EP1013353A2 - Verfahren zum Regeln eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes für ein Kaltpilgerwalzwerk - Google Patents

Verfahren zum Regeln eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes für ein Kaltpilgerwalzwerk Download PDF

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EP1013353A2 EP99250435A EP99250435A EP1013353A2 EP 1013353 A2 EP1013353 A2 EP 1013353A2 EP 99250435 A EP99250435 A EP 99250435A EP 99250435 A EP99250435 A EP 99250435A EP 1013353 A2 EP1013353 A2 EP 1013353A2
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Wolfgang Dipl.-Ing. Ernhardt
Bernhard Dipl.-Ing. Gromada
Ernst Dipl.-Ing Höller
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B21/00—Pilgrim-step tube-rolling, i.e. pilger mills
    • B21B21/06—Devices for revolving work between the steps
    • B21B21/065—Devices for revolving work between the steps for reciprocating stands

Definitions

  • the invention relates to a method for regulating a hydraulic turning and Feed drive for a cold pilger rolling mill for the production of pipes in one of a crank mechanism which can be moved back and forth in the rolling direction, the Roll tapered calibrated rolls with changing rotation over the rolling stock and depending on the position of the crankshaft, the pipe is temporarily pushed forward and release, the turning and advancing of the tube using the associated drive elements of associated pressure medium-controlled Hydraulic motors.
  • the complex route control means that it is difficult Localize errors.
  • Well-trained experts are needed to clarify whether it is is a malfunction in the servohydraulics, in the control or in the mechanics acts. Such highly qualified personnel are in many pipe manufacturing companies not available.
  • the object of the present invention is based on a known regulation a hydraulic rotary and feed drive an equipment for a Cold pilger rolling mill, with which the rotary and feed drive reliably, maintenance-friendly and inexpensive.
  • the invention proposes that the Pressure supply of each hydraulic motor is regulated via a proportional valve, which depending on the required path of the moved by this hydraulic motor Drive organ is opened for a time interval proportional to this path.
  • the regulation according to the invention is carried out using an easily understandable logic Help from simple components.
  • the complicated route regulation is replaced by the specification of a time interval in which a control valve remains open. So that becomes a cost-effective solution to the problem at hand, found at the same time requires little maintenance and no unusual requirements to the maintenance staff.
  • each drive member or hydraulic motor movement measured and stored with a Setpoint value is compared, and that based on detected deviations Time intervals for valve opening are corrected.
  • the proposed regulation is sufficient because of its reliability and accuracy for the operation of a generic cold pilger rolling mill; with a simple The cold pilger rolling mill can also be operated without a demanding control operate. System faults can be easily located because the previously complex Position control of the servo valves is omitted.
  • 1 denotes a hydraulic motor, which is connected to the spur gear 2, 3, 4 a sleeve 6 encompassing the tube 5 rotates, which in turn with the chuck 7 is connected.
  • the chuck 7 is equipped with jaws 8 which are connected to the Surface of the tube 5 can be created and clamp it so that at Actuation of the hydraulic motor 1, the torque introduced via the transmission 2 to 4 is transferred to the tube 5.
  • the associated control scheme according to the invention is shown in FIG.
  • the crank angle ⁇ is measured on the crankshaft.
  • a start value ⁇ start is predefined externally. If the crank angle ⁇ is greater than the start value ⁇ start , a proportional valve is opened for the time T. As a result, the chuck 7 is moved at the rotational speed ⁇ via the hydraulic drive 1, which results in the rotational angle ⁇ is during the time interval T.
  • Shall ⁇ is proportional to the difference from the desired angle of rotation and the actual angle of rotation is ⁇ , a correction value .DELTA.T is calculated for the time interval .DELTA.T, in which the valve remains open.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes für ein Kaltpilgerwalzwerk zur Herstellung von Rohren in einem von einem Kurbeltrieb in Walzrichtung hin- und herbewegbaren Walzgerüst, dessen verjüngend kalibrierte Walzen mit wechselndem Drehsinn über dem Walzgut abrollen und das Rohr abhängig von der Stellung der Kurbelwelle zeitweise zum Vorschieben und Drehen freigeben, wobei das Drehen und Vorschieben des Rohres mittels den daran angreifenden Antriebsorganen zugeordneter druckmittelgeregelter Hydromotoren erfolgt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Druckmittelzufuhr jedes Hydromotors über ein Proportionalventil geregelt wird, das abhängig von dem geforderten Weg des von diesem Hydromotor bewegten Antriebsorgans für ein diesem Weg proportionales Zeitintervall geöffnet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes für ein Kaltpilgerwalzwerk zur Herstellung von Rohren in einem von einem Kurbeltrieb in Walzrichtung hin- und herbewegbaren Walzgerüst, dessen verjüngend kalibrierte Walzen mit wechselndem Drehsinn über dem Walzgut abrollen und das Rohr abhängig von der Stellung der Kurbelwelle zeitweise zum Vorschieben und Drehen freigeben, wobei das Drehen und Vorschieben des Rohres mittels den daran angreifenden Antriebsorganen zugeordneter druckmittelgeregelter Hydromotoren erfolgt.
In den 60er Jahren wurden die Bewegungen der Dreh- und Vorschubantriebe für das Rohr bei der Ausübung des Kaltpilgerwalzverfahrens hydromechanisch dargestellt, d.h. die Bewegung der Steuerkolben der Ventile der Hydraulikmotoren wurde durch Kurvenscheiben vorgegeben. Diese mechanisch aufwendige Art der Ventilansteuerung führte zu häufigen Ausfällen; weiterhin traten wegen sehr harter Bremsrampen häufig Rohrleitungsbrüche auf.
In den Kaltpilgerwalzwerken der 90er Jahre wurde mit Hilfe einer sehr aufwendigen servohydraulischen Wegregelung die Bewegung der ansonsten rein mechanisch mit Kurvenscheibengetrieben erzeugten Dreh- und Vorschubbewegung nachempfunden. Dieses System arbeitet zuverlässig, weist aber hinsichtlich Herstellkosten und Wartung Nachteile auf. Bei den zum Einsatz kommenden Servoventilen handelt es sich um Spezialfabrikate, die im Schadensfall lange Lieferzeiten haben. Wenn diese Servoventile als Ersatzteile bevorratet werden, müssen sie regelmäßig von Konservierungsmittel gereinigt und neu konserviert werden.
Hinzu kommt, daß die aufwendige Wegregelung dazu führt, daß es schwierig ist, Fehler zu lokalisieren. Es sind gut ausgebildete Experten notwendig, die klären, ob es sich um eine Störung in der Servohydraulik, in der Regelung oder der Mechanik handelt. Derartig hoch qualifiziertes Personal ist in vielen Rohrherstellungsbetrieben nicht verfügbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von einer bekannten Regelung eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes eine Ausrüstung für ein Kaltpilgerwalzwerk zu schaffen, mit der der Dreh- und Vorschubantrieb zuverlässig, wartungsfreundlich und kostengünstig realisiert werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Druckmittelzufuhr jedes Hydromotors über ein Proportionalventil geregelt wird, das abhängig von dem geforderten Weg des von diesem Hydromotor bewegten Antriebsorgans für ein diesen Weg proportionales Zeitintervall geöffnet wird.
Die erfindungsgemäße Regelung erfolgt mit einer einfach nachvollziehbaren Logik mit Hilfe von einfachen Komponenten. Die komplizierte Wegregelung wird ersetzt, durch die Vorgabe eines Zeitintervalls, indem ein Steuerventil geöffnet bleibt. Damit wird eine kostengünstige Lösung für das anstehende Problem gefunden, die zugleich mit geringem Wartungsaufwand auskommt und keine außergewöhnlichen Anforderungen an das Wartungspersonal stellt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die von jedem Antriebsorgan oder Hydromotor ausgeführte Bewegung gemessen und mit einem gespeicherten Sollwert verglichen wird, und daß anhand festgestellter Abweichungen die Zeitintervalle für die Ventilöffnung korrigiert werden.
Die vorgesehene Regelung ist wegen der Zuverlässigkeit und Genauheit ausreichend für den Betrieb eines gattungsgemäßen Kaltpilgerwalzwerkes; mit einem einfachen Regelkreis läßt sich das Kaltpilgerwalzwerk auch ohne anspruchsvolle Regelung betreiben. Fehler der Anlage lassen sich einfach orten, weil die bislang aufwendige Wegregelung der Servoventile entfällt.
Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel eines Drehantriebes für das Rohr oder die Dornstange erläutert. Es zeigt:
Figur 1
das Schema eines Drehantriebes für das Rohr, und
Figur 2
das zugehörige Regelungsschema.
In Figur 1 ist mit 1 ein Hydromotor bezeichnet, der über das Stirnradgetriebe 2, 3, 4 eine das Rohr 5 umgreifende Hülse 6 drehantreibt, die ihrerseits mit dem Spannfutter 7 verbunden ist. Das Spannfutter 7 ist mit Klemmbacken 8 ausgerüstet, die an die Oberfläche des Rohres 5 anlegbar sind und dieses so festklemmen, daß bei Betätigung des Hydromotors 1 das über das Getriebe 2 bis 4 eingeleitete Drehmoment auf das Rohr 5 übertragen wird.
In Figur 2 ist das zugehörige erfindungsgemäße Regelungsschema dargestellt. Der Kurbelwinkel ϕist wird an der Kurbelwelle gemessen. Ein Startwert ϕstart wird extern fest vorgegeben. Wenn der Kurbelwinkel ϕist größer als der Startwert ϕstart ist, wird ein Proportionalventil für die Zeit T geöffnet. Infolgedessen wird über den Hydraulikantrieb 1 das Spannfutter 7 mit der Drehgeschwindigkeit ρ bewegt, woraus sich während des Zeitintervalls T der Drehwinkel ρist ergibt. Proportional zur Differenz von dem gewünschten Drehwinkel ρsoll und dem tatsächlichen Drehwinkel ρist wird ein Korrekturwert ΔT für das Zeitintervall ΔT berechnet, in dem das Ventil geöffnet bleibt.
In der Situation ϕist = ϕstart wird der Korrekturwert ΔT für einen Rechenzyklus auf einen Addierer geschaltet, so daß der gespeicherte Wert T für die Öffnungszeit des Proportionalventils verändert wird.

Claims (2)

  1. Verfahren zum Regeln eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes für ein Kaltpilgerwalzwerk zur Herstellung von Rohren in einem von einem Kurbeltrieb in Walzrichtung hin- und herbewegbaren Walzgerüst, dessen verjüngend kalibrierte Walzen mit wechselndem Drehsinn über dem Walzgut abrollen und das Rohr abhängig von der Stellung der Kurbelwelle zeitweise zum Vorschieben und Drehen freigeben, wobei das Drehen und Vorschieben des Rohres mittels den daran angreifenden Antriebsorganen zugeordneter druckmittelgeregelter Hydromotoren erfolgt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Druckmittelzufuhr jedes Hydromotors über ein Proportionalventil geregelt wird, das abhängig von dem geforderten Weg des von diesem Hydromotor bewegten Antriebsorgans für ein diesem Weg proportionales Zeitintervall geöffnet wird.
  2. Verfahren zum Regeln eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die von jedem Antriebsorgan oder Hydromotor ausgeführte Bewegung gemessen und mit einem gespeicherten Sollwert verglichen wird, und dass anhand festgestellter Abweichungen die Zeitintervalle für die Ventilöffnung korrigiert werden.
EP99250435A 1998-12-23 1999-12-13 Verfahren zum Regeln eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes für ein Kaltpilgerwalzwerk Expired - Lifetime EP1013353B1 (de)

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