EA024914B1 - Система демпфирования вибраций прокатной клети с первым и вторым пассивными гидравлическими элементами - Google Patents

Abstract

Система демпфирования вибрации для прокатного стана, содержащая прокатную клеть и систему (3,3', 17, 18, 21, 21' и 22, 22' и 23, 23' и 24, 24') регулирования валков (1,1'), содержащая гидравлические приводы (21, 21', 22, 22', 23, 23' и 24, 24'), воздействующие на валки (1,1), и линии (18, 19) подачи гидравлической жидкости, и гидравлическое демпфирующее средство ((25, 31, 32), (27, 28, 45, 46, 42), (29, 30, 56, 58, 59, 70)) силы (Fv), соединенное с гидравлическими линиями (18, 19) для осуществления эффекта демпфирования посредством гидравлических приводов (21, 21', 22, 22', 23, 23' и 24, 24'). Гидравлическое демпфирующее средство может содержать пару гидравлических насосов (25В, 25С, 45В, 45С) или пару двухкамерных гидравлических цилиндров (59, 69), присоединенных навстречу друг другу к гидравлическим линиям (18, 19).

Description

Настоящее изобретение относится к системе демпфирования вибраций прокатного стана.

Уровень техники

При холодной прокатке полос используются прокатные клети, содержащие по меньшей мере одну пару цилиндрических валков, обозначенных 1 и 1', непосредственно контактирующих с полосой во время прокатки (фиг. 10а). Один из этих двух валков располагается вертикально над другим.

Такое расположение создает ограничение с точки зрения сил, которые могут быть приложены для упругой деформации упомянутых валков. Для решения этой проблемы используются клети, содержащие больше валков, по меньшей мере два из которых являются валками для прямого контакта с прокатываемым материалом и два из которых являются опорными валками, противодействующими упругой деформации валков, предназначенных для прямого контакта с прокатываемым материалом.

В предшествующем уровне техники известно другое расположение, при котором два валка используются для прокатки и имеются два промежуточных валка и два опорных валка.

Кроме того, известно также конструкция с большим количеством валков.

Каждая прокатная клеть оборудуется несколькими гидравлическими приводами, в том числе: два гидравлических цилиндра, установленных, например, сверху клети или под ней и действующие на опорные элементы для изменения расстояния между валками и, следовательно, управления толщиной прокатываемой полосы;

четыре или больше гидравлических цилиндра для смещения каждого корректора валков, определяющие так называемую систему управления смещением, которая, воздействуя на корректоры валков, изменяет их упругую деформацию для управления плоскостностью прокатываемой полосы.

Усилие прокатки прикладывается к шейкам валков для регулировки толщины прокатываемой полосы, в то время как дополнительные силы прикладываются через систему управления смещением к корректорам валков, чтобы управлять плоскостностью прокатываемой полосы.

Дополнительные системы для смещения известны под следующими названиями:

- Мае \УсЧ с гидравлическими цилиндрами для положительного смещения, встроенными в опорные блоки, с цилиндрами для отрицательного смещения, установленными в корректоры опор;

- Е-блок с цилиндрами для положительного смещения и цилиндрами для отрицательного смещения, встроенными в один и тот же блок;

- С-блок, в котором цилиндры предназначены для выполнения как положительного, так и отрицательного смещения.

Система смещения управляется сервоклапанами, которые управляют давлением в камерах гидравлических цилиндров для смещения для достижения желаемой величины упругой деформации валков.

Сервоклапаны, управляющие цилиндрами для смещения, имеют время срабатывания порядка 50200 мс с предельными частотами ниже 50 Гц.

При холодной прокатке используются системы охлаждения и смазки, чтобы отводить тепло, создающееся во время холодной прокатки, в то же время смазывая область прокатки и предотвращая непосредственный контакт между полосой и валком.

Такие системы охлаждения и смазки могут использовать масляные и водные эмульсии или, альтернативно, чистое масло; выбор продукции и тип системы охлаждения и смазки зависят от характеристик прокатываемой продукции и качества конечной отделки поверхности полосы, которую желательно достичь.

Скорость прокатки определяет производительность каждого индивидуального прокатного стана и обычно стараются вести прокатку как можно большее время, возможно на скоростях, близких к предельным, обусловленным трансмиссией и силовым агрегатом, установленным в системе.

Во время прокатки могут возникать силы, которые при определенных условиях могут вызывать резонанс, прежде всего в вертикальном направлении расположения валков.

Эти силы могут вызываться следующими явлениями:

непосредственно полосой из-за ее внутренних изменений по толщине или твердости; изменением трения в пространстве прокатки, особенно когда достигаются предельные скорости, с риском даже временного разрыва смазочной пленки;

дефектами, возникающими в валках во время операций регулировки; плохим состоянием механики клети, таким как износ, люфт между различными компонентами и поврежденные антифрикционные подшипники;

прокаткой твердого материала, одновременно сопровождаемой замеченным снижением толщины и высокой скоростью прокатки.

Прокатные клети, как каждый механический компонент, имеют свои собственные резонансные частоты. Если упомянутые силы имеют частоты, близкие или совпадающие с упомянутыми собственными резонансными частотами, может возникать явление вибрации.

Такие явления проявляются в смещении валков в направлении, поперечном направлению прокатки, то есть, они происходят в вертикальном направлении и могут достигнуть неконтролируемых значений, неприемлемых для процесса прокатки.

- 1 024914

Такие явления называются вибрацией и могут создать поверхностные дефекты, такие как светлые/темные области на полосе или вариации по толщине, которые приводят к отбраковке полосы, т.е. дефекты зависят от режима вибрации клети.

Обычно, чтобы предотвратить дефекты или разрыв прокатываемой полосы, которые могут повредить прокатную клеть, оператор, управляющий процессом прокатки, замечая явление вибрации, понижает скорость прокатки или применяет процедуры по демпфированию этого явления.

В предшествующем уровне техники известны два основных типа вибрации, которые называют третьей и пятой октавами.

Резонанс третьей октавы возникает в частотах между 100 и 200 Гц, тогда как резонанс пятой октавы возникает в частотах между 500 и 700 Гц.

Такие явления характеризуются различными режимами вибрации: резонанс третьей октавы вызывает первый режим вибрации, в котором валок и связанная с ним опора двигаются в унисон, в то время как верхний и нижний цилиндры вибрируют в противофазе друг с другом; резонанс пятой октавы вызывает второй режим вибрации, в которой валки вибрируют, в то время как опорные цилиндры являются неподвижными.

Когда эти резонансные явления происходят во время прокатки, скорость прокатки может снизиться на 20-50% от проектной скорости прокатного стана.

Поэтому вибрация является существенной проблемой для работы прокатных станов, так как в дополнение к браку продукции она значительно снижает производительность.

Учитывая значимость проблемы, явление вибрации при прокатке стало предметом интенсивного изучения и экспериментирования.

Применяя чувствительные датчики вибрации или измерители скорости, традиционно устанавливаемые на прокатных клетях, можно обнаружить и сигнализировать о начале резонансного явления, чтобы заранее замедлить прокатный стан в максимально возможной степени.

Такие системы в настоящее время используются в полностью автоматическом режиме и обеспечивают постоянный и непрерывный контроль уровня вибрации прокатного стана, который также предпочтителен для использования в планах профилактического обслуживания стана.

Такие системы позволяют минимизировать отбраковку по качеству, но не решают проблему, связанную со снижением производительности прокатного стана.

Одним из предметов изучения было создание систем активного или пассивного демпфирования вибраций, чтобы позволить вести прокатку на скоростях, которые всегда близки к проектным скоростям прокатных станов.

Документ 1Р 05104117 описывает систему демпфирования, состоящую из основания и пружины, установленных сверху прокатной клети. Собственная частота сборочного узла основания-пружины равна собственной частоте прокатной клети, чтобы создавать антирезонанс. Такое решение не является удовлетворительным, потому что при изменении размеров валков, используемых в прокатном стане, собственная частота также изменяется, даже если не на много, и это также приводит к вмешательству в антирезонансную систему. Кроме того, вклад системы антирезонанса приводит к появлению двух новых резонансных частот с риском, что явление вибрации начнется снова.

Документ 1Р 10314816 описывает систему демпфирования, подобную той, которая описана в 1Р 05104117.

1Р 08247211 описывает систему динамического демпфера, способную адаптироваться к вариациям на собственных частотах во время работы прокатного стана. Недостаток такой системы состоит в том, что она располагается сверху клети и поэтому сильно удалена от валков, которые действуют непосредственно на валки во время прокатки. Гистерезис прокатной клети является таким, что сводит к нулю ожидаемый эффект демпфирования. Кроме того, 1Р 08247211 не описывает тип привода и не дает достаточной информации для конкретного варианта осуществления системы демпфирования.

1Р 09174122 описывает систему демпфирования, основанную на введении гидравлических демпферов между корректорами верхних и нижних валков, но это решение является ограниченным из-за ограниченной способности демпферов отслеживать высокочастотные вибрации. Кроме того, упомянутые демпферы обладают отрицательным влиянием на отклонения толщины при прокатке в отсутствие явления вибрации.

И8 5724846 описывает процедуру введения асинхронной вибрации в систему проверки зазора между валками или в уравновешивающий цилиндр опорного валка.

И85 724846 не описывает, как создавать такие асинхронные вибрации в частотах от 100 до 700 Гц, с другой стороны, И85724846 предлагает воздействовать на приводы, расположенные на конкретном расстоянии от прокатываемой полосы, с относительно низкой способностью демпфирования явления вибрации.

Кроме того, и8 3686907 и АО 2010/063664 раскрывают демпфирующие устройства, соответствующие ограничительной части п.1 формулы изобретения.

В зависимости от режимов вибрации изменяются типы дефектов, возникающих в прокатываемой полосе. В частности, упомянутые дефекты зависят от типа класса и частоты вибрации, а именно волны

- 2 024914 образуются на верхней и нижней поверхностях полосы, и могут колебаться синфазо или не совпадать по фазе для одной половины цикла колебания.

В наилучших случаях такие дефекты приводят к браковке участка полосы, затронутого вибрацией.

Таким образом, техническая проблема, которая должна быть решена, состоит в определении системы и способа уменьшения или устранения резонансных вибраций во время процесса прокатки.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в создании системы демпфирования резонансных вибраций при холодной прокатке, предназначенной для решения упомянутой выше проблемы.

Объектом настоящего изобретения является система демпфирования вибраций прокатного стана, который в соответствии с п.1 формулы изобретения содержит прокатную клеть, имеющую валки и систему управления смещением валков, содержащую гидравлические приводы, действующие на упомянутые валки для управления их относительным положением, линии подачи гидравлической жидкости для упомянутых гидравлических приводов, средство гидравлического демпфирования силы, которое связано с упомянутыми линиями подачи гидравлической жидкости для приведения в действие демпфирования через упомянутые гидравлические приводы;

отличающаяся тем, что упомянутые гидравлические демпфирующие средства содержат первый пассивный гидравлический элемент, содержащий соответствующую подвижную часть, присоединенную между упомянутыми линиями подачи гидравлической жидкости, второй пассивный гидравлический элемент, содержащий соответствующую подвижную часть, присоединенную между упомянутыми линиями подачи гидравлической жидкости, для движения в направлении, противоположном упомянутому первому пассивному гидравлическому элементу, первый упругий элемент, соединяющий упомянутые соответствующие подвижные части первого и второго пассивных гидравлических элементов друг с другом, по меньшей мере одно электродинамическое демпфирующее устройство, жестко связанное с одной из упомянутых подвижных частей упомянутых первого или второго пассивных гидравлических элементов.

Предпочтительные варианты изобретения относятся к активным и пассивным системам демпфирования.

Активная система понимается как система демпфирования, электрически питающая по меньшей мере один электродинамический привод, в функции сигнала обратной связи, полученного от системы, например, на результате измерения смещения или скорости смещения валков и, наоборот, пассивная система понимается как означающая систему демпфирования, действие которой не предусматривает электрического питания по меньшей мере одного электродинамического устройства.

Упомянутые первый и второй пассивные гидравлические элементы могут содержать пару гидравлических насосов или пару двухкамерных гидравлических цилиндров с двусторонним штоком, соединенных навстречу линиями питания системы для управления плоскостностью валков и в которых упомянутое по меньшей мере одно электродинамическое демпфирующее устройство соединяется с одним из упомянутых пассивных гидравлических элементов, чтобы демпфировать вибрации прокатной клети.

Так как гидравлические насосы соединяются друг с другом навстречу, их соответствующие роторы в результате перепада давлений между одной линией подачи и другой имеют тенденцию вращаться в противоположных направлениях относительно друг друга. Поэтому, поскольку роторы соединяются друг с другом через крутильную пружину, такие вращения предотвращаются до тех пор, пока перепад давлений имеет низкую частоту.

Аналогично, двухкамерные гидравлические цилиндры с двусторонним штоком соединяются друг с другом штоками через пружину, чтобы уравновесить перепад давлений между линей положительного управления и линей отрицательного управления плоскостностью прокатки.

Электродинамическое демпфирующее устройство в случае гидравлических насосов является двигателем, тогда как в случае гидравлических цилиндров оно является пьезоэлектрическим приводом.

В соответствии с настоящим изобретением демпфирование резонансной силы приводится в действие через гидравлические линии системы для управления плоскостностью рабочих валков. Предпочтительно это содержит приложение реакции в непосредственной близости от валков с определенным качественным результатом для полосы с точки зрения скоростей прокатки, которые близки к проектным.

Соединение между роторами насосов и электродвигателем также осуществляется жестким, например, посредством муфты. Такая муфта соединяется с основанием через упругий элемент, например крутильную пружину. Таким образом, создается крутящая система основания-пружины-демпфера, которая в качестве своей инертной массы имеет ротор двигателя и ротор насоса и которая является резонансной относительно вибраций прокатной клети.

Кроме того, предпочтительна интеграция одного из упомянутых выше вариантов в систему управления плоскостностью посредством управляемого смещения рабочих цилиндров.

Предпочтительно автоматическая система управления процессом прокатки прокатного стана может быть выполнена с возможностью управления также системой демпфирования, являющейся предметом настоящего изобретения.

Настоящее изобретение может быть применимо к существующим прокатным станам и по этой причине дополнительной задачей настоящего изобретения должно быть обеспечение комплекта для демп- 3 024914 фирования вибраций прокатного стана, который пригоден для решения упомянутой выше задачи.

Другой задачей настоящего изобретения является комплект для демпфирования вибраций прокатных станов согласно п.8 формулы изобретения.

Другой задачей настоящего изобретения является создание прокатного стана, способного работать на скоростях прокатки, близких к проектным скоростям, без появления явления вибрации.

Другой задачей настоящего изобретения является прокатный стан, соответствующий п.9 формулы изобретения.

Зависимые пункты формулы изобретения описывают предпочтительные варианты осуществления изобретения, образуя неотъемлемую часть настоящего описания.

Краткое описание чертежей

Дополнительные характеристики настоящего изобретения станут очевидными из последующего подробного описания предпочтительных, но не исключительных вариантов осуществления системы демпфирования резонансных вибраций прокатного стана, в частности стана холодной прокатки, как показано на приложенных чертежах, которые представляются в качестве не ограниченного примера, на которых фиг. 1 - режимы вибрации прокатной клети, когда настоящая система отключена;

фиг. 2 - два графика, представляющих, соответственно, сверху вниз изменение толщины полосы проката во времени и изменение силы за то же время, которая определяет упомянутое изменение толщины; вертикальная пунктирная линия обозначает точку во времени, в которой начинается явление, а горизонтальная пунктирная линия обозначает предел сопротивления разрушению полосы;

фиг. 3 - схематичное изображение соответствующих настоящему изобретению дополнительных примеров трех графиков, на которых показываются, сверху вниз, изменение толщины листовой полосы во времени, изменение силы за то же время, которая определяет упомянутое изменение толщины и изменение демпфирующего воздействия, направленного на устранение действия упомянутой силы;

фиг. 4 - схема управления смещением, использующая сервоклапаны для управления положительным и отрицательным смещением;

фиг. 5 и 6 - схематичное изображение вариантов настоящего изобретения, в котором соответственно одна система демпфирования соединяется с системой управления смещением, т.е. система управления используется для каждого блока опорных валков;

фиг. 7, 8 и 9 - схематичное изображение предпочтительных вариантов осуществления изобретения для реализации вариантов по фиг. 5 и 6;

фиг. 10а-10е - выполнение прокатных клетей, в которым может использоваться настоящее изобретение.

Одни и те же номера и одни и те же ссылочные буквы обозначают одни и те же элементы или компоненты.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

На фиг. 4 схематично показана система управления плоскостностью посредством управляемого смещения рабочих цилиндров типа Е-блока, где гидравлическая схема обеспечивает перемещение цилиндров по настоящему изобретению. В частности, пунктирные линии показывают линии для осуществления отрицательного смещения, которое приводит к взаимному сближению валков. Сплошные линии показывают линии выполнения положительного смещения, которое приводит к взаимному отходу валков друг от друга. Два противоположных опорных блока поддерживают корректоры двух валков на одной и той же стороне.

На фиг. 1 показана упрощенная динамическая модель. Здесь показаны типичные режимы вибрации клети при различных значениях частоты: в частности, в данном примере режимы вибрации возникают на частотах 132, 174, 544 и 666 Гц, которые зависят от размеров и характеристик упругости рассматриваемой клети. Таким образом, изменяя параметры массы, упругой жесткости и демпфирования, изменяют частоты собственного резонанса, из чего понятно, что каждая система валков имеет свои собственные резонансные частоты.

Благодаря настоящему изобретению, независимо от переходного или стационарного состояний, которые формируют нестабильность, сила Ρν уравновешивается действием противоположной силы Р§ демпфирования.

На фиг. 2 показан пример резонансной вибрации третьей октавы, когда система демпфирования отключена, в частности, верхний график на чертеже показывает изменение отклонения по толщине, которое в точке, где начинается вибрация, обозначенной вертикальной пунктирной линией, начинает появляться из оптимальных условий, обозначенных областью обычно ±2 мкн, из-за которой толщина становится неустойчивой, потому что резонанс происходит на более высокой частоте, чем ширина полосы системы для управления плоскостностью листа. На нижнем графике показана изменение силы, которая вызывает такие отклонения.

Поэтому толщина полосы претерпевает изменения, которые могут достигать и превышать ±50 мкн с риском разрывов полосы.

- 4 024914

Кроме того, на фиг. 1 схематично показаны режимы вибрации прокатной клети, содержащей два рабочих валка и два одиночных опорных валка, когда представленная система демпфирования отключена.

Многочисленные испытания показали, что выгодно применять упомянутое демпфирование к элементам как можно ближе к прокатываемой полосе, что подтверждает, что решение, предложенное настоящим изобретением, решает поставленные выше задачи посредством интеграции устройства демпфирования вибраций в устройство управления смещением валков, то есть, в систему управления плоскостностью для рабочих валков.

В конфигурации на фиг. 4 каждая из четырех пар опорных элементов 2, 2', 2 и 2' имеет форму буквы Е. Каждый из упомянутых элементов формы Е располагается напротив друг друга попарно, так что выступы одной буквы Е обращены к выступам другой буквы Е. На фиг. 4, 5 и 6 между полостями, определяемыми упомянутыми блоками Е, располагаются концы За, 3Ь и 3'а, 3Ъ корректоров 3 и 3' валков 1 и 1'. Аналогично это происходит для обоих концов корректоров валков в отношении блоков 2,

2' и 2 и 2'. Внутри полостей каждого блока Е-формы находятся гидравлические приводы 21, 21' и 22, 22' и 23, 23' и 24, 24'. Первые четыре действуют на упомянутый второй валок 1', тогда как вторые четыре действуют на упомянутый первый валок 1.

В частности, движение гидравлических приводов координируется таким образом, что подъем первого валка 1 соответствует опусканию второго валка 1' и наоборот. Таким образом, пары приводов 21, 21' и 24, 24' работают скоординировано друг с другом в одном и том же направлении взаимного сближения/ расхождения, в то время как пары 22, 22' и 23, 23' работают скоординировано друг с другом в одном и том же направлении сближения/расхождения.

Движение упомянутых приводов может быть осуществлено посредством двух отдельных трубопроводов 18 и 19, чтобы питать гидравлические линии, соединяющие гидравлический насос (не показан) через соответствующие сервоклапаны 16 и 17 (фиг. 4, 5 и 6).

Трубопровод 18 соединен с гидравлическими линиями, показанными пунктирными линиями, для управления положительным смещением, тогда как трубопровод 19 соединен с гидравлическими линиями, показанными сплошными линиями, для управления отрицательным смещением.

Эта система для управления смещением рабочих валков посредством сервоклапанов 16 и 17 управляет давлением в активной камере гидравлических цилиндров 21, 21' и 22, 22', 23, 23' и 24, 24' с помощью датчиков давления, которые формируют сигналы, используемые в замкнутом контуре системы управления.

Упомянутые сервоклапаны 16 и 17, таким образом, связывают два трубопровода 19 и 18 с трубопроводом Р высокого давления, создаваемого упомянутым гидравлическим насосом (не показан) или с трубопроводом Т низкого давления. Схемы сервоклапанов, показанные на чертежах, обеспечивают их функционирование, понятное специалисту в данной области техники.

Упомянутые сервоклапаны имеют частотные характеристики, которые не совпадающие с резонансными частотами, которые желательно ослабить.

В соответствии с настоящим изобретением демпфирующее воздействие осуществляется посредством упомянутых гидравлических линий для управления смещением, воздействуя на соответствующие гидравлические приводы.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения упомянутая система δ демпфирования расположена между трубопроводами 18 и 19 для питания упомянутых гидравлических приводов (фиг. 5), в то время как согласно другому предпочтительному варианту, показанному на фиг. 6, система δ демпфирования располагается в непосредственной близости от каждого опорного блока 2, 2', 2, 2' между трубами положительного и отрицательного смещения.

Настоящее изобретение предоставляет собой, соответственно, модификацию существующих прокатных станов, поскольку ранее существовавшая система управления смещением продолжает функционировать, как она была спроектирована, не затрагивая функционирование на высокой частоте системы демпфирования вибраций.

С помощью фиг. 6, 7, 8 и 9 некоторые варианты изобретения описываются подробно. Эти чертежи относятся схематично только к одной стороне прокатного стана в отношении опор 2-2' или 2-2', но подразумевается, что решение может быть применено к обеим сторонам прокатной клети. Кроме того, гидравлические соединения, показанные пунктиром, относятся к управлению положительным смещением.

Первый вариант.

В соответствии с первым пассивным вариантом изобретения (фиг. 7) первый электрогидростатический привод 25 присоединяется между упомянутыми выше трубопроводами 18 и 19.

Упомянутый электрогидростатический привод содержит первый гидравлический насос 25В, гидравлически связанный с трубопроводами 18 и 19, а также с электромотором 25А жестким соединением, например, муфтой. Упругий элемент 33, например пружина кручения установлена между упомянутой муфтой и частью основания. В результате, этот упругий элемент действует параллельно с соединительной муфтой между электродвигателем 25А и гидравлическим насосом 25В.

- 5 024914

Второй гидравлический насос 25С гидравлически связан с упомянутыми трубопроводами 18 и 19 в направлении навстречу первому гидравлическому насосу, то есть, так, чтобы его ротор вращался в направлении, противоположном упомянутому первому гидравлическому насосу 25В, когда подвергается действию той же волны сжатия, которая распространяется от одного трубопровода к другому. Дополнительная пружина кручения 32 соединяет роторы двух гидравлических насосов 25В и 25С. Обмотки электродвигателя 25А соединяются с пассивной электрической нагрузкой, предпочтительно резистивноиндуктивной цепью 31, предпочтительно имеющей переменный импеданс.

Механическое соединение, созданное посредством упомянутой второй пружина кручения 32, обеспечивает то, что два ротора жестко связаны при низкочастотных волнах давления и независимы при высокочастотных волнах давления.

Такое расположение позволяет поддерживать разные давления между трубопроводами 18 и 19, когда к прокатному стану прикладывается положительное или отрицательное смещение, при котором возможно обнаруживать перепады давлений порядка 200 бар или более между двумя гидравлическими трубопроводами 18 и 19.

На высокой частоте, то есть, когда возникает явление вибрации, эти два ротора независимы, так что движения ротора 25В, который жестко соединен с ротором электродвигателя 25А, подавляются вихревыми токами, образующимися в том же электродвигателе 25А. Таким образом, двигатель 25А действует как демпфер.

Упомянутые вихревые токи создают вращающий момент, который противодействует вращению ротора, приводя, таким образом, к эффекту демпфирования, осуществляемому по линиям гидравлического управления смещением/трубопроводами 18 и 19.

Таким образом, инертность демпфера 25А и насоса 25В становятся резонансной системой относительно пружины 33, соединенной с основанием.

Этот вариант может предусматривать для обмоток двигателя 25А возможность замыкания накоротко или соединения с соответствующей пассивной переменной резистивно-индуктивной цепью 31, чтобы приспособить характеристику демпфирования к динамическим характеристикам прокатной клети, которые могут изменяться, например, в соответствии с прокатываемым материалом, скоростью прокатки, размерами валков и/или опор, их массами и т.д.

Так как двигатель 25А не связан с внешним источником энергии, он определяет пассивное функционирование демпфирующего устройства, которое является предметом настоящего изобретения.

Второй вариант.

Как показано на фиг. 8, по меньшей мере один электрогидростатический привод 45, содержащий электродвигатель 45А, соединяется с насосом 45В через жесткий узел. Насос 45В гидравлически связан с упомянутыми трубопроводами 18 и 19.

Это обусловливает активное функционирование системы демпфирования, т.к. используется электродвигатель 45А.

Кроме того, упругий элемент 43 присоединяется между упомянутым жестким узлом и основанием, например, первой пружиной кручения 43.

Настоящий вариант совместим с предшествующим вариантом в отношении гидравлической и механической части, в которой первый гидравлический насос 45В связан гидравлически с упомянутыми трубопроводами 18 и 19 и второй гидравлический насос 45С связан гидравлически с упомянутыми трубопроводами 18 и 19 навстречу первому, то есть, таким образом, что его ротор вращается в направлении, противоположном первому гидравлическому насосу 45В, когда подвергается воздействию той же волны давления, которая распространяется от одного трубопровода к другому. Вторая крутильная пружина 42 соединяет роторы двух гидравлических насосов 45В и 45С.

Измерители 27 и 28 скорости измеряют перемещение/скорость корректоров валков 1 и 1' и соответствующие сигналы используются контроллером С и, возможно, усиливаются усилителем А, чтобы приводить в действие и управлять упомянутым электрогидростатическим приводом(ами) 45 для формирования демпфирующего воздействия с силой Рк, которая уравновешивает упомянутую силу Ρν. Поэтому этот вариант является активным.

В частности, измерители 27 и 28 скорости устанавливаются, например, на корректорах 3 и 3', чтобы измерять их скорость вибрации в трех координатных направлениях. Особое внимание обращается на вертикальную составляющую относительно плоскости прокатки. Такие измерения скорости создают сигнал, вводимый в систему 46 управления, содержащую упомянутый контроллер С и упомянутый усилитель А, формирующий управляющий сигнал и мощность для электродвигателя 45А, связанного с гидравлическим насосом 45В.

Кроме того, в этом случае демпфирующее воздействие осуществляется через линии гидравлических приводов системы для управления.

Кроме того, инертность демпфера, обусловленная электродвигателем 45А и насосом 45В, ведет себя как резонансная система относительно пружины 43, соединенной с основанием.

Кроме того, настоящий вариант, работающий на более высоких частотах, чем критические частоты сервоклапанов 16 и 17 для управления смещением, означает, что демпфирующее воздействие не взаимо- 6 024914 действует с управлением смещением.

Таким образом, приводы 21, 21' и 22, 22' и 23, 23' и 24, 24' для гидравлического смещения одновременно управляются системой управления смещением и системой 46 управления посредством упомянутого электрогидростатического привода 45 при так называемом активном расположении.

Третий вариант.

Пассивный вариант, который не показан, является промежуточным по отношению к двум описанным ранее вариантам.

Он предусматривает наличие измерителей скорости, соединенных с корректорами валков и системой управления, которая на основе сигналов от измерителей скорости, управляет характеристиками импеданса резистивно-индуктивной цепи, с которой соединяются обмотки электродвигателя, образуя электрогидростатический привод, показанный на фиг. 7. В этом случае система демпфирования также является пассивной, потому что электродвигатель(и) не приводится в действие для демпфирования вибрации.

Четвертый вариант.

Как показано на фиг. 9, активный вариант изобретения предусматривает измерители 29 и 30 скорости, устанавливаемые на корректорах 3 и 3' валков 1 и 1' для измерения отклонения/скорости корректоров в трех направлениях, в частности вертикальную составляющую относительно плоскости прокатки. Такие измерения создают электрический входной сигнал, который определяет ошибку для системы 56 управления, которая формирует выходной сигнал, возможно, усиленный усилителем А, чтобы питать и управлять в замкнутом контуре пьезоэлектрическим приводом 58, связанным со штоком первого гидравлического цилиндра 59.

Первый гидравлический цилиндр 59 является двухкамерным цилиндром с двусторонним штоком и первая камера 59А гидравлически соединяется с одним из упомянутых трубопроводов 18 и 19, например, трубопроводом 18, а другая камера 59В гидравлически соединяется с другим трубопроводом, например, 19.

Второй гидравлический цилиндр 69 является двухкамерным цилиндром с двусторонним штоком и присоединяется навстречу первому гидравлическому цилиндру 59, так что штоки этих двух цилиндров двигаются в противоположные направления под действием избыточного давления в одном трубопроводе по отношению к другому трубопроводу.

Так как упомянутые штоки соединяются друг с другом соответствующей пружиной 70, под действием стабильной разности давлений между двумя трубопроводами они остаются неподвижными.

Колебания при вибрации обнаруживаются системой 56 управления, которая управляет перемещением упомянутого пьезоэлектрического привода 58 таким образом, что движение штока первого цилиндра 59, соединенного с пьезоэлектрическим приводом 58, направлено против высокочастотных волн сжатия, демпфируя их. Поэтому управляя упомянутым пьезоэлектрическим приводом 58, соответственно, можно формировать силу Рк демпфирования, которая уравновешивает упомянутую силу Ρν, измеренную посредством упомянутых измерителей 29 и 30 скорости.

Может использоваться дополнительный пьезоэлектрический привод, который соединяется со штоком второго гидравлического цилиндра 69, так чтобы работать навстречу другому пьезоэлектрическому приводу 59.

Так как два гидравлических цилиндра соединяются навстречу, в результате два пьезоэлектрических привода работают встречно, демпфируя вибрацию.

Изобретение решает упомянутую выше проблему вибрации, формируя демпфирующую силу Рк, противоположную по фазе силе Ρν, которая создается во время процесса прокатки и которая определяет упомянутые резонансные колебания. Результат применения этого эффекта демпфирования показан на фиг. 3. На этом чертеже показаны три графика, синхронных во времени: самый верхний график показывает вариацию во времени отклонения по толщине прокатываемой полосы; график под ним показывает изменение силы Ρν и нижний график показывает изменение демпфирующей силы Рк.

На фиг. 3 можно видеть, что в точке начала вибрации смещение валка имеет тенденцию превысить допуск ±2 мкн, тогда как демпфирующая сила Рк, противоположная по фазе силе Ρν, уменьшает или полностью устраняет смещение валка, возвращая его положение в пределы упомянутого допуска ±2 мкн.

Прокатный стан, соответствующий настоящему изобретению, может содержать устройство управления смещающими приводами, связанное с измерителями скорости, установленными на корректорах валков, чтобы управлять электрогидравлическими клапанами для обеспечения плоскостности полосы, и системой демпфирования вибрации.

Такие демпфирующие средства могут применяться ко всем системам для смещения валков, которые известны в предшествующем уровне техники и представлены в качестве примера на фиг. 10.

Настоящее изобретение было описано со ссылкой на расположение приводов в виде Е-блока, но оно также может быть применено к иным расположениям.

Возможное расположение клетей, показанное на фиг. 10, является только иллюстративным и представляется в качестве примера.

Элементы и характеристики, показанные в различных предпочтительных вариантах осуществления,

- 7 024914 могут объединяться, не выходя за пределы объема изобретения.

Claims (8)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Система демпфирования колебаний прокатного стана, содержащая по меньшей мере одну прокатную клеть с валками (1, 1') и систему (3, 3', 17, 18, 21, 21' и 22, 22' и 23, 23' и 24, 24') регулировки смещения валков (1, 1'), содержащую гидравлические приводы (21, 21' и 22, 22' и 23, 23' и 24, 24'), предназначенные для воздействия на упомянутые валки (1, 1') для регулирования их взаимно противоположного относительного положения, линии (18, 19) подачи гидравлической жидкости в упомянутые гидравлические приводы (21, 21' и 22, 22' и 23, 23' и 24, 24'), гидравлическое демпфирующее средство ((25, 31, 32), (27, 28, 45, 46, 42), (29, 30, 56, 58, 59, 70)), соединенное с упомянутыми гидравлическими линиями (18, 19), предназначенное для приложения силы (Ρδ) посредством упомянутых гидравлических приводов (21, 21' и 22, 22' и 23, 23' и 24, 24'), отличающаяся тем, что упомянутые гидравлические демпфирующие средства ((25, 31, 32), (27, 28, 45, 46, 42), (29, 30, 56, 58, 59, 70)) содержат первый пассивный гидравлический элемент (25В, 45В, 59), содержащий соответствующую подвижную часть, связанную с упомянутыми линиями (18, 19), второй пассивный гидравлический элемент (25С, 45С, 69), содержащий соответствующую подвижную часть, связанную с упомянутыми линиями (18, 19) встречно по отношению к упомянутому первому пассивному гидравлическому элементу (25В, 45В, 59), первый упругий элемент (32, 42, 70), соединяющий упомянутые соответствующие подвижные части упомянутых первого и второго пассивных гидравлических элементов ((24С, 25В), (45А, 45В), (59, 69)) друг с другом, по меньшей мере одно электродинамическое демпфирующее устройство (25А, 45А, 58), жестко соединенное с одной из упомянутых подвижных частей упомянутых первого (25В, 45В, 59) или второго пассивного гидравлического элемента (25С, 25В, 69).
2. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждый из упомянутых пассивных гидравлических элементов является гидравлическим насосом (25А, 25В, 45А, 45В) и в которой упомянутый электродинамический демпфирующий элемент содержит электродвигатель (25А, 45А), упомянутое жесткое соединение между электродвигателем (25А, 45А) и упомянутыми подвижными частями упомянутого первого (25В, 45В, 59) или второго пассивного гидравлического элемента (25С, 25В, 69) связано с основанием посредством второго упругого элемента (33, 43).
3. 3. Система по п.2, отличающаяся тем, что содержит пассивную резистивно-индуктивную цепь (31), электрически соединенную с обмотками упомянутого электродвигателя (25А).
4. 4. Система по п.3, отличающаяся тем, что содержит средство (27, 28) измерения вибрации валков (1, 1'), систему управления (46), связанную с упомянутым средством (27, 28) измерения вибрации и предназначенную для регулировки импеданса упомянутой пассивной резистивно-индуктивной линии (31).
5. 5. Система по п.4, отличающаяся тем, что содержит средство (27, 28) измерения вибрации валков (1, 1'), систему управления (46), связанную с упомянутым средством (27, 28) измерения вибрации и предназначенную для управления упомянутым электродвигателем (45А) для демпфирования колебания валков (1, 1').
6. 6. Система по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что упомянутый упругий элемент (32, 42) является пружиной кручения.
7. 7. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждый из упомянутых пассивных гидравлических элементов является двухкамерным цилиндром (59, 69) с двусторонним штоком, одна камера которого связана с гидравлической линией (18) системы регулирования положительного смещения валков (1, 1'), а другая камера связана с гидравлической линией (19) системы регулирования отрицательного смещения валков (1, 1'), упомянутое электродинамическое устройство является пьезоэлектрическим приводом (58), и дополнительно содержит средство (29, 30) измерения вибрации валков (1, 1'), систему управления (56), связанную с упомянутым средством (29, 30) измерения вибрации и питания упомянутого пьезоэлектрического двигателя (58) для демпфирования вибрации валков (1, 1').
8. 8. Прокатный стан, содержащий систему демпфирования колебаний по п.1.