Opublikowano dnia 5 pazdziernika 1961 r.F a«a O W^% v4 POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 45109 KI. 21 c, 62/50 Biuro Projektów Przemyslu Metali Niezelaznych „Bipromet" •) Przedsiebiorstwo Panstwowe Wyodrebnione Katowice, Polska Uklad napedowo-sterowniczy do napedzania czterech walów roboczych Patent trwa od dnia 6 lipca 1959 r.Przedmiotem wynalazku jest sposób nape¬ dzania i regulowania czterech walów roboczych oraz uklad napedowo-sterowniczy do stosowa¬ nia tego sposobu.Dla urzadzenia zwanego wyzarzarko-trawiar- ka sluzacego do wyzarzania i trawienia tasm blaszanych lub dla urzadzen innych zwlaszcza podobnych, w których obróbce podlegaja ma¬ terialy w formie tasmy, zachodzi potrzeba napedzania lub hamowania Jrilku walów ro¬ boczych, pracujacych w róznych fazach eks¬ ploatacji. Mianowicie albo wszystkie synchro¬ nicznie wzgledem siebie z ciagla regulacja szybkosci i momentu od zera do wymaganej wartosci zaleznie od materialu roboczego, albo partiami synchronicznie poza tym jak wyzej, albo partiami' synchronicznie a pozostale in¬ dywidualnie poza tym jak wyzej, przy czym *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest mgr inz. Alfred Gottschlich. przejscie z jednego stanu do innego, jak wyzej podano, musi byc mozliwe podczas biegu. Wy* mieniona powyzej synchronizacja wymagana jest dla niektórych walów nietylko z doklad¬ noscia jednego obrotu, lecz takze z dokladnos¬ cia katowa lub wymagana jest moznosc prze* stawienia i regulacji tego kata ' d to podczas biegu.W przytoczonym nizej przykladzie wykona¬ nia wynalazku, przedstawionym schematycznie na rys. 1 dla wyzarzarko-trawiarki stanowia¬ cej pod wzgledem transportu i regulacji tasmy odmienne rozwiazanie od znanych, wymienione warunki napedowe wynikaja z zastosowanej technologii. Mianowicie tasma surowa zostaje odwinieta z bebna odwijarki 1, przechodzi przez prostownice 2 i tzw. regulator zwisu 3, tworzy petle pomocnicza i wchodzi poprzez bebny transportujace 4, regulujace zwis tasmy w piecu i rolki prowadzace 5 do pieca, w któr rym w stanie wiszacym o scisle okreslonymzwisie tasmy zostaje wyzarzona. Nastepnie tasma przechodzi poprzez rolki prowadzace 5 do wanny trawiarki — nie zaznaczonej spe¬ cjalnie na rysunku — i fia tzw. ciagarke 6, która tasme przeciaga przez piec i trawiarke.Opuszczajaca ciagarke 6 tasma tworzy znowu luzna petle i przechodzi przez urzadzenie ha¬ mujace 7 i wreszcie zostaje znowu nawinieta na bebnie nawijarki 8. Wyzarzanie i trawie¬ nie odbywa sie sposobem ciaglym. Jezeli za¬ tem jedna tasma na bebnie odwijarki 1 sie konczy, zatrzymuje sie •prostownice 2 i regu¬ lator petlicowy 3, w chwili kiedy koniec tasmy znajduje sie miedzy regulatorem petli ^po¬ mocniczej a prostownica 2. "W tym miejscu bowiem znajduje sie urzadzenie do zszywania tasm. Z nastepnej odwijarki nie gpakazamej na rysunku wprowadza sie poczatek nowej tasmy przez prostownice pod zszywarke, gdzie ko¬ niec poprzedniej tasmy z poczatkiem nastep¬ nej tasmy zostaje zszyty. W miedzyczasie za¬ pasowa petla zmalala i uruchamiajac znowu regulator petlicowy 3 i prostownice 2, oba urzadzenia musza pracowac synchronicznie i ze zwiekszona szybkoscia celem ponownego wy¬ tworzenia petli zapasowej. Po wykonaniu tego zadania szybkosc obu urzadzen musi byc zre¬ dukowana do szybkosci tasmy w piecu.Szybkosc tasmy w piecu jest co prawda stala, lecz rózna dla kazdego materialu tasmy i grubosci. Waznym warunkiem transportu tasmy w piecu jest utrzymywanie mozliwosci stalejgo zwisu tasmy w piecu przy kazdej szybkosci i kazdym gatunku materialu, inaczej tasma ociera o dno lub górna czesc pieca, porysuje sie i musi byc zaliczona do wybraków.Stad specjalnie dla tasm niezelaznych utrzy¬ mywanie zwisu jest jednym z najwazniejszych zagadnien. W innych wyzarzarkach spotyka sie rozwiazanie tego rodzaju, ze ciagarka ciag¬ nie tasme, a regulator petlicowy stanowi po- prostu mechaniczny hamulec, hamujacy tas¬ me w zaleznosci od kata jaki tworzy zwisajaca tasma z pozioma w miejscu podparcia tj. rol¬ ki, z której schodzi do pieca. W pokazanym na rys. 1 przykladzie, zagadnienie jest wrecz inaczej i sprawniej rozwiazane. Mianowicie ciagarka i regulator zwisu posiadaja jednako¬ we bebny transportowe 6, 4 i przekladnie 9.Celem utrzymania jednakowego zwisu waly robocze 74 i 75 musza sie synchronicznie obra¬ cac. Osiaga sie to przez zastosowanie walu elektrycznego skladajacego sie z glównego sil¬ nika 12 pradu stalego i dwóch trójfazowych silników asynchronicznych 13 i 14, z których glówny silnik 12 sprzegniety jest z walem ro¬ boczym 74, napedzajacym poprzez przekladnie 9 ciagarke, silnik 14 zas sprzegniety jest z wa¬ lem roboczym 75 przynaleznym do regulatora zwisu. Dzialanie tego ukladu jest nastepujace.Jezeli tasma zostaje posuwana naprzód nie w stanie wiszacym, tj. bez naciagu np. toczac sie na dnie pieca, to zarówno beben ciagarki 6 jak i regulatora zwisu 4 musza rozwinac moment dodatni przyczyniajacy sie do posuwu tasmy. Potrzebne momenty wytwarza glówny silnik 12 przenoszac potrzebny moment dla ciagarki 6 bezposrednio na wal roboczy 74, a potrzebny moment dla regulatora petlico¬ wego poprzez silniki 13 i 14 walu elektryczne¬ go na wal roboczy 75.Jezeli tasma ma zawisnac nad dnem pieca i tworzyc przeslo nie posuwajac sie jeszcze, to dla wywolywania odpowiedniego naciagu tasmy na bebnie ciagarki 6 potrzebny jest pewien moment dodatni, a na bebnie regula¬ tora zwisu taki sam moment ale przeciwny czyli ujemny.Momenty te wytwarzaja silniki 13 i 14 dzia¬ lajac tak, jakoby wal roboczy 74 ciagarki i wal roboczy 75 regulatora petlicowego byly polaczone walem mechanicznym.Posuwajac teraz tasme naprzód, glówny sil¬ nik 12 powinien rozwinac moment potrzebny tylko do posuwu tasmy. Elektrycznie wyglada to tak, ze ciagarka 6 rozwija moment po¬ trzebny do posuwu tasmy jako moment po¬ trzebny do naciagu tasmy. Tasma ciagnieta przez ciagarke 6 napedza regulator zwisu 4, który hamuje momentem o wielkosci momentu potrzebnego naciagu i ten moment poprzez wal elektryczny oddaje na wal roboczy 74 ciagarki, tak ze glówny silnik w zasadzie pobiera energie potrzebna tylko do posuwu tasmy. Zmniejszenie lub zwiekszenie zwisu dokonuje sie uruchamiajac na chwile silnik 17 przestawiajacy poprzez przekladnie slimakowa samohamujaca 19 korpus przekladni róznico¬ wej 18, w efekcie czego synchronicznie obra¬ cajace sie waly robocze 74 i 75 zostaja prze¬ stawione o pewien kat wzgledem siebie. Re¬ gulacja zwisu jest potrzebna zas przy uru¬ chamianiu calego urzadzenia, poza tym przy zmianie gatunku tasmy oraz w przypadku, gdy na skutek zabrudzenia tasma sie po¬ slizgnie na ciagarce 6 lub regulatorze petli¬ cowym 4. Sterowanie silnika 17 moze byc do¬ konane odrecznie na podstawie naocznej kon- — 2 —troli zwisu lub automatycznie. W omawianym przykladzie stosuje sie optyczny sposób kon¬ troli zwisu polegajacy na tym, ze tasma za¬ leznie od wielkosci zwisu w piecu przerywa jeden z kilku snopów silnego swiatla skiero¬ wanych skosnie w poprzek pr^ez piec. Przer¬ wanie snopów swiatla mozna zaobserwowac naocznie lub stwierdzic za pomoca fotokomórek sterujacych automatycznie silnik 17.Regulacje szybkosci tasmy dokona sie przez zmiane pradu wzbudzenia obcego silnika 12 za pomoca opornicy 23 oraz przez obnizenie napiecia na tworniku za pomoca regulowanego autotransformatora 29 lub opornicy 24. Waly robocze 74 i 75 posiadaja hamulce zaopatrzone w luzowniki elektromagnetyczne 62, azeby takze w razie(postoju utrzymywac zwis tasmy.Ponadto zabudowane moga byc na dowolnym wale roboczym — w przytoczonym przykla¬ dzie, na wale 74 — elektryczne sprzeglo in¬ dukcyjne 63, wpadajace w poslizg przy prze¬ kroczeniu dopuszczalnego momentu nastawio¬ nego opornica 65 w zaleznosci od pradu' wzbu¬ dzenia.Zadaniem sprzegla jest ochrona tasmy przed zerwaniem na skutek nadmiernego naciagu lub ochrona czesci urzadzenia piecowego w przypadku zakleszczenia sie tasmy itp. Pros¬ townica* 2 i regulator petlicowy napedzane sa poprzez przekladnie 9 dwoma silnikami trój¬ fazowymi asynchronicznymi 15 i 16. Dla sil¬ ników tych przewidziano wspólna opornice rozruchowo regulacyjna 25, która za pomoca styczników moze byc zalaczona: albo w obwód wirnika silnika 16, albo w obwód wirnika sil¬ nika 15, albo w obwody wirnikowe obu sil¬ ników 15 i 16, albo w ogóle wylaczona. Sil¬ niki asynchroniczne 13, 14, 15 i 16 sa sobie równe pod kazdym wzgledem. Znamionowa ich synchroniczna liczba obrotów wynosi 3000 obr./min. Potrzebny zakres szybkosci dla transportu tasmy w piecu wynosi od 100 do 1000 obr./min. Uklad ten pozwala na prace indywidualna silnika 16 wzgl. indywidualny naped walu roboczego 77 na dowolnych obro¬ tach w zakresie od 0 do okolo 2500 obr./min., co ma miejsce przy wprowadzeniu nowej tas¬ my w prostownice i manewrowanie tasma pod zszywarka, albo na prace indywidualna silnika 15 wzgl. indywidualny naped walu roboczego 76 na dowolnych obrotach w zakresie od 0 do okolo 2500 obr./min., co ma miejsce przy ma¬ newrowaniu regulatorem petlicowym 3, celem dokladnego ustawienia konca tasmy pod zszy¬ warka lub na prace synchroniczna obu sil¬ ników 15 i 16 na regulowanych obrotach w za^ kresie od 0 do okolo 2500 obr./min., co ma miejsce przy utworzeniu zapasowej petli przed piecem. Tasma wtedy musi przebiegac przez prostownice 2 i regulator petlicowy 3 ze znacz¬ nie wieksza szybkoscia, niz wynosi szybkosc tasmy w piecu, Ponadto uzyskuje sie, prace synchroniczna silników 15 i 16 z silnikami 12, 13 i 14 na regulowanych obrotach w zakresie od 100 do 1000 obr./min.Mianowicie po utworzeniu petli zapasowej szybkosc tasmy w prostownicy 2 i regulatorze petlicowym 3 musi byc przyrównana do szyb¬ kosci tasmy w piecu wzgl. wymagany jest teraz synchroniczny bieg walów roboczych 74, 75, 76 i 77. W tym celu przyrównuje sie wzgl. obniza sie szybkosc silników 15 i 16 za po¬ moca opornicy 25 do szybkosci silników 13 i 14 i dokonawszy synchronizacji faz napiecia wir¬ ników silników 15 i 16 z napieciem wirników silników 13 i 14 za pomoca aparatury synchro¬ nizacyjnej 60, laczy sie wirniki równolegle pozostawiajac styczniki 37 i 38 zamkniete i równoczesnie zamykajac stycznik 36 i otwie¬ rajac stycznik 39. Odtad silniki 13, 14, 15 i 16 tworza jeden wal elektryczny napedzany glów¬ nym silnikiem 12. Inne wymagania napedowe stawiane sa dla transportu tasmy po opuszcze¬ niu ciagarki 6. Tasma teraz musi byc ponow¬ nie nawinieta na beben i to z pewnym okres¬ lonym dla kazdego gatunku tasmy naciagiem, przy czym szybkosc tasmy na obwodzie na- wijarki powinna byc nieco mniejsza od szyb¬ kosci tasmy w ipiecu, azeby nie dopuscic do tego, zeby tasma ciagnieta przez nawijarke 8 napedzala ciagarke 6. Scisle okreslona war¬ tosc naciagu, z którym tasma ma byc na¬ winieta moze byc wymagana przez technologie dalszej obróbki tasmy, mianowicie np. wtedy, kiedy przy ponownym odwijaniu nalezy beben z nawinieta tasma hamowac celem wywolania pewnego naciagu. Jezeli w takim przypadku tasma nie byla dosyc ciasno nawinieta, to przy odwijaniu jw. opisano, poszczególne zwoje tasmy moga sie o siebie ocierac podobnie jak zwoje sprezyny sipiralnej w zegarze przy na¬ krecaniu. Powyzsze wymagania technologiczne spelnione sa przy pomocy na wij arki 8 i urza¬ dzenia hamujacego 7 w sposób opisany ponizej.Beben nawijarki 8 poprzez odpowiednia prze¬ kladnie 9 z walem roboczym 72 napedzany jest silnikiem pradu stalego o wzbudzeniu glównie szeregowym i nieco bocznikowym, — 3 —ewentualnie nie wykorzystanym, którego cha¬ rakterystyka tj. moment jako funkcja obrotów M = f (n) jest praktycznie identyczna z wy¬ magana przez na wij arke. Staly naciag tasmy uzyskuje sie za pomoca urzadzenia hamujace¬ go 7 o podobnej budowie i dzialaniu jak regu¬ lator zwisu 4 tj. tasma przechodzac przez be¬ bny transportowe napedza je. Te ostatnie zas poprzez przekladnie 9 i wal roboczy 73 na¬ pedzaja generator pradu stalego o wzbudze¬ niu obcym 11. Naciag tasmy reguluje sie przez obciazenie generatora. Regulacja obcia¬ zenia generatora 11 nastepuje za pomoca opor¬ nicy 21 zmieniajac prad wzbudzenia obcego lub przez zmiane oporu na opornicy 22 stano¬ wiacej odbiornik obciazajacy generator. Ko¬ rzystne jest stosowanie generatora .Tl o zakre¬ sie regulacji napiecia tak duzym, by móc przy najnizszych przewidzianych obrotach genera¬ tora 11 jeszcze otrzymac napiecie sieci pradu stalego, z której silnik 10 na wij arki jest za¬ silany. Moznosc uzyskania napiecia sieciowego przy kazdorazowych obrotach pozwala na od¬ zyskanie energii straconej na hamowanie.Uklad przedstawiony na rysunku przewiduje jedna i druga mozliwosc, a ponadto prace generatora jako silnik, co dorywczo moze sie okazac potrzebne przy wprowadzeniu lub zakladaniu nowej tasmy przez urzadzenie ha¬ mujace itp. manewrów. Regulacja szybkosci moze byc dokonana odrecznie na podstawie obserwacji petli miedzy urzadzeniem hamuja¬ cym 7 i ciagarka 6 lub tez automatycznie ste¬ rowana za pomoca czujników w zaleznosci od wielkosci tej petli.Kontrole naciagu mozna przeprowadzic przez odpowiednie pomiary elektryczne. W przyto¬ czonym schemacie zródlem pradu stalego sa prostowniki suche 26 i 27 zasilane poprzez autotransformatory 28 i 29 z sieci trójfazowej, przy czym prostownik, o regulowanym napieciu za pomoca autotransformatora 29 zasila tylko twornik i uzwojenie wzbudzenia szeregowego silnika 12. Prostownik 26 zasila silnik 10 re¬ gulowany za pomoca opornika 20 oraz uzwoje¬ nie wzbudzenia obcego generatora 11 wzglednie cala maszyne w przypadku pracy jako silnik oraz sprzeglo indukcyjne z regulacja pradu wzbudzeniowego za pomoca opornika 65, uzwo¬ jenie wzbudzenia obcego silnika 12 z regulacja pradu wzbudzeniowego za pomoca opornika 23 i silnik drugiej na wij arki oznaczony na schema¬ cie tylko jako obwód 67. Pozostale urzadzenia pomocnicze jak chlodzarka, zszywarka tasm, wentylator do dodatkowego chlo lzenia sil¬ ników i szczotkarka posiadaja jako napedy silniki asynchroniczne i oznaczone sa na sche¬ macie tylko jako obwody 68, 69, 70 i 71 za¬ silane z sieci trójfazowej pradu zmiennego.Przeznaczenie pozostalego sprzetu, takiego jak amperomierze 52, 53, 54, 55, 56,64, woltomierze 57, 58, 59, 61, styczniki 30, 31, 32, 33, 34, 35 36, 37, 38, 39, 66, lacznik glówny 50 i bezpieczniki 51 jako ogólnie znanego, nie wymaga dalszych wyjasnien.Caly uklad jest sterowany zdalnie z jednego lub kilku stanowisk, na których umieszczone sa odpowiednie sterowniki do sterowania stycz¬ ników, lampki sygnalizacyjne, instrumenty po¬ miarowe itp. System sterowniczy i styczniko- wy jest tak ulozony, ze manewrowanie calym ukladem napedowym ogranicza sie do obser¬ wacji instrumentów i najprostszych manipu¬ lacji. Jest on tak miedzy soba zablokowany, ze nie dopuszcza do laczen nieprawidlowych oraz wyposazony w odpowiednia ochrone nad- miarowo-zanikowa, W innych odmianach mysli przewodniej wynalazku przewiduje s?e tez inne rodzaje przekladni róznicowych, wzgl. prze¬ kladnie nawrotne mogace miec zastosowanie w wyzej opisanej wyzarzarce-trawiarce przy zmianie parametrów technologicznych jak np. rozszerzanie zakresu regulacji obrotów. PL