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
•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 + |
&46а0 |
+ 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 |
/гв -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 1гв 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 |