SU921648A1 - Способ уменьшени взаимных пробуксовок рабочих и опорных валков прокатного стана - Google Patents

Description

Изобретение относится к прокатке металлов, преимущественно на реверсивных четырехвалковых рабочих клетях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ уменьшения взаимной пробуксовки рабочего и опорного валков путем регулирования скорости вращения рабочих валков пропорционально ускорению приводных рабочих валков при переходных режимах прокатки [1].

Недостатком этого способа является значительное запаздывание воздействия прокатного двигателя на скорости рабочих валков вследствие существенных маховых масс приводной линии. При выбросе раската из валков последнее усугубляется потребностью торможения этих масс. Кроме того, этот способ предусматривает регулирование одновременно обеих пар валков и не может быть применим в клетях, имеющих групповой прокатный привод, так как пробуксовка в силу ряда при чин (условий трения, различных уело* вий уравновешивания нижнего и верхнего опорных валков и др) не обязательно одновременна между нижней и верхней парой валков клети.

Цель изобретения - повышение производительности прокатного стана при увеличении срока службы валков за счет выравнивания окружающих скоростей бочек рабочих и опорных валков в формированных переходных режимах работы стана.

Поставленная цель достигается тем, что по способу уменьшения взаимных пробуксовок рабочих и опорных валков прокатного стана путем регулирования скорости вращения рабочих валков, пропорционально ускорению приводных рабочих валков при переходных режимах прокатки, дополнительно к .опорным валкам раздельно прикладывают регулируемый момент посредством регулирова ния скорости вращения опорных валков пропорционально измеренной разности окружных скоростей бочек смежных рабочих и опорных валков, а регулирование скорости вращения опорных валков 5 производят непосредственно перед выходом заднего конца раската из рабочих валков.

На фиг. 1 представлен пример реализации способа для четырехвалковой системы; на фиг. 2 - осциллограмма изменения скорости, напряжения и то ка главного двигателя рабочих валков .

Способ осуществляется следующим образом.

При прокатке в переходных режимах работы стана с ускорением или замедлением происходит проскальзывание опорного валка 1 относительно рабочего 2. Так, при торможении полосы 3 из-за падения скорости вращения рабочего валка относительно вращающегося по инерции опорного валка образуется лыска на бочке рабочего валка. После восстановления скорости может происходить буксование рабочего валка относительно опорного, и лыска образуется уже на- опорном валке. В переходных режимах происходит изменение момента Мр на рабочем валке, который регулируют путем регулирования скорости вращения в линии привода рабочих валков от сигнала, пропорционального ускорению рабочих валков. При этом, чем выше быстродей· ³⁵ ствие системы регулирования скорости, тем меньше путь взаимной пробуксовки валков, т.е. меньше величина лысок на валках. Для повышения быстродействия выравнивания окружных скоростей валков в форсированных переходных режимах работы стана к опорным валкам 1 раздельно прикладывают момент М , пропорциональный сигналу разности окружных скоростей бочек опорного 1 и рабочего 2 валков.

Преимуществом предлагаемого способа, по отношению к аналогам, является большее быстродействие вследствие осуществления корректировки разности ⁵⁰ скоростей рабочего и опорного валков посредством воздействия на скорость опорного валка, имеющего несоизмеримо меньшую маховую массу, чем привод рабочих валков. Кроме того, преиму- ⁵⁵ ществом является возможность раздельного регулирования скорости вращения каждой контактирующей пары валков и возможность упреждающего воздействия на скорость опорных валков перед возникновением пробуксовки. Это воздействие путем приложения момента Моя к опорным валкам является положительным в период ускорения рабочего валка относительно опорного и отрицательным в период замедления рабочего валка. По величине этот дополнитель10 ный момент равен сумме динамического момента .и момента Му от сил трения Р_т , между рабочими и опорными вал ками при пробуксовке. Таким образом, пробуксовки можно исключить при боль15 ших величинах ускорений и замедлений валков, что существенно повышает производительность за счет сокращения машинного времени прокатки. На реверсивных станах с большим числом прохо20 дев это обеспечивает также заданный температурный интервал конца прокатки.

Дополнительный момент Мд-^ , прикладываемый к опорным валкам, действует при отсутствии нагрузки на холостом ходу, в процессе прокатки при ускорениях и замедлениях валков. В случае равномерного вращения валков с нулевой разницей скоростей вращения опорных и рабочих валков этот момент отсутствует, а при возникновении этой разности момент М_Опследует прикладывать до исключения пробуксовки. В частности, опережающее воздействие момента Наследует осуществлять перед выбросом раската из рабочих валков, так как пробуксовка возникает также в период выброса раската из рабочих валков. При выбросе происходит резкий прирост скорости рабочих валков по отношению к рабочей, скорости под нагрузкой. В то же время уменьшается коэффициент трения в контакте рабочего и опорного валков из-за динамических упругих колебаний рабочей клети и валков при разгрузке, усиливаемых колебаниями рабочей жидкости в гидроцилиндрах уравновешивания или противоизгиба рабочих и опорных валков.

Положительное воздействие на опорный валок крутящим моментом, равным по величине сумме его динамического момента и момента от сил трения компенсирует противодействие этих моментов, уменьшенной в период выброса, силе сцепления валков и снижает этим возможность пробуксовки, и следовательно повышает срок службы валков.

Так как по абсолютной величине это воздействие несоизмеримо мало по отношению к моменту от силы трения между валками в период прокатки, то· производить его можно опережая период выброса.

Использование предлагаемого изобретения наибольший эффект дает в станах горячей прокатки алюминиевых сплавов, где вследствие охлаждения 10 рабочих валков эмульсией, включающей органические, жировые составляющие, и заалюминивания рабочих валков,имеют место низкие значения коэффициента трения в месте контакта опорного 15 и рабочего валков. На фиг. 2 приведена осциллограмма 15'го прохода схемы обжатий сляба 317x2000x1700 мм из сплава Д16 на полосу-сечением ?х 2000 мм за 25 пропусков. Среднее ус- 20 корение двигателя составляет 0,2. м/с²·, время пропуска - 7 с, длина раската Lp = 4,9 м, скорость раската на выходе из валков 1,5 м/с ( Д= 730 мм; = 1400 мм, Р = 25 = 22 т, G_qt] = 49 т) . Видно, что весь пропуск производится в режиме разгона двигателя. Увеличение ускорения до а_{ =0,3 м/с становится возможным при опережающем воздействии на опорный валок моментом по величине равным не менее прироста динамического момента опорного валка, т.е.

⁼ 575 ЗГ Ron ' = ^2,50 *^Γ·^м линдров 90-100 мм и давлением в системах до 100 атм, усилие прижатия ра· бочего валка к опорному составляет до 22 т.

При достаточно реальном коэффициенте трения Ji- = 0,05, сила сцепления валков Р_т составит 1050 кг. Противодействующая ей сила от динамичес· кого момента опорного валка при а = = 0,2 м/с¹ равна = θ’ ~ ^{4000 М}

Следовательно, при дальнейшем увеличении ускорения сила от динамического момента начнет превышать силу сцепления валков и произойдет пробук· о совка.

Для исключения этой пробуксовки следует приложить к шейкам опорного валка момент равный по величине динамическому и направленный в направлении вращения опорного валка при разгоне и в противоположном при торможении .

Экономический эффект от реализации данного способа на реверсивных станах горячей прокатки алюминиевых сплавов составит до 200 тыс. руб. в год.

Claims (2)

1. 39 ни  скорости вращени  опорных валков пропорционально измеренной разности окружных скоростей бочек смежных рабс чих и опорных валков, а регулирова ние скорости вращени  опорных валков производ т непосредственно перед выходом заднего конца раската из рабочих валков. На фиг. 1 представлен пример реализации способа дл  четырехвалковой системы; на фиг. 2 - осциллограмма изменени  скорости, напр жени  и то ка главного двигател  рабочих валков . Способ осуществл етс  следующим образом. При прокатке в переходных режимах работы стана с ускорением или замедлением происходит проскальзывание опорного валка 1 относительно рабочего 2. Так, при торможении полосы 3 из-за падени  скорости вращени  рабочего валка относительно вращающегос  по инерции опорного валка образуетс  лыска на бочке рабочего валка. После восстановлени  скорости может происходить буксование рабо чего валка относительно опорного, и лыска образуетс  уже на- опорном валке . В переходных режимах происходит изменение момента Мр на рабочем вал ке, который регулируют путем регулировани  скорости вращени  в линии привода рабочих валков от сигнала, пропорционального ускорению рабочих валков. При этом, чем выше быстродей ствие системы регулировани  скорости тем меньше путь взаимной пробуксовки валков, т.е. меньше величина лысок н валках. Дл  повышени  быстродействи  выравнивани  окружных скоростей валков в форсированных переходных режимах работы стана к опорным валкам 1 раздельно прикладывают момент М , пропорциональный сигналу разности окружных скоростей бочек опорного 1 и рабочего 2 валков. Преимуществом предлагаемого спосо ба, по отношению к аналогам,  вл етс большее быстродействие вследствие осуществлени  корректировки разности скоростей рабочего и опорного валков посредством воздействи  на скорость опорного валка, имеющего несоизмеримо меньшую маховую массу, чем привод рабочих валков. Кроме того, преимуществом  вл етс  возможность раздельного регулировани  скорости вращени  каждой контак ипующей пары вал 4 ков и возможность упреждающего воздействи  на скорость ОПОРНЫХ валков перед возникновением пробуксовки. Это воздействие путем приложени  момента MOD к опорным валкам  вл етс  положительным в Период ускорени  рабочего ралка относительно опорного и отрицательным в период замедлени  рабочего валка. По величине этот дополнительный момент равен сумме динамического момента .и момента My от сил трени  P-f , между рабочими и опорными валками при пробуксовке. Таким образом, пробуксовки можно исключить при больших величинах ускорений и замедлений валков, что существенно повышает производительность за счет сокращени  машинного времени прокатки. На реверсивных станах с большим числом проходев это обеспечивает также заданный температурный интервал конца прокатки . Дополнительный момент Mg-f, , прикладываемый к опорным валкам, действует при отсутствии нагрузки на холостом ходу, в процессе прокатки при ускорени х и замедлени х валков. 8 случае равномерного вращени  валков с нулевой разницей скоростей вращени  опорных и рабочих валков этот момент отсутствует , а при возникновении этой разности момент Мо77следует прикладывать до исключени  пробуксовки. В частности, опережающее воздействие момента ,yer осуществл ть перед выбросом раската из рабочих валков, так как пробуксовка возникает также в период выброса раската из рабочих валков. При выбросе происходит резкий прирост скорости рабочих валков по отношению к рабочей, скорости под нагрузкой . В то же врем  уменьшаетс  коэффициент трени  в контакте рабочего и опорного валков из-за динамических упругих колебаний рабочей клети и валков при разгрузке, усиливаемых колебани ми рабочей жидкости в гидроцилиндрах уравновешивани  или противоизгиба рабочих и опорных еалков. Положительное воздействие на опорный валок крут щим моментом, равным по величине сумме его динамического момента и момента от сил трени  компенсирует противодействие этих моментов , уменьшенной в период выброса, силе сцеплени  валков и снижает этим возможность пробуксовки, и следовательно повышает срок службы вплков. Так как по абсолютной величине это воздействие несоизмеримо мало по отношению к моменту от силы трени  между валками в период прокатки, топроизводить его можно опережа  период выброса. Использование предлагаемого изобретени  наибольший эффект дает в ста нах гор чей прокатки алюминиевых сплавов, где вследствие охлаждени  рабочих валков эмульсией, включающей органические, жировые составл ющие, и заалюминивани  рабочих валков,имеют место низкие значени  коэффициента трени  в месте контакта опорного и рабочего валков. На фиг. 2 приведе на осциллограмма прохода схемы обжатий сл ба 317x2000x1700 мм из сплава Д1б на полосу-сечением 7х 2000 мм за 25 пропусков. Среднее ускорение двигател  составл ет 0,2. м/с , врем  пропуска - 7 с, длин раската Lp ,9 м, скорость раската на выходе из валков 1,5 м/с ( Л 730 мм; Д,  HOD мм, Р - 22 т, GQIJ 9 т) . Видно, что весь пропуск производитс  в режиме разгон двигател . Увеличение ускорени  до а. 0,3 м/с становитс  возможным при опережающем воздействии на опорный валок моментом по величине равным не менее прироста динамического момента опорного валка, т.е. «1 . .M Врем  15-го пропуска уменьшаетс  до t 5,70 т.е. на 18%. Аналогичное имеет место во всех проходах.прокатываемых в режиме ускорени . Так как в общем цикле прокатки этот режим составл ет до 70% от общего машинного времени,, то ожидаемое увеличение производительности стана в данном случае составит 12,5%. Невозможность осуществлени  про .цесса прокатки с ускорени ми больше 0,2 м/с , без оснащени  их соответствующими системами, может быть показана следующим расчетом. При конструктивном исполнении сие тем уравновешивани  рабочих валков на всех станах 2800 гор чей прокатки алюминиевых сплавов, с диаметром ци9 86 линдров 90-100 мм и давлением в системах до 100 атм, усилие прижати  рабочего валка к опорному составл ет до 22 т. При достаточно реальном коэффициенте трени  М- 0,05, сила сцеплени  валков Р составит 1050 кг. Противодействующа  ей сила от динамического момента опорного валка при а 0,2 м/с равна о. т: lOOO М Р 7 Следовательно, при дальнейшем увеличении ускорени  сила от динамического момента начнет превышать силу сцеплени  валков и произойдет пробук совка. Дл  исключени  этой пробуксовки следует приложить к шейкам опорного валка момент равнь1Й по величине динамическому и направленный в направлении вращени  опорного валка при разгоне и в противоположном при торможении . Экономический эффект от реализации данного способа на реверсивных станах гор чей прокатки алюминиевых сплавов составит до 200 тыс. руб. в год. Формула изобретени  1.Способ уменьшени  взаимных пробуксовок рабочих и опорных валков прокатного стана путем регулировани  скорости вращени  рабочих валков пропорционально их ускорению при переходных режимах прокатки, о т л и чающийс  тем, что, с целью повышени  производительности прокатного стана при увеличении србка службы валков за счет выравнивани  окружных скоростей бочек рабочих и опорных валков в форсированных переходных режимах работы стана, к опорным валкам раздельно прикладывают регулируемый момент посредством регулировани  скорости вращени  опорных валков пропорционально измеренной разности окружающих скоростей бочек смежных рабочих и опорных валков.
2. 2.Способ по п. 1,отличающ и и с   тем, что регулирование

   792l6i(88

   скорости вращени  опорных валков про- Истомники информации, извод т непосредственно перед выхо- прин тые во внимание при экспертизе дом заднего конца раската из рабочих 1 . Авторское свидетельство СССР Волков.№ , кл. В 21 В 37/00, 1976.

   MffHrf