CN85103177A - 利用测定带材热轧机两相邻机架间一段带材的拉力来进行控制的控制装置 - Google Patents

Abstract

一种利用测定带材热轧机相邻两机架间一段带材中的拉应力来进行控制的控制装置，该装置包括有一个其上带有辊子〔3〕的张紧装置〔1、2〕，热轧带材从辊子上通过，辊子〔3〕的轴承〔10〕由测力装置〔15〕支承着。

Description

在热轧技术中，通过一控制装置来控制带材热轧机两相邻机架间一段带材的挠度，这已是众所周知的了。这种装置是由，例如，一操纵臂构成的，该操纵臂可绕一轴回转，并且在其自由端支承着一水冷的辊子。由于电动马达或风动马达的作用而在支承辊子的操纵臂的转轴上产生转矩使得上述辊子能张紧轧制过程中的一段带材。随着带材挠度的变化，该装置就给出一个测定信号，该测定信号或者用来控制前一道次或前几道次的机架速度，或者用来控制下一道次或下几道次的机架速度，或者两者兼而有之，以便根据预定的程序来保持恒定的带材绕度值或改变带材绕度值。

这种热轧过程中控制一段带材绕度的装置给带材施以张紧作用或者说施以拉应力，而该张紧作用或者拉应力不仅要随着带材绕度值的变化和带动操纵臂马达装置所产生的转矩的变化而变化，并且还要随着该装置的机械运动件的质量或惯量的变化或者带材热轧机机架的机械运动件的质量或惯量的变化而变化。

如果在热轧薄钢板的带材时，希望将热带材中的拉应力减小到最小程度并且在轧制这段时间内保持恒定值，则驱动操纵臂的马达装置所产生的转矩就不能选择得太小。实际上，如果该转矩选择得太小，则操纵臂就不能够按照带材绕度变化的节拍而随其变化。另一方面，如果驱动操纵臂的马达装置所产生的转矩一直维持在相当高的数值水平上，则带材绕度的变化将引起热带材中拉应力有害的变化，它表现在薄钢板成品宽度的不规则性超出了许可范围。

本发明的主要目的就是要克服上述的缺点，它能精确地测定轧制过程中热带材中的拉应力，并能使该拉应力值保持在很低水平上。本发明的另一个目的是改善带材开轧和终轧时带材热轧机的运转状态，消除或减少如下的缺点：带材尾端的跳动撞击、对机架轧入和轧出带材阶段的拉应力缺少控制。

根据本发明，控制装置是利用测定带材热轧机两相邻机架间一段带材的拉应力来进行控制的，它是由一带有水冷辊子的张紧装置组成的，热带材通过该水冷辊子上面而行进，该操纵装置的特点在于，在轴承座处，即所述辊子轴的两端，辊子的轴承是由一能测量辊子重量和辊子作用在带材上的力这两者所组成的合力的装置来支承住。

下面将参照附图，通过实施例对发明作一说明。在附图中，图1和图2分别代表一在其自由端带有一水冷辊子的操纵臂的侧视图和部分剖面放大图。图3和图4为操纵装置的原理图。

在图1中，操纵臂由一个轴〔1〕和一个带有加强筋的构架〔2〕组成，构架〔2〕在其顶端设有两个用于安装辊子〔3〕的轴承座。两个轴承座相对而设并且是一样的。有加强筋的构架〔2〕由于伺服电机的作用（图中未表示出）而绕轴〔1〕转动。该伺服电机产生的转矩可以通过电磁的方法，或者通过风动的方法而得到。

图2为辊子〔3〕一端的剖面图，表现了该辊子一个轴承座的结构。该轴承座由一个与图1中所示的构架〔2〕连成一体的外侧部和一个安装在辊子〔3〕一端中的内侧部组成。

该轴承座外侧部包括有一个机座〔4〕，机座〔4〕配有一中孔〔5〕。机座〔4〕固定在图1中所示的构架〔1〕上，例如可以通过螺钉来固定。中孔〔5〕设在辊子〔3〕的轴线位置上。机座中孔的四周设有一些平行于中孔的孔〔6〕，冷却水导管7则松动地通过孔〔6〕，并与固定在轴承座内侧部的一个固定套筒〔9〕上的环状分配室相通。

轴承座的内侧部由固定套筒〔9〕，支承在固定套筒〔9〕上的轴承〔10〕及一活动套筒组成，活动套筒由〔11〕和〔12〕两部分通过螺钉连接而成，其一侧与轴承〔10〕的活动套圈连成一体，另一侧则固定在辊子〔3〕上。

固定套筒〔9〕设有一中孔〔14〕，它设置在辊子的轴线上和轴承座外侧部机座〔4〕的中孔〔5〕的延长部分上。

园柱状的力传感器〔15〕，其一活动端插在中孔〔5〕中，另一端插在中孔〔14〕中，而其中间部位则无支承接触部分。该传感器是外侧部和内侧部之间唯一的一个机械联接件，连接线〔16〕将力传感器〔15〕与该装置的控制线路相连接（该线路未在图上表示出）。

固定套筒上加工有一些通道〔17〕，它们将环状分配室〔8〕与蓄集室〔18〕相连，后者又与设置在辊子〔3〕轴线上的冷水进水管〔19〕相连。如果传感器是密封地安装在中孔〔14〕中，中孔〔14〕和蓄集室〔19〕之间就没必要非设一个隔板不可，尽管如此，它们之间还是可以备有一个隔板〔20〕。

轴承〔10〕通过螺母〔21〕固定在套筒〔9〕上，并且通过填料密封件〔22〕阻止冷却水的渗入。与辊子〔3〕壁接触而加热的水通过在活动套筒〔11〕和〔12〕上加工出来的通道〔23〕而排出。

可以配备一些设施来防止污物沉积在通道〔23〕的出口处，例如可以设置一个活动套筒〔11〕的延长套〔24〕以及一个覆盖该延长套〔24〕的半园柱状的保护罩〔25〕。

无论在带材热轧机上什么地方，本发明都可以用来控制图1和图2中所说明的张紧装置的状态。它尤其适合用在最后两道次或三道次的机架之间，此时热带材已经相当薄了。

伺服电机〔28〕（见图3）带动操纵臂〔1，2，3〕，从而能够张紧带材热轧机两相邻机架之间的带材。一个相应的测量装置〔29〕通过连接线路〔30〕将操纵臂〔2〕倾角值的测定信号输送出。设在辊子〔3〕的每个轴承座中的测力传感器〔15〕（见图2）则通过连接线路〔31〕和〔32〕将这两个力的测定值信号送出。连接线路〔30〕至〔32〕与计算器〔33〕的入口处相接。计算器〔33〕通过导线〔34〕还接收轧制过程中带材宽度和厚度的测定值和/或给定值，以及其硬度的测定值和给定值。另外，通过导线〔35〕，还可将带材轧入时的检别信号和带材轧出时的检别信等诸如此类信号送到计算器〔33〕的入口处。计算器根据挠度计算出带材中的拉应力，电机〔28〕的转矩，运动件的惯量（它们的值通过给定值形式而输入），然后给出一个转矩控制信号，该控制信号通过导线〔36〕送至伺服电机〔28〕的电源〔37〕。

也可以把张紧装置固定在一固定位置上，而根据计算器〔33〕（见图4）计算出来的控制信号来控制上一道次机架〔38〕或上几道次机架的速度调整装置。当然也可以将机架的速度控制和张紧装置控制联合起来一起控制。

由于知道带材中拉应力，带材的轧入及轧出信号可以用来修改某些在控制过程中的给定值，以便消除初轧和终轧期间带材热轧机的零件的有害作用。

根据规范，该计算器能计算出修正非线性误差的控制信号，能够根据辊子两轴承座中力的差别的变化情况发出一个修正信号加在其他控制装置上或轧机调整装置上。

在根据图3中装置对张紧装置进行控制时，轧制过程中带材中所产生的拉应力很小，所以不会引起上述那些众所周知的缺点的出现。实际上，带材中拉应力松弛时，电机〔28〕所产生的转矩加大，从而引起操纵臂非常迅速的反应。但是，自带材中所测定的拉应力重新接近给定值，则电机〔28〕的转矩值变得很小。由于所测得的力减小到最小程度，这就是说恒重的辊子重量加上辊子作用到带材上的力减小到最小程度，那么在带材上测定应力的精确度就很高。

Claims (5)

1、一种利用测定带材热轧机相邻两个机架之间一段带材中的拉应力来进行控制的控制装置，它由一其上带有辊子[3]张紧装置[1，2]组成，其特征在于辊子[3]的轴承[10]是由力的测定装置[15]来支承住。

2、权利要求1中的控制装置，其特征在于上述辊子的每一个轴承座包括有两部分：辊子的外侧部和辊子的内侧部〔9，10，11，12〕，力的测定装置〔15〕设置在辊子〔3〕的轴承的轴线上并构成上述轴承座外侧部〔4〕和内侧部〔9，10，11，12〕之间唯一的一个机械连接零件。

3、权利要求1或2中的控制装置，其特征在于每一个力的测定装置〔15〕为园柱形状，它有一部分插在轴承座外侧部的孔〔5〕中，另一部分插在轴承座内侧部的孔〔14〕中。

4、根据上述权利要求中的一个，该控制装置的特征在于，力测定装置〔15〕所给出的信号送入到一计算器〔33〕中，该计算器〔33〕根据上述信号计算出一转矩控制信号传送给开动张紧装置〔1，2，3〕的电机〔28〕。

5、根据上述权利要求中的一个，该控制装置的特征在于，力的测定装置〔15〕所给出的信号送入到一计算器〔33〕中，该计算器〔33〕根据上述信号计算出一个电机〔38〕或多个电机、一个上道次机架和/或一个下道次机架或多个上道次机架和/或多个下道次机架相对于张紧装置〔1，2，3〕的速度控制信号。

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