SU908448A1 - Способ уменьшени неравномерности хода шпинделей прокатного стана и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к обжимным реверсивным станам горячей прокатки с индивидуальным электроприводом валков .

Известно устройство, в котором шпиндели линии привода прокатной клети имеют специальную конструкцию, развернуты (рассогласованы) относительно друг друга на 90 мех.град. Это обеспечивает возможность уменьшения межцентрового расстояния между шпинделями [1] .

Недостатком этого устройства является то, что оно применимо только для нереверсивного стана, при групповом прив’оде валков и при наличии шестеренной клети (иначе, при малейшем рассогласовании шпинделей, нарушается условие их взаимоогибае- . мости, обусловленной спецификой их конструкции, вследствие чего произойдет их заклинивание или поломка).

Следовательно, конструкция шпинделей неприменима для индивидуального электропривода клети, когда для обеспечения лыжеобразования слитка при его захвате необходимо осуществить кратковременное рассогласование частот вращения и, следовательно положений шпинделей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ компенсации или уменьшения влияния неравномерности хода шпинделей на работу электрооборудования.

Известно также устройство для управления электроприводом прокатного стана, содержащее систему автоматического регулирования электро привода клети, к одному из входов которой подключен выход датчика скорости, а к другому через фазорегулятор подключен выход датчика синусоидальных колебаний, причем один вход датчика синусоидальных колебаний соединен через датчик мо мента прокатки с источником переменного тока, а другой - с измерителем хода нажимных винтов.

Таким образом, данным устройством реализуется такой способ компенсации неравномерности хода,когда в систему регулирования в противофазе с колебаниями частоты вращения, обусловленной неравномерностью хода шпинделя, вводится синусоидальный сигнал, в результате чего колебания тока якоря электродвигателя уменьшаются [2].

Недостатком такого способа и реализующего его устройства является то, что в нем компенсируются колебания электрических параметров системы, но собственно неравномерность хода шпинделей не устраняется, в результате чего зачастую снижается их долговечность, а иногда и исключается возможность практической реализации заданных частот вращения и нагрузок.

Цель изобретения - повышение надежности и уменьшение колебаний тока, и скорость электродвигателей.

Поставленная цель достигается тем, что шпиндели обоих валков при холостом ходе рассогласовывают между собой на 90 град, частоту вращения нижнего двигателя увеличивают перед захватом для лыжеобразования слитка, изменяя указанное рассогласование положений обоих шпинделей, а после захвата слитка снова поддерживают рассогласование шпинделей равным 90 мех.град.

В устройстве для осуществления способа контакт датчика захвата через параллельную цепочку, каждая ветвь которой состоит из последовательно соединенных контактов фотореле и аппарата соответствующего направления прокатки, соединен с катушками реле, переключающие контакты которых подключены к статорным обмоткам сельсинов датчика и приемника и к дифференциальному сельсину.

На фиг. 1 представлено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 - кривые неравномерности хода шпинделей;на фиг. 3 “ кинематическая схема привода вертикальных валков.

Слиток 1 прокатывается в валках

2. Перед клетью расположено фотореле

3, а за клетью - фотореле 4.

908448 4

Шпиндели 5 и 6 верхнего и нижнего валков сочленены соответственно с электродвигателем 7 верхнего валка (непосредственно) и через промежуточный вал 8 - с электродвигателем 9 нижнего валка.

С электродвигателями 7 и 9 сочленены тахогенераторы 10, а также соответственно сельсин-датчик 11 и сельсин-приемник 12, работающий в трансформаторном режиме.

В рассечку между трехфазными статорными обмотками сельсинов 11 и 12 включен дифференциальный сельсин 13, а к выходу сельсина 12 подключен фазочувствительный выпрямитель 14.

Выход фазочувствительного выпрямителя 14 подключен ко входу регулятора 15 положения электродвигателя 9 нижнего валка,выход которого подключен ко входу регулятора 16 его частоты вращения.

Обратная связь по частоте вращения осуществляется с помощью датчика 17. Выход регулятора 16 частоты вращения подан на вход регулятора 18 тока. Обратная связь по току осуществляется с помощью датчика 19 тока.

Выход регулятора 18 тока подан на вход регулятора 20 напряжения. Обратная связь по напряжению осуществляется с помощью датчика 21 напряжения. Выход регулятора 20 напряжения подключен ко входу регулируемого источника 22 питания.

Элементы 15~22 образуют подчиненную систему регулирования положения электродвигателя 9 нижнего валка.

Система регулирования частоты вращения электродвигателя 7 верхнего валка также построена по подчиненному принципу и на фиг.1 не показана .

Далее, размыкающий контакт 23 датчика захвата (не показан) через параллельную цепочку, каждая ветвь которой состоит из последовательно включенных замыкающих контактов фотореле 3 (или 4) и контактов 24 (или 25) аппаратов, определяющих направление прокатки, соединен с реле 26 (или 27). Замыкающие контакты реле 26 (или 27) подключают дифференциальный сельсин 13 в рассечку трехфазных статорных обмоток сельсинов 11 и 12, а размыкающие контакты реле 26 (или 27) соединяют между собой статорные обмотки сельсиной 11 и 12, минуя дифференциальный сельсин 13.

Рассмотрим далее фиг.2, на которой сплошной синусоидой представлена кривая неравномерности хода шпинделя нижнего валка, когда за начало отсчета, т.е. для момента времени, равного нулю, принято положение этого шпинделя, показанное на фиг.1.

Пунктирной синусоидой представлена кривая неравномерности хода шпинделя верхнего валка, когда для указанного момента времени, равного нулю, принято положение этого шпинделя, также показанное на фиг.1,т.е. рассогласованное относительно шпинделя нижнего валка на 90 мех.град.

Как видно из фиг.2, именно при указанном взаимном рассогласовании шпинделей в 90 мех.град, и равенство углов наклона шпинделей -= , фиг.1) кривые неравномерности хода обоих шпинделей находятся в противофазе, вследствие чего суммарная неравномерность хода системы нижний валок - слиток - верхний валок оказывается скомпенсированной.

Указанная на фиг.2 полная компенсация неравномерности хода при взаимном рассогласовании шпинделей в 90 мех.град, и связи валков через прокатываемый металл имеет место для индивидуального электропривода вертикальных валков, когда моменты инерции линии приводов левого и правого езлков и углы наклона их шпинделей всегда при работе равны (фиг.З)·

Для индивидуального электропривода горизонтальных валков равенство углов наклона шпинделей может иметь место только в одной точке, поскольку при перестановке верхнего валка угол наклона верхнего шпинделя меняется. Кроме того, из-за наличия промежуточного вала, например в электроприводе нижнего валка, момент инерции линии нижнего валка несколько выше такового верхнего валка (примерно на 10%).

Поэтому'для электропривода горизонтальных валков в общем случае будет иметь место не совсем полная компенсация неравномерности хода. Кроме того, в электроприводе горизонтальных валков с целью исключения ударов выходящей из клети заготовки о ролики рольганга необходимо обеспечить так называемое лыжеобразование слитка, т.е. изгиб вверх выходящего из клети переднего конца слит5 ка, что достигается установкой более высокой частоты вращения нижнего двигателя перед захватом слитка.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии слитка 1 в валках 2 (работа вхолостую) и нахождения его вне зоны фотореле 3 реле 26 и 27 обесточены, и их размыкающие контакты соединяют трехфазные статорные обмотки сельсинов 11 и 12.

Установленное взаимное рассогласование шпинделей 5 и 6 верхнего 7 и нижнего 9 электродвигателей, равное 90 мех.град., поддерживается с помощью регулятора 15 положения. При этом верхний электродвигатель 7, с валом которого сочленен сельсиндатчик 11, является ведущим, а нижний электродвигатель 9» с валом которого сочленен сельсин 12, является ведомым.

При движении слитка к клети в' направлении вперед засвечивается фотореле 3 и вследствие того, что при таком направлении прокатки контакт 24 замкнут, реле 26 сработает (включится), в результате чего в рассечку между трехфазными статорными обмотками сельсинов 11 и 12 окажутся включенным дифференциальный сельсин 13.

Ротор дифференциального сельсина 13 установлен таким образом, что нижний электродвигатель 2 будет стремиться занять новое положение, для достижения которого ему необходимо будет ускориться относительно верхнего электродвигателя.

В процессе указанного ускорения нижнего электродвигателя 9 его частота вращения станет выше частоты вращения верхнего электродвигателя 7, что необходимо для осуществления лыжеобразования слитка 1.

Расстояние между фотореле 3 (или 4) и осью валков 2 выбирается таким, чтобы в момент начала захвата слитков 1 валками 2 частота вращения нижнего электродвигателя 9 превышала необходимую для лыжеобразования слитка частоту вращения верхнего электродвигателя 7, но заданное положением ротора дифференциального сельсина 13 взаимное

Ί рассогласование положений шпинделей 5 и 6, отличное от 90 град., не было еще отработано.

При захвате слитка валками в процессе лыжеобразования частота5 вращения нижнего электродвигателя уменьшится, как обычно, до частоты вращения верхнего электродвигателя 7.

Одновременно в этим при захвате слитка сработает датчик захватаЮ (не показан), и его размыкающий контакт обесточит катушку реле 26,.

В результате трехфазные статорные обмотки сельсинов 11 и 12 будут снова соединены между собой, минуя15 дифференциальный сельсин 13, и система регулирования положения нижнего электродвигателя обеспечит установку относительного рассогласования шпинделей 5 и 6, снова равную 20 мех.град., как при холостом ходе электродвигателя.

! При прокатке в направлении вперед и выходе заготовки из клети контакт 23 датчика захвата замыкается, од- 25 нако реле 26 остается разомкнутым благодаря тому, что фотореле 3 теряет засветку от заднего конца слитка еще до выхода из клети, что необходимо для сохранения заданного вза- зо имного рассогласования шпинделей 5 и 6 равным 90 мех.град, и при прокатке.

При реверсе устройство работает таким же образом, с той лишь раз- ₃₅ ницей, что включение реле 27 осуществляется посредством контактор фотореле 4 и аппарата 25, определяющего направление прокатки назад. Реле 26 при этом не работает. ₄₀

Таким образом, при работе шпинделей как вхолостую, так и при прокатке, они будут взаимно рассогласованы на 90 мех.град., что обеспечит при прокатке уменьшение неравномер- ₄₅ ности хода шпинделя и повышение надежности установки.

При работе вхолостую, т.е. когда оба шпинделя через валки прокатываемым слитком не связаны, взаим- _S(J ное рассогласование шпинделей в 90 ^ех.град. необходимо для того, чтобы обеспечить более четкое поддержание рассогласования шпинделей в 90 мех,град, при прокатке после _5J захвата слитка и его лыжеобразования. В этом случае необходимо незначительное отклонение взаимного ких градусов) для возврата в установленное при холостом ходе их рассогласование в 90 мех.град.

Если же рассогласование положений шпинделей при холостом ходе перед захватом слитка окажется случайным, например равным нулю,(или 180 град), то после захвата слитка и связи валков через прокатываемый металл установить рассогласование шпинделей в 90 мех.град, оказывается затруднительным.

Claims (2)

1. 3 колебаний соединен через датчик момента прокатки с источником переменного тока, а другой - с измерителем хода нажимных винтов. Таким образом, данным устройством реализуетс  такой способ компенсации неравномерности хода,когда в систему регулировани  в противофазе с колебани ми частоты вращени  ::1бусловленной неравномерностью хода шпиндел , вводитс  синусоидальный сигнал, в результате чего колебани  тока  кор  электродвигател  уменьшаютс  2. Недостатком такого способа и pea лизующего его устройства  вл етс  то, что в нем компенсируютс  колеба ни  электрических параметров систем но собственно неравномерность хода шпинделей не устран етс , в результате чего зачастую снижаетс  их дол говечность, а иногда и исключаетс  возможность практической реализации заданных частот вращени  и нагрузок Цель изобретени  - повышение надежности и уменьшение колебаний тока, и скорость электродвигателей. Поставленна  цель достигаетс  те что шпиндели обоих валков при холос том ходе рассогласовывают между собой на SO град, частоту вращени  ни него двигател  увеличивают перед захватом дл  лыжеобразовани  слитка измен   указанное рассогласование п ложений обоих шпинделей, а после захвата слитка снова поддерживают рассогласование шпинделей равным 90 мех.град. В устройстве дл  осуществлени  способа контакт датчика захвата через параллельную цепочку, кажда  зетвь которой состоит из последовательно соединенных контактов фоторе ле и аппарата соответствующего направлени  прокатки, соединен с катушками реле, переключающие контакт которых подключены к статорным обмоткам сельсинов датчика и приемника и к дифференциальному сельсину. На фиг. 1 представлено устройств реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 - кривые неравномерности ход шпинделей;на фиг. 3 - кинематическа схема привода вертикальных валков. Слиток 1 прокатываетс  в валках 2.Перед клетью расположено фоторел 3,а за клетью - фотореле . 8 Шпиндели 5 и 6 верхнего и нижнего валков сочленены соответственно с электродвигателем 7 верхнего валка (непосредственно) и через промежуточный вал 8 - с электродвигателем 9 нижнего валка. С электродвигател ми 7 и 9 сочленены тахогенераторы 10, а также соответственно сельсин-датчик 11 и сельсин-приемник 12, работающий в трансформаторном режиме. В рассечку между трехфазными статорными обмотками сельсинов 11 и 12 включен дифференциальный сельсин 13, а к выходу сельсина 12 подключен фазочувствительный выпр митель 14. Выход фазочувствительного выпр мител  подключен ко входу регул тора 15 положени  электродвигател  9 нижнего валка,выход которого подключен ко входу регул тора 16 его частоты вращени . Обратна  св зь по частоте вращени  осуществл етс  с помощью датчика 17. Выход регул тора 16 частоты вращени  подан на вход регул тора 18 тока. Обратна  св зь по току осуществл етс  с помощью датчика 1 9 f ока. Выход регул тора 18 тока подан на вход регул тора 20 напр жени . Обратна  св зь по напр жению осуществл етс  с помощью датчика 21 напр жени . Выход регул тора 20 напр жени  подключен ко входу регулируемого источника 22 питани . Элементы 15-22 образуют подчиненную систему регулировани  положени  электродвигател  9 нижнего валка. Система регулировани  частоты вращени  электродвигател  7 верхнего валка также построена по подчиненному принципу и на фиг.1 не показана . Далее, размыкающий контакт 23 датчика захвата (не показан) через параллельную цепочку, кажда  ветвь которой состоит из последовательно включенных замыкающих контактов фотореле 3 (или 4) и контактов 2 (или 25) аппаратов, определ ющих направление прокатки, соединен с реле 26 (или 27). Замыкающие контакты реле 26 (или 27) подключают дифференциальнь|й сельсин 13 в рассечку трехфазных статорных обмоток сельсинов 11 и 12, а размыкающие 5 контакты реле 2б (или 27) соедин ют между собой статорные обмотки сельсиной 11 и 12, мину  дифференциальный сельсин 13. Рассмотрим далее фиг.2, на которой сплошной синусоидой представлена крива  неравномерности хода шпиндел  нижнего валка, когда за начало отсчета, т.е. дл  момента времени, равного нулю, прин то положение этого шпиндел , показанное на фиг.1. Пунктирной синусоидой представле на крива  неравномерности хода шпин дел  верхнего валка, когда дл  указанного момента времени, равного ну лю, прин то положение этого шпиндел , также показанное на фиг.1,т.е. рассогласованное относительно шпиндел  н-/;жнего валка на 90 мех. град. Как видно из фиг.2, именно при указанном взаимном рассогласовании шпинделей в 90 мех.град, и равенство углов наклона шпинделей (у. В f Фиг.1) кривые неравномерности хода обоих шпинделей наход тс  в противофазе, вследствие чего суммарна  неравномерность хода системы нижний валок - слиток - верхний валок оказываетс  скомпенсированной. Указанна  на фиг.2 полна  компенсаци  неравномерности хода при взаимном рассогласовании шпинделей в 90 мех.град, и св зи валков через прокатываемый металл имеет место дл индивидуального электропривода вертикальных валков, когда моменты ине ции линии приводов левого и правого валков и углы наклона их шпинделей всегда при работе равны (фиг.З)Дл  индивидуального электроприво да горизонтальных валков равенство углов наклона шпинделей может иметь место только в одной точке, посколь ку при перестановке верхнего валка угол наклона верхнего шпиндел  мен етс . Кроме того, из-за наличи  промежуточного вала, например в электроприводе нижнего валка, момен инерции линии нижнего валка несколь ко выше такового верхнего валка (примерно на 10). Поэтомудл  электропривода горизонтальных валков в общем случае будет иметь место не совсем полна  компенсаци  неравномерности хода. Кроме того, в электроприводе горизонтальных валков с целью исключени ударов выход щей из клети заготовки 8 О ролики рольганга необходимо обеспечить так называемое лыжеобразование слитка, т.е. изгиб вверх выход щего из клети переднего конца слитка , что достигаетс  установкой более высокой частоты вращени  нижнего двигател  перед захватом слитка. Устройство работает следующим образом. При отсутствии слитка 1 в валках 2 (работа вхолостую) и нахождени  его вне зоны фотореле 3 реле 26 и 27 обесточены, и их размыкающие контакты соедин ют трехфазные статорные обмотки сельсинов 11 и 12. Установленное взаимное рассогласование шпинделей 5 и 6 верхнего 7 и нижнего S электродвигателей, равное 90 мех.град., поддерживаетс  с помощью регул тора 15 положени . При этом верхний электродвигатель 7, с валом которого сочленен сельсиндатчик 11,  вл етс  ведущим, а нижний электродвигатель 9 с валом которого сочленен сельсин 12,  вл етс  ведомым. При движении слитка к клети в направлении вперед засвечиваетс  фотореле 3 и вследствие того, что при таком направлении прокатки контакт 2 замкнут, реле 2б сработает (включитс ), в результате чего в рассечку между трехфазными сГаторными обмотками сельсинов 11 и 12 окажутс  включенным дифференциальный сельсин 13Ротор дифференциального сельсина 13 установлен таким образом, что нижний электродвигатель 2 будет стремитьс  зан ть новое положение , дл  достижени  которого ему необходимо будет ускоритьс  относительно верхнего электродвигател . В процессе указанного ускорени  нижнего электродвигател  9 его частота вращени  станет выше частоты вращени  верхнего электродвигател  7, что необходимо дл  осуществлени  лыжеобразовани  слитка 1. Рассто ние между фотореле 3 (или ) и осью валков 2 выбираетс  таким, чтобы в момент начала захвата слитков 1 валками 2 частота вращени  нижнего электродвигател  9 превышала необходимую дл  лыжеобразовани  слитка частоту вращени  верхнего электродвигател  7, но заданное положением ротора ди ференциального сельсина 13 взаимное рассогласование положении шпинделей 5 и 6, отличное от 90 град., не было еще отработано. При захвате слитка валками в процессе лыжеобразовэни  частота вращени  нижнего электродвигател  уменьшитс , как обычно, до частоты вращени  верхнего электродвигател  Одновременно в этим при захвате слитка сработает датчик захвата (не показан), и его размыкающий контакт обесточит катушку реле 26, В результате трехфазные статорны обмотки сельсинов 11 и 12 будут сно ва соединены между собой, мину  дифференциальный сельсин 13, и система регулировани  положени  нижнег электродвигател  обеспечит установку относительного рассогласовани  шпинделей 5 и 6, снова равную 90 мех.град., как при холостом ходе электродвигател . , ;При прокатке в направлении впере и выходе заготовки из клети контак 23 датчика захвата замыкаетс , однако реле 26 остаетс  разомкнутым благодар  тому, что фотореле 3 тер ет засветку от заднего конца сли ка еще до выхода из клети, что необ ходимо дл  сохранени  заданного вза имного рассогласовани  шпинделей 5 и 6 равным 90 мех.град, и при прокатке. При реверсе устройство работает таким же образом, с той лишь разницей , что включение реле 27 осуществл етс  посредством контактор фотореле 4 и аппарата 25, определ ющего направление прокатки назад Реле 26 при этом не работает. Таким образом, при работе шпинделей как вхолостую, так и при про ке, они будут взаимно рассогласова ны на 90 мех.град., что обеспечит при прокатке уменьшение неравномерности хода шпиндел  и повышение надежности установки. При работе вхолостую, т.е. когда оба шпиндел  через валки прокатываемым слитком не св заны, взаимное рассогласование шпинделей в 90 /-{ех.град. необходимо дл  того, чтобы обеспечить более четкое подде жание рассогласовани  шпинделей в 90 мех,град, при прокатке после захвата слитка и его лыжеобразовани . В этом случае необходимо незначительное отклонение взаимного положени  шпинделей (пор дка нескол 8 ких градусов) дл  возврата в установленное при холостом ходе их рассогласование в 90 мех.град. Если же рассогласование положений шпинделей при холостом ходе перед захватом слитка окажетс  случайным, например, равным нулю, (или 180 град), то после захвата слитка и св зи валков через прокатываемый металл установить рассогласование шпинделей в 90 мех.град, оказываетс  затруднительным . Формула изобретени  1.Способ уменьшени  неравномерности хода шпинделей прокатного стана , преимущественно обжимных реверсивных станов гор чей прокатки с индивидуальным приводом валков от электродвигателей посто нного тока, и при которой устанавливают разность частот вращени  нижнего и верхнего валков дл  лыжеобразовани  слитка, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и уменьшени  колебаний тока и скорости электродвигателей, шпиндели обоих валков при холостом ходе рассогласовывают между собой на 90 град., частоту вращени  нижнего двигател  увеличивают перед захватом дл  лыжеобразовани  слитка, измен   указанное рассогласование положений обоих шпинделей, а после захвата слитка снова поддерживают рассогласование шпинделей равным 30 мех.град. 2.Устройство дл  осуществлени  способа по П.1, содержащее систему подчиненного регулировани  положени  электродвигател  нижнего валка, сельсин-датчик верхнего валка, дифференциальный сельсин и сельсинприемник , сочлененный с электродвигателем нижнего валка, а также два расположенных по обе стороны клети фотореле, датчик захвата, контакты аппаратов, определ ющих направление прокатки и реле, отличающее с   тем, что контакт датчика захвата через параллельную цепочку, кажда  ветвь крторой состоит из последовательно соединенных контактов фотореле и аппарата соответствующего направлени  прокатки, соединен с катушками реле, переключающие контакты которых подключены к с таторным обмоткам ника и к прин тые 9SOB i iS10 сельсинов датчика и прием- . 1 . Авторское свидетельство СССР дифференциальному сельсину. If 176856, кл. В 21 В SS/l, 19б5. Источники информации,
2. 2. Авторское свидетельство СССР во внимание при экспертизе If A02129i кл. Н 02 Р 5/00, 1976.

   ft

   Put2