes of the tachometer voltage on the size of the torque changes that occur addicted. Once an amplitude has been reached, it remains constant during a chattering process.

Die Tachogleichspannung wird, wie im Blockschaltbild gezeigt istt einem kapazitiv angekoppelten Transformator 1 angelegt. Beim; Auftreten von Ratterschwingungen erscheint an der Sekundärseite des Transformators 1 ein Wechselspannungsanteil der Tachospannung.The DC tachometer voltage is as shown in the block diagram a capacitively coupled transformer 1 is applied. At the; Occurrence of chatter vibrations an alternating voltage component of the appears on the secondary side of the transformer 1 Tachometer voltage.

Dieser Wdchselspannungsanteil wird einem Resonanzverstärker 2 zugeführt, der genau auf die Ratterfrequenz des Walzgerüstes abgestimmt ist. Beispielsweise beträgt die Ratterfrequenz 16 Hz.This alternating voltage component is fed to a resonance amplifier 2, which is precisely matched to the chatter frequency of the roll stand. For example the chatter frequency is 16 Hz.

Die Sandbreite des Verstärkers beträgt 3 Hz, so daß hierdurch erreicht wird, daß alle Störsignale mit einer höheren oder niedrigeren Frequenz nicht verstärkt werden.The sand width of the amplifier is 3 Hz, so that this is achieved becomes that any interference signals with a higher or lower frequency are not amplified will.

An dem Verstärker 2 ist eine-Frequenzvervielfacherschaltung 3 angeschlossen, die die ursprüngliche Frequenz vervielfacht, beispielsweise verdoppelt. Von der Frequenzvervielfacherschaltung 3 gelangt das Signal evtl. nach einer weiteren Verstärkung an einen Gleichrichter 4. Der Gleichrichter 4 besitzt ebenfalls eine frequenzverdoppelnde Wirkung und ist beispielsweise ein Gleichrichter.A frequency multiplier circuit 3 is connected to the amplifier 2, which multiplies, for example doubles, the original frequency. From the frequency multiplier circuit 3, the signal arrives at a rectifier 4, possibly after further amplification. The rectifier 4 also has a frequency-doubling effect and is, for example, a Rectifier.

Hinter dem Gleichrichter 4 ist ein Siebglied 5 mit einer veränderlichen Zeitkonstante geschaltet. Die Zeitkonstante des Siebgliedes wird möglichst kurz gewählt, damit die Unterdrückung der Ratterschwingungen möglichst schnell erfolgt.Behind the rectifier 4 is a filter element 5 with a variable Time constant switched. The time constant of the filter element is as short as possible chosen so that the chatter vibrations are suppressed as quickly as possible.

Andererseits darf diese Zeitkonstante nicht zu kurz sein, da beim Anstechen eines Blockes ebenfalls sinusförmige Amplituden der Tachospannung auStreten, die zwar die gleiche Frequenz wie die Ratterschwingungen haben, jedoch im Gegensatz zu Ratterschwingungen sehr schnell abklingen.On the other hand, this time constant must not be too short, since the Piercing of a block also sinusoidal amplitudes of the tacho voltage occur, which have the same frequency as the chatter vibrations, but in contrast to fade away chatter vibrations very quickly.

Die Zeitkonstante muß also so groß gewählt werden, daß die beim Anstechen auftretenden Schwingungen abklingen können und kein Signal ergeben.The time constant must be chosen so large that the piercing Occurring vibrations can subside and do not give a signal.

Mit dem gleichgerichteten Signal wird ein Trigger angesteuert, mit dem die Drehzahl automatisch herabgesetzt wird. Bei abnehmender Drehzahl werden die Amplituden der Ratterschwingungen immer kleiner, bis sie vollstttndig verschwinden. Sobald dieses eingetreten ist, wird die Drehzahl automatisch wieder hochgefahren.A trigger is activated with the rectified signal, with which the speed is automatically reduced. As the speed decreases, the amplitudes of the chatter vibrations become smaller and smaller until they disappear completely. As soon as this occurs, the speed is automatically increased again.

Der technische Fortschritt der Erfindung liegt darin, daß die Ratterschwingungen nur während einer kurzen Zeit auftreten können, die durch die Zeitkonstante des Siebgliedes 5 gegeben ist. Sämtliche schädlichen Wirkungen der Ratterschwingungen werden somit weitgehend ausgeschaltet.The technical progress of the invention is that the chatter vibrations can only occur for a short time, which is determined by the time constant of the Sieve member 5 is given. All harmful effects of the chatter vibrations are thus largely switched off.

Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung einer pulsierenden Tachogleichspannung beschränkt. Bei auftretenden Ratterschwingungen können beispielsweise Spannungen, die mit einem Mikrophon aufgenommen werden, als Steuergröße zur Verwendung gelangen. Es ist auch möglich, einen Dehnungsmeßstreifen an der Antriebsspindel anzubringen und die Spannung einer Meßbrücke, in deren einen Zweig der Dehnungsmeßstreifen zwischengeschaltet ist, als Steuergröße zu verwenden.The invention is not directed to the use of a pulsating DC tachometer voltage limited. When chatter vibrations occur can for example Voltages that are picked up with a microphone as a control variable for use reach. It is also possible to have a strain gauge on the drive spindle to attach and the tension of a measuring bridge, in one branch of which the strain gauge is interposed to be used as a control variable.

Versuche haben gezeigt, daß auch mit diesen beiden Steuergrößen gute Ergebnisse erzielt werden konnten.Tests have shown that these two control variables are also good Results could be achieved.

Patentansprüche:Patent claims:

Claims

Patent claim method for suppressing chatter vibrations in the operation of a rolling mill, in particular a block or slab rolling mill, characterized in that derived by means of a chatter vibrations when occurring electrical voltage, the speed of the single drum roller drive is automatically reduced for so long is until the chatter vibrations have subsided, after which the speed on the prescribed Value is automatically increased again.

2. The method according to claim 1, characterized in that the at occurring chatter vibrations, a pulsating electrical voltage derived DC tachometer voltage is.

3. Circuit for performing the method according to claim 2, characterized characterized in that the tacho DC voltage is a capacitively coupled transformer (1) is supplied, on the secondary side of which a resonance amplifier (2) is located the output of which is connected to a frequency multiplier circuit (3) to which a rectifier (4) is connected to a filter element (5) with a variable time constant is downstream.

4. A circuit according to claim 2, characterized in that the rectifier (4) is a Rectifier with frequency doubling effect is.

L e r s e i t e