DE922471C

DE922471C - Arrangement for regulating the drawing tension in rolling mills for strip or wire-shaped rolling stock

Info

Publication number: DE922471C
Application number: DEA14064D
Authority: DE
Inventors: Karl H Idar; Gunnar Lindahl
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1944-03-20
Filing date: 1945-03-20
Publication date: 1955-01-17
Also published as: CH252579A; FR911729A

Description

Beim Walzen von Band roder Draht und besonders beim Kaltwalzen soll aus verschiedenen Gründen das Walzgut während des Walzens einer Ziehwirkung ausgesetzt werden, und zwar entweder nur in dem aus dem Walzwerk auslaufenden Teil oder auch in dem einlaufenden Teil. Durch das Ziehen erhält das Walzwerk eine größere Kapazität; vor allen Dingen aber wird eine Verbesserung des Erzeugnisses erreicht. Es ist dabei von größter Bedeutung, daß das Ziehen gleichmäßig erfolgt und innerhalb weiter Grenzten regelbar ist.When rolling strip and wire, and especially when cold rolling, it should for various reasons the rolling stock is subjected to a drawing action during rolling, either only in the part leaving the rolling mill or in the part entering. By pulling the rolling mill gets a larger capacity; Above all, however, there is an improvement in the product achieved. It is of the utmost importance that the pulling takes place evenly and can be regulated within wide limits.

Eine Regelung dies Walzwerkes in Abhängigkeit von der Ziehspannung in dem Gut kann auf verschiedene Arten herbeigeführt werden. So können z. B. die Haspeln auf Schienen verschiebbar angeordnet oder pendelnd aufgehängt sekt; in beiden Fällen sind sie von einer Kraft beeinflußt, welche bestrebt ist, sie im Richtung von dem Walzwerk wegzuziehen. Diese Verschiebung der Haspeln ist dann ein Maß für die Ziehspannung und kann für deren Regelung auf «men konstanten Wert benutzt werden. Die rein mechanische Anordnung ist aber kompliziert und teuer. Eine rein elektrische Regelung der Ziehspannung durch Regelung der Antrieb smotoren der Haspeln ist auch möglich, aber diese Anordnung ergibt !seine genügende Genauigkeit während der Beschleunigungs- und Verzögerungsperio'den. A regulation of this rolling mill as a function of the drawing tension in the material can be different Species are brought about. So z. B. the reels are slidably arranged on rails or hung up pendulum champagne; in both cases they are influenced by a force which tends to pull it away in the direction of the rolling mill. This shift of the reels is then a measure of the drawing tension and can be used to regulate it to a constant value will. The purely mechanical arrangement is complicated and expensive. A purely electrical control The drawing tension by regulating the drive motors of the reels is also possible, however this arrangement results in its sufficient accuracy during the acceleration and deceleration periods.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Regelung der Ziehspainnung in Walzwerken, die bei ein-The invention relates to an arrangement for regulating the drawing tension in rolling mills, which is

fächer Ausführung¹ die obengenannten Unannehmlichkeiten nicht aufweist.fan version ¹ does not have the above-mentioned inconveniences.

Nach der ErfimduiDjg werden 'die eine oder die beiden Haspeln von ieinem auf der Welle der Haspel aufgehängten Antriebsaggregat angetrieben, dessen Reaktionsmoment von 'einem ortsfesten Glied aufgenommen wird. Durch das Aggregat wird das RieaktLanismioment in eine elektrische Größe übersetzt, die in ein Regieigfied für das Antriebsaggregat der Haspel 'eingeführt wird. Das Regelglied bann beispielsweiisie aus eimer an dem Untergestell befestigten Feder bestehen, so daß die Größe der Schwingungsbewegung 'ein direktes Maß des Reaktiionemomentes ist; aber man kann sich auch ein anderes Mittel air Messung des Momentes vorstellen, z. B. eine ortsfeste Druckdose, welche ein auf Druck reagierendes Organ enthält, z. B. einen Widerstand oder einen piezoelektrischen Kristall, welcher leine dem Druck proportionale Spannung erzeugt. Die Hauptsache ist, daß das Reaktionsmoment des Antriebsaggregates in eine 'elektrische Größe übersetzt wird, welche nachher für die Regelung verwendet werden !kann.After the ErfimduiDjg one or the other Both reels are driven by a drive unit suspended on the reel shaft Reaction moment of 'absorbed by a stationary member will. The unit translates the belt-action planar torque into an electrical quantity, which is introduced into a Regieigfied for the drive unit of the reel '. The regulating element bans them from the bucket on the base, for example attached spring exist, so that the size of the vibrational movement 'a direct measure of the Reaktiionemomentes is; but you can also imagine another means of air measurement of the moment z. B. a stationary pressurized can containing a pressure-responsive organ, e.g. B. a Resistance or a piezoelectric crystal, which generates a voltage proportional to the pressure. The main thing is that the reaction torque of the drive unit in an 'electrical quantity which can be used afterwards for the regulation!

Bei der Ausführung ,der Erfindung können zwei Arten unterschieden werden. B'ed der einen Ausführung wird die ziehende Haspel für die Bestimmung der Ziehspannung in dem Band benutzt, während die Geschwindigkeit des Walzgutes entweder von dem Walzwerk oder von der bremsenden Haspel bestimmt wird. Um in diesem EaIl das Antriebsaggregat der ziehenden Haspel in Abhängigkeit von der Ziehspannung regeln zu können, muß auf den Auifwidkeldurchmesser des Walzgutes Rücksicht genommen werden, welcher um so größer wird, je mehr Walzgut auf die Haspel aufgewickelt wird. Dies erfolgt zweckmäßigerweise dadurch, daß der Aufwidkeldurchmesser mittels eines gegen die Fläche dies Walzgutes anliegenden Organs gemessen wird, das mit einem Kontaktarm eines regelbaren Widerstandes verbunden ist, von welchem eine dem Auirwickieldürchmiesser entsprechende Spannung abgeleitet und der Regelanordnung zugieführt wird.In carrying out the invention, two can Types are distinguished. B'ed the one execution becomes the pulling reel for determination the drawing tension used in the strip, while the speed of the rolling stock either is determined by the rolling mill or by the decelerating reel. To the drive unit in this EaIl To be able to regulate the pulling reel as a function of the drawing tension, must be the diameter of the rolling stock must be taken into account, which becomes larger the more more rolling stock is wound onto the reel. This is expediently done in that the Aufwidkeldurchmesser measured by means of an organ resting against the surface of the rolling stock is connected to a contact arm of a variable resistor, one of which is the Corresponding tension derived from the circumferential diameter and is fed to the control arrangement.

Bei der anderen Ausführung wird der Antriebsmotor, der ziehenden Haspel mit derselben Spannung· wie der Motor des Walzwerkes gespeist, wäh^: rend die Feldwicklung des Haspelmotors mit einem Strom beschickt wird, welcher dem von dem Antriebsaggregat auf die Haspel ausgeübten Moment proportional ist. In diesem Fall ist, wie später noch nachgewiesen wird, keine besondere Anordnung zur Messung des Aufwickeldurchmessers des Walzgutes erforderlich.In the other embodiment, the drive motor of the pulling reel with the same voltage · how the motor of the rolling mill fed ^currency: rend the field winding of the reel motor is fed with a current which corresponds to the moment exerted by the drive unit on the reel is proportional. In this case, as will be demonstrated later, no special arrangement for measuring the winding diameter of the rolling stock is required.

In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows

Fig. ι eine Einrichtung der erstgenannten Art undFig. Ι a device of the first-mentioned type and

Fig. 2 eine Einrichtung der zweiten Art.
In der Fig. 1 bezeichnet 1 das Walzwerk und 2 die ziehende Haspel, welche von einem auf ihrer Welle aufgehängten Zahnradgetriebes und einem an diesem befestigten Antriebsmotor 4 angetrieben ist, wobei das Getriebe auf der anderen Seite vom einer Feder 22 gehalten wird. D.er Motor wird von einem Kanstentspannungsgenerator 5 gespeist, welcher iäuich einen Spannungsteiler 6 speist, der zur Einstellung der Ziehspannung in dem Band dient. Das Feld 7 des Motors 4 wird in Reihe mit dem Generator S von. einem Generator 8 mit 'drei FeIdwicklungien gespeist, von weichein die Wicklung 9 direkt an die Klemmen des Generators 8, die Wicklung ι ο an den Spannungsteiler 6 und die Wicklung 11 an einen Spannungsteiler 12 angeschlossen ist, welcher von einem Strom aus einer konstanten Spannungsquelle über den regelbaren Widerstand 13 durchflossen wird. Der Generator 8 wird von 'einem Motor angetrieben, z. B. von 'einem an das Netz angeschlossenen Drehstrommotor 14, der gleichzeitig auch den Generator 5 antreibt.Fig. 2 shows a device of the second type.
In FIG. 1, 1 denotes the rolling mill and 2 the pulling reel, which is driven by a gear drive suspended on its shaft and a drive motor 4 attached to it, the gear being held on the other side by a spring 22. The motor is fed by a Kanst relaxation generator 5, which often feeds a voltage divider 6, which is used to adjust the drawing tension in the strip. The field 7 of the motor 4 is in series with the generator S of. a generator 8 fed with three field windings, from which the winding 9 is connected directly to the terminals of the generator 8, the winding 11 to the voltage divider 6 and the winding 11 to a voltage divider 12, which is connected to a current from a constant voltage source the controllable resistor 13 is traversed. The generator 8 is driven by a motor, e.g. B. from 'a three-phase motor 14 connected to the network, which also drives the generator 5 at the same time.

Der Widerstand der Feldwicklung 9 ist so gewählt, 'daß der Generator 8 auf dem geraden Teil der Kennlinie arbeitet. In diesem Fall wird der Generator 8 eine solche Spannung abgehen, daß das durch die Feldwicklung 11 'erzeugte Feld gleich, aber entgegiengesetzt dem von der Wicklung 10 erzeugten Feld wird. Wenn diese Felder nicht gleich sind, wird nämlich die Spannung des Generators 8 durch Vierstellung· des Kontaktarmes an Spannungsteiler 12 so geändert, daß das FaId von 11 wieder gleich dem Feld von 10 wird. Wenn der Strom durch den Spannungsteiler 12 konstant wäre, würde der Strom in der Wicklung" 7 sich so einstellen, daß das von dem Aggregat 3 ausgeübte Moment konstant wäre. Man wiiE aber eine solche Einstellung des betreffenden Stromes, daß nicht das Moment, sondern die Ziehkraft in dem Band konstant wird. Dies erreicht man dadurch, daß, der Strom durch den Spannungsteiler 12 umgekehrt proportional dem Durchmesser des auf die Haspel 2 aufgewickelten Walzgutes geregelt wird. Dies kann z. B. durch einen Kontaktarm 15 des Widerstandes 13 erfolgen, welcher an seinem 'einen Ende mit einer Rolle 16 verstehen ist, die auf der Fläche des Bandes läuft, während das andere Ende des Kontaktarmes auf dem Widerstand 13 gleitet, der dabei so abgestuft ist, daß die gewünschte Änderung des Stromes erhalten wird. 'The resistance of the field winding 9 is chosen so that the generator 8 is on the straight part the characteristic is working. In this case, the generator 8 will deliver such a voltage that the The field generated by the field winding 11 'is the same but opposite to that generated by the winding 10 Field will. Namely, when these fields are not equal, the voltage of the generator becomes 8 by four-position · of the contact arm on the voltage divider 12 changed so that the FaId of 11 again becomes equal to the field of 10. If the current through the voltage divider 12 were constant, it would the current in the winding "7 is adjusted so that the torque exerted by the unit 3 is constant were. But one would know that the current in question was adjusted in such a way that the moment but the pulling force in the belt becomes constant. This is achieved by having the current flow through it the voltage divider 12 is inversely proportional to the diameter of the wound on the reel 2 Rolled stock is regulated. This can e.g. B. be done by a contact arm 15 of the resistor 13, which at its' one end with a roller 16 understand is who runs on the face of the belt while the other end of the contact arm is on the resistor 13 slides, which is stepped so that the desired change in the current is obtained will. '

Die in der Fi|g. 2 gezeigte Anordnung unterscheidet sich, wie schon erwähnt, von der vorhergehenden hauptsächlich dadurch, daß das Walzwerk ι von einem Motor 23 angetrieben wird, der von derselben konstanten Spannungsquelle wie der Haspeknotor gespeist wird. Ba dieser Anordnung wird die Wicklung· 11 nicht direkt von dem Potentiometer 12 gespeist, sondern dieses speist das Feld eines kleinen Motors 17, weicher einen Tachometergenerator 18 treibt, dessen Feldwicklung 19 mit der Feldwicklung 7, dem Generator 8 und einer konstanten Spannungsquelle in Reihe geschaltet ist.The in the Fi | g. As already mentioned, the arrangement shown in FIG. 2 differs from the previous one mainly in that the rolling mill ι is driven by a motor 23 which is fed by the same constant voltage source as the hasp knotor. Ba this arrangement the winding 11 does not come directly from the potentiometer 12 fed, but this feeds the field a small motor 17, softer a tachometer generator 18 drives whose field winding 19 with the field winding 7, the generator 8 and a constant Voltage source is connected in series.

Die Anordnung nach Fig. 2 wirkt in folgender Weise: Wenn das Walzgut aufgewickelt wird, wird der Durchmesser der Rolle 2 und somit das auf den Motor 4 wirkende .Gegenmoment vergrößert. Der Motor 4 ist dabei bestrebt, dieser Vergrößerung des Momentes durch einen größeren Strom in seinem Anker au begegnen. Gleichzeitig wird das Getriebe 3 sich um seine Welle drehen, so daß der Arm des Spannungsteilers 12 sich nach oben bewegt, wodurchThe arrangement according to FIG. 2 acts as follows Way: When the rolling stock is wound up, the diameter of the roll becomes 2 and thus that on the motor 4 acting. Counter torque increased. The motor 4 strives to achieve this enlargement of the moment through a larger current in its anchor au. At the same time, the transmission 3 rotate around its shaft so that the arm of the voltage divider 12 moves upwards, whereby

der Strom durch die Feldwicklung- des Miotors 17 vergrößert wird, und, .da dieser Motor im Ankerkreis von einer konstanten Spannungsquelle gespeist wird, wird seine Geschwindigkeit verkleinert. Dadurch wird die Spannung des Generators 18 und damit ,auch der Strom durch die Wicklung 11 verringert. Die Verringerung des Stromes durch die Wicklung 11 bewirkt aber eine Vergrößerung der Spannung des Generators 8 und deshalb eine Vergrößerung des Stromes durch die Feldwicklungen 19 und 7. Der Vergrößerung des Stromes durch die Wicklung 19 wird abier die obenerwähnte Verkleinerung des Stromes durch die Wicklung 11 entgegenwirken. Durch die Vergrößerung des Stromes durch die Wicklung 7 hat das Moment des Motors 4 sich vergrößert und seine Drehzahl sich verkleinert, so daß die Flächengeschwindigkeit der Rolle 2 bei dem Wert bleibt, der durch das Walzwerk 1 bestimmt ist, unabhängig von der Vergrößerung des Durchmessers der Rolle 2.the current through the field winding of the miotor 17 is increased, and, because this motor is in the armature circuit is fed by a constant voltage source, its speed is reduced. Through this the voltage of the generator 18 and thus, the current through the winding 11 is also reduced. The reduction in the current through the winding 11 causes an increase in the Voltage of the generator 8 and therefore an increase in the current through the field windings 19 and 7. The increase in the current through the winding 19 is abier the above-mentioned decrease counteract the current through the winding 11. By increasing the current through the winding 7, the torque of the motor 4 has increased and its speed decreased, so that the surface speed of the roller 2 at remains the value that is determined by the rolling mill 1 is independent of the increase in the diameter of the roll 2.

Der Motor 4 übt auf die Rolle 2 ein Moment M aus. Wenn der Rollenhalbmesser mit r₂ bezeichnet wird und die mechanische Spannung in dem bandförmigen Wickelgut mit F, so besteht die BeziehungThe motor 4 exerts a moment M on the roller 2. If the roll radius _{is denoted by r 2} and the mechanical tension in the strip-shaped winding material is denoted by F, then the relationship exists

Andererseits ist die Geschwindigkeit ν des Bandes gleich k₂r₂n₂. Die Geschwindigkeit des Bandes ist aber auch abhängig von der Geschwindigkeit des Walzwerkes und kann als proportional der Spannung £ angenommen werden, wenn man von den Verlusten im Motor 23 absieht; somit wirdOn the other hand, the speed ν of the belt is equal to k ₂ r ₂ n ₂ . The speed of the strip is, however, also dependent on the speed of the rolling mill and can be assumed to be proportional to the tension £, if one disregards the losses in the motor 23; thus becomes

ν = k₂ To % = A₁ · E, ν = k ₂ To % = A ₁ E,

wobei Zi₁ und k₂ Konstanten sind. Damit ergibt sichwhere Zi ₁ and k _{2 are} constants. This results in

To —To -

k_x-Ek _x -E

L· tinL tin

und wenn der Ausdruck für r₂ in den Ausdruck für F eingesetzt wird, erhält manand if the expression for r _{2 is substituted} into the expression for F , one obtains

Wenn ferner angenommen ist, daß die Geschwindigkeit des Motors 4 proportional der aufgedrückten Spannung £ ist und der Motor auf dem ungesättigten Teil der Magnetisierungskurve arbeitet, so besteht das VerhältnisFurther, if it is assumed that the speed of the motor 4 is proportional to the impressed There is a voltage £ and the motor is working on the unsaturated part of the magnetization curve The relationship

E = E =

n₂ · i,n ₂ i,

worin k₅ eine Konstante ist und / der Strom durch die Wicklungen 7 und 19.where k _{5 is} a constant and / is the current through windings 7 and 19.

Ferner ist die Geschwindigkeit des Motors 17 umgekehrt proportional dem auf die Rolle 2 ausgeübten Moment M (weil der Ausschlag des Getriebes 3 und deshalb auch die von dem Spannungsteiler 12 abgegriffene Spannung proportional dem Moment ist). Die Spannung£₁₈ des Generatojrs 18 ist abier proportional dem Strom durch seine Feldwicklung 19 und proportional der Generatordrehzahl, somit wirdFurthermore, the speed of the motor 17 is inversely proportional to the torque M exerted on the roller 2 (because the deflection of the gear 3 and therefore also the voltage tapped off by the voltage divider 12 is proportional to the torque). The voltage £ _{18 of} the generator 18 is but proportional to the current through its field winding 19 and proportional to the generator speed, thus

worin k_e eine Konstante ist.where k _{e is} a constant.

Wenn der Gleichgewichtszustand !eingetreten ist, wird der Strom durch die Wicklung 11 den vorigen Wert wieder erreicht haben und somit auch die Spannung E₁₈ des Generators 18 wieder konstant sein, und somit wirdWhen the equilibrium state has occurred, the current through the winding 11 will have reached the previous value again and thus the voltage E _{18 of} the generator 18 will also be constant again, and thus will

worin k·, eine Konstante ist. Wenn in dem Ausdruck für F diese Werte für £ 'und für M eingesetzt werden, erhält manwhere k ·, is a constant. If these values are substituted for £ 'and for M in the expression for F , one obtains

F =F =

**x** x

Die Ziehspannung ist also konstant und unabhängig von der Spannung des Antriebsmotors 4 und von der Geschwindigkeit des Walzwerkes. Die Ziehspannung kann also durch Regelung des Widerstanides 2i eingestellt werden, während die Geschwindigkeit des Walzwerkes ohne Veränderung der Ziehspanniung durch den Regelwiderstand 20 eingestellt werden kann.The drawing tension is therefore constant and independent of the tension of the drive motor 4 and on the speed of the rolling mill. The drawing tension can therefore be adjusted by regulating the resistance 2i can be adjusted while the speed of the rolling mill is unchanged the drawing voltage can be adjusted by the control resistor 20.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Arrangement for regulating the drawing tension in rolling mills for strip or wire-shaped Rolled stock with constant tension in the rolled stock, characterized in that one or the two reels (2) from a drive unit (3) suspended on the reel shaft are driven, the reaction moment of which is absorbed by a stationary member, and that the reaction torque is translated into an electrical quantity by the aggregate, those in a Regeügfcd (4 to 11), for the drive unit the reel is inserted.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the member that receives the reaction «- moment consists of a spring (22) and that the drive unit (3) is connected to the contact arm of a voltage divider (12) of which a voltage for regulating the drive unit (4 to 11) is tapped, the current through the voltage divider (12) being regulated by a member (13, 15, 16) influenced by the expansion diameter of the rolling stock, for example by one on the surface of the rolling stock resting roller (16), which is connected to the contact arm (15) of a control resistor (13) (Fig. 1).

3. Arrangement according to. Claim ι, characterized in that a voltage corresponding to the quotient between the Reiaktiojusmiit and the winding diameter corresponds to one of the field windings (11) in 'a three FeMwickluiigen ■ containing exciter (8), while the second (io) of these field windings with a constant voltage the 'third field coil (9) is fed to the terminals of Iind diynes Erregermas (8) is connected, on which also the field winding (7) of the motor (4) of the drive is applied saggregates.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that that one of the reactive moment corresponding voltage of the field winding of a tachometer generator (18) 'antneibenden Motor (17) is supplied, the field winding (19) of this generator-in series with the field winding (7) of the motor (4) this drive unit (3) on a leash exciter (S) with three Fieldwic & mgem (9, 10, 11) an » is closed, if there are any filings (9) to 'the clamps of the Eraegex machine (8) angie lock is tmd leash (10) from one constant Voltage sources are played out ^ during the third (11) to the terminals of this speedometer generator (18) is connected, where ■ the drive motors (23) of the rolling mill and 'of the drive unit (4) are fed by the same voltage source (Fig. 2).

1 sheet of drawings

1 9581 1.55