Файл: Филатов, А. С. Электропривод и автоматизация реверсивных станов холодной прокатки.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 342

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

•тате повышения качества изготовления механического оборудования.

Изменение скорости при прокатке тонкой и тончай­ шей лент следует отнести к числу весьма редких явле­ ний. Оно имеет место главным образом в период ускоре­ ния и замедления стана. Переходный режим в общей сложности длится 25—30 с из 15—30 мин цикла прокат­ ки. Изменение толщины составляет 1,5—2 мкм и проис­ ходит на сравнительно малом отрезке длины рулона.

Статистические данные, полученные на станах ЛСПЗ, показывают, что изменение механических свойств ленты вдоль рулона также не приводит к серьезным измене­ ниям продольной разнотолщш-шости. Эксперименталь­ ные исследования подтверждают, что исходная «наслед­ ственная» разнотолщинность и нарушение режима на­ тяжения являются основными источниками возмущения, обусловливающими изменение толщины полосы при прокатке.

Прежде чем наметить пути получения высококачест­ венной тонкой ленты, надо установить, в какой степени прокатный стан способствует получению такой ленты. Существует ли явление самовыравнивания разнотолщинности?

На этот вопрос можно получить ответ, если восполь­ зоваться следующим графо-аналитическим способом.

Процесс прокатки в рабочей клети листового стана "можно описать следующими уравнениями:

Л, =

S +

 

,

 

 

 

 

 

 

(226)

P = f{h0,h1,as,a0,o1),

 

 

 

 

 

 

(227)

где

ha

исходная толщина;

 

 

 

 

 

а0

К~

толщина полосы после обжатия;

до

и после

и ах

— удельные

натяжения

полосы

 

 

 

клети;

 

 

 

 

 

 

 

 

S — раствор валков до прокатки;

 

 

 

 

Р — давление

металла

на

валки

при

работе

 

 

 

стана;

 

 

 

 

 

 

 

 

0"s

— сопротивление

деформации

прокатываемой

 

 

 

полосы;

клети.

 

 

 

 

 

 

 

 

жесткость

 

 

 

 

 

Первое уравнение

при

S =

0 вырождается в

уравне­

ние упругой

деформации

клети. В этом

случае

толщина

206


полосы на выходе стана целиком определяется упруги­ ми свойствами механической системы.

Уравнение (227) называется уравнением пластиче­ ской деформации. Оно определяет зависимость давле­ ния металла на валки от перечисленных выше парамет­ ров. Толщина полосы на выходе из прокатного стана оп­ ределяется при совместном решении указанных уравне­ ний.

Изменение толщины полосы

ДАХ = AS +

— .

 

(228)

 

мк

 

 

Для определения величины АР, естественно, следует

воспользоваться уравнением (227). •

 

Функция

P=f(h0,

h\, as, сто, Oi)нелинейна,

поэтому

в целях упрощения

дальнейших выкладок

исходное

уравнение (227) будем решать в приращениях. Такой метод правомерен потому, что во время прокатки руло­

на

изменение параметров не первышает

10—15%. В си­

лу этого можно

записать

 

 

 

 

 

 

 

dP

= ~

8h0

+

8hL

+ 6os +

ба0 + —

6at.

(229)

 

dh0

0

 

dhx

1

das

s

da0

0

daL

1

K

'

 

Решая совместно уравнения (228) и (229)

с

учетом

знаков переменных, после преобразований получим

 

б/г1

= £]8Л0 - f k£Sx

+ k38ab +

&40

+ k58alt

 

 

 

(230)

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =

dP/dh0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 2 3 1 )

 

MK +

dP/dhL'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

k =

М*

 

• k =

d P / d ° s

• k =•

д Р / д а °

 

 

2

Мк +

дР/dhj.'

 

3

Мк +

дР/dl^'

4

 

MK +

dP/dhi'

 

.

dP/dOj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«5 — MK +

 

dP/dlh

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для случая относительных приращений указанные;

уравнения решаются следующим

образом.:

 

 

 

^

= kn ^

+

M

S +

hM

+ К г ^ +

 

k61

,

 

(232).-

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ill

 

 

 

«!

 

llL

 

 

 

 

 

ж


Полученные равенства позволяют определить зави­ симость выходной разнотолщинностн от входной. Оче­ видно, что в этом случае надо принять:

8S = 8as ---- 8а0 = 8аг = О,

тогда из уравнения

(232) следует

8lh

б/:„

(233)

 

 

 

Отношение

назовем коэффициентом выравни­

 

6А1/Л1

вания стана kR. Очевидно, что / е и = — .

Принимая во внимание, что величина обжатия е=

h0 — кг

можно записать

А,

(MK+JP/dh1

МК

(234)

/1,

a p / a / i 0

} \

dPjdh

 

Коэффициент

выравнивания показывает, как изме­

няется относительная разнотолщинность полосы после

обжатия

в клети.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналитический

метод

исследования

представляет

значительные трудности

из-за

серьезных

 

затруднений

 

 

 

 

 

 

 

при

определении

частных

 

 

 

 

 

 

 

производных. В силу

это­

 

 

 

 

 

 

 

го дальнейшее исследова­

 

 

 

 

 

 

 

ние

продолжим

графиче­

 

 

 

 

 

 

 

ским

методом

(рис. 106),

 

 

 

 

 

 

 

сущность

которого

за­

 

 

 

 

 

 

 

ключается в

следующем.

 

 

 

 

 

 

 

В координатах Р; h по­

 

 

 

 

 

 

 

строим

 

кривые

упругой

 

 

 

 

 

 

 

линии

клети

1 и пласти­

 

 

 

 

 

 

 

ческой

 

деформации

ме­

рис.

 

 

 

 

 

 

талла

2.

Точка

пересече­

106.

Определение

коэффициента

ния А

этих

кривых опре­

 

выравнивания

клети

 

 

 

 

 

 

 

 

деляет

толщину

полосы

 

 

 

 

 

 

 

иа выходе из стана.

 

 

При

увеличении

толщины

подката

иа

6Ло

меняется

размер прокатанной полосы. Толщина полосы иа выходе из стана в этом случае определяется точкой пересечения

208


В кривых 1 и 3. Разнотолщиппость возрастает па Ыц. Определим соотношение между б/го и 6/гь Ввиду малых отклонений толщины полосы от номинальной заменяем кривую пластической деформации полосы на участке ВС

прямой линией. В треугольниках

ABC

и ADB сторона

AD = bhu

а сторона

АС=а51г0,

где

а — коэффициент,

определяющий,

какую долю

от

б/?о

 

составляет

отре­

зок

АС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначим

 

 

 

 

 

 

 

t g <

BAD = Мк;

t g <

BCD =

М„.

 

 

 

 

на

Величины Мк

и М„, определяющие

крутизну

накло­

кривых

к оси

абсцисс, являются

жесткостью

клети

и жесткостью полосы. Жесткость

клети—усилие,

необ­

ходимое для упругой деформации клети иа 1 мм, а жест­

кость полосы — усилие, необходимое

для

пластической

деформации полосы на 1 мм.

 

 

 

Решая треугольники ADB,

BDC,

ABC,

получим

6 A 0 = 6 A 1 f l +

,

 

 

(235)

а коэффициент выравнивания

 

 

 

И'+ЯН^)-

 

 

(236)

Сравнивая уравнения (234)

и (236), видим, что жест­

кость полосы Мл

есть частная

производная

от давления

прокатки по выходной толщине

 

 

 

М; = ^ - ,

 

 

 

(237)

dhi

 

 

 

 

а а — отношение

частных производных от

давления по

входной и выходной толщине

 

 

 

а ^ Щ ч ,

 

 

 

(238)

dPjdhi

 

 

 

'

Полученные зависимости позволяют определить сте­ пень влияния жесткости клети и полосы, а также некото­ рых технологических параметров на процесс выравнива­

ния

продольной

разиотолщинности. Например, видно,

что

коэффициент

выравнивания

растет с

увеличением

жесткости рабочей клети. Интересен предельный

слу­

чай.

Если /Мк ->о° (абсолютно

жесткая

клеть),

то и

14—433

2Q9


в -уоо. В этом случае при любом изменении толщины подката б/г0 на выходе клети всегда будет 6/?i = 0.

Степень влияния жесткости клети на коэффициент выравнивания зависит от обжатия и жесткости полосы. Чем больше жесткость полосы, тем слабее влияние жесткости клети на kB.

Жесткость клети сильнее влияет на величину /гп в первых проходах, где полоса пластичнее, и сравни­ тельно мало в последних проходах.

Естественно предположить в таком случае, что наи­ более эффективно процесс выравнивания продольной разнотолщиниости проходит в первых двух проходах, когда соотношение между жесткостями клети и полосы наиболее благоприятное.

Общий коэффициент выравнивания стана в опре­ деляется как произведение отдельных коэффициентов, полученных в каждом проходе.

На основании экспериментальных исследований уста­ новлено, что при прокатке тонкой и тончайшей лент и полос могут быть следующие положения:

а) & в > 1 . На стане выравнивается полоса. Относи­ тельная разнотолщинность на выходе стана меньше ис­ ходной;

б) kB=l. Клеть прокатного стана не выравнивает полосу. Относительная разнотолщинность сохраняется после обжатия в клети;

в) &в<1- Исходная разнотолщинность меньше ко­ нечной. Клеть увеличивает относительную разнотол­ щинность.

Проведенный анализ и экспериментальные исследо­ вания показывают, что процесс самовыравниваиия про­ дольной разнотолщиниости при прокатке тонкой и тон­ чайшей лент проявляется слабо. Общий коэффициент выравнивания близок к единице, а в последних прохо­ дах при прокатке особо тонких лент наблюдается даже тенденция к повышению относительной разнотолщиниос­ ти. Поэтому необходимо оснастить станы указанных ти­ пов самыми совершенными системами электропривода и автоматического регулирования толщины полосы, спо­ собными обеспечить производство тонкой и тончайшей ленты с допусками ( ± 2 ) — ( ± 5 ) мкм в зависимости от сортамента. При ручном корректировании размера по­ ставленная задача практически не выполлима. Можно говорить о повышении точности прокатзд; за счет улуч:

210

Тления качества изготовления оборудования, создания наиболее рациональной технологии прокатки. Безуслов­ но эти мероприятия способствуют снижению продольной разнотолщииности, однако они не являются определяю­ щими в данном вопросе. Здесь требуется принципиаль­ но новое решение в области создания как самих нажим­ ных устройств, так и систем электропривода и управ­ ления.

Г л а в а X I

КОНСТРУКЦИЯ И ЭЛЕКТРОПРИВОД СУЩЕСТВУЮЩИХ НАЖИМНЫХ

УСТРОЙСТВ

1. КОНСТРУКЦИЯ И ЭЛЕКТРОПРИВОД НАЖИМНЫХ УСТРОЙСТВ ЧЕТЫРЕХВАЛКОВЫХ СТАНОВ

В настоящее время в металлургической промышлен­

ности применяются нажимные

устройства двух типов.

Нажимные устройства первого

типа установлены на

 

Ж

Ж

D C

Ж

^

 

Рис. 107. Кинематическая схема нажимных винтов;

/ — правый

нажимной впит; 2 — левый нажимной винт;

ЭМ — электромаг­

 

нитная муфта; 1ДВ, 2ДВ — двигатели

 

станах кварто, а второго — на многовалковых станах. 'На рис. 107 приведена кинематическая схема нажимно­ го устройства для четырехвалковых станов.

Установочный механизм нажимного устройства ра­ ботает в условиях прокатки, преодолевая полное давле-

14*

211