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

При ручном управлении, основное назначение элект­ ропривода сводится к перемещению механизма из одно­ го положения в другое с нужной точностью. При работе стана величина перемещения 5 может колебаться в пре­ делах от долей микрона до 60—80 мкм. Это зависит от типа стана и номера пропуска. Может иметь место слу­ чай, при котором перемещение достигает нескольких со­ тен микрон (при новом проходе) и 20—45 мм (при пере­ валке валков, когда необходимо пройти весь рабочий ход нажимного устройства). Некоторые из указанных перемещений необходимо осуществить с нужной точно­ стью и в возможно малое время (на максимально воз­ можной скорости). После выполнения этих операций система приходит в состояние покоя:

Важное значение в режиме ручного управления име­ ет «повторяемость». Под этим термином понимается

«повторяемости» затрудняет работу оператора и приво­ дит к повышению брака.

Режим работы электропривода нажимных устройств резко меняется при подключении его к системе автома­ тического регулирования толщины полосы. В этом слу­ чае привод непрерывно отрабатывает командный сиг­ нал, подверженный непрерывному изменению. Размер полосы поддерживается постоянным изменением рас­ твора валков. Величина перемещения нажимного уст­ ройства должна быть равна и противоположна дефор­ мации клети, возникающей вследствие непрерывно меняющейся нагрузки, создаваемой разнотолщинностью подката. Качество работы регулятора в данном случае в значительной степени определяется способностью при­ вода с нужной скоростью и ускорением реагировать на изменения возмущающего воздействия при минималь­ ном рассогласовании сигнала на входе регулятора тол­ щины полосы. Существует взаимосвязь между быстро­ действием привода и точностью корректирования вы­ ходной толщины. Это особенно наглядно проявляется при прокатке ленты с максимальными скоростями.

Для оценки качества работы позиционно следящего привода гидравлического нажимного устройства и фор­ мулирования требований к нему удобно ввести понятие «дискрет» — представляющее наименьшее расстояние

222

•между двумя перемещениями механизма, которое может быть осуществлено данной системой привода с заданной точностью.

В случае дискретного привода «дискрет» равен из* менению раствора валков, обусловленному поворотом ротора двигателя на один шаг. Обычно точность в этих

измеряется всего несколькими микронами, а для наибо­ лее тонкой ленты составляет 1—2 мкм (см. табл. 15). Задача получения мерной продукции с указанными до­ пусками может быть решена только с помощью следя­ щего привода нажимных устройств, работающего в ав­ томатическом режиме.

Следящий привод должен удовлетворять определен­ ным требованиям по точности изменения раствора вал­ ков и быстродействию, которое в нашем случае характе­ ризуется максимальной скоростью перемещения и

удовлетворительные результаты можно получить в том случае, если имеется возможность изменения толщины полосы с точностью в 7—10 раз лучше допусков, указан­ ных в табл. 15. При совместном решении уравнения упругой линии стана и уравнения пластической дефор­ мации было получено уравнение (230), из которого лег­ ко усматривается соотношение между величиной изме­ нения раствора валков 6S и изменением толщины поло­ сы на выходе стана.

Если предположить, что приращение других пара­ метров равны нулю, то

или

Из равенства (263) видно, что перемещение на­ жимных винтов всегда больше вызванного им., измене-

223

В соответствии с этими данными и рекомендуется зада­ вать дискретное изменение раствора валков для каждо­ го типа стана (табл. 15).

Т а б л и ц а 15 РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРИВОДА НАЖИМНЫХ ВИНТОВ

валков на величину A S .

Указанные значения дискретного изменения толщи­ ны полосы и раствора валков указаны для последних проходов. В первых проходах из-за снижения жесткости

224

полосы, естественно, «дискрет» будет иметь большее значение. Однако следует иметь в виду, что и поле до­ пусков в первых проходах больше.

В этой же таблице приведены максимальные значе­ ния рабочих моментов приводных двигателей, получен­ ные непосредственным замером на промышленных уста­ новках.

Эти сведения будут в дальнейшем использованы при выборе параметров силовых шаговых двигателей. Мак­ симальное перемещение нажимного устройства (пол­ ный рабочий ход) определяется из конструкционных соображений. Для многовалковых станов оно равно 20—50 мм.

В практике проектирования приводов нажимных уст­ ройств четырехвалковых станов широкое применение нашла эмпирическая зависимость для определения ско­

где v — скорость прокатки, м/с.

Надо сказать, что в-первом приближении для станов указанного типа она отражала действительное состоя­ ние дел. Это происходило потому, что в четырехвалко­ вых станах с большим диаметром рабочих валков про­ катывается весьма узкий сортамент по толщине ленты (0,5—0,25 мм), а скорости прокатки меняются в преде­ лах (5—10 м/с).

Совершенно другая картина наблюдается на станах, предназначенных для прокатки тонкой и тончайшей ленты и полос, диапазон по толщине которых значитель­ но шире (300—5 мкм) и равен 1 : 60. Существенно выше требования по точности прокатки. Весьма широк диапа­ зон по скорости (1—10 м/с). Поэтому приведенная эмпи­ рическая формула (264) не может быть рекомендована для практического применения. Требуется дифференци­ рованный подход к выбору скорости перемещения на­ жимных устройств с учетом закономерностей изменения возмущающих воздействий.

Поставленная задача лучше всего может быть реше­ на, если воспользоваться зависимостями, вытекающими из равенства (230).

При наличии закономерностей изменения возмуща­ ющих воздействий (изменения подката 6h0) можно оп-

ределить характер изменения толщины ленты на выходе стана. Действительно, полагая, что &S — 0, 6 а = 0 ; 6 а 0 = = 0; 6cii = 0 (параметры постоянны) можно записать:

Таким образом, на выходе из стана амплитуда воз­ мущающего воздействия изменяется в соответствии с коэффициентом выравнивания стана k\, а период дефор­ мируется в соответствии с величиной обжатия. С учетом скорости прокатки легко определяется функция:

67*1 = /(0

и

65 = 6/г1 (1 +

Дифференцируя по t последнее равенство, получим:

dt

лосы на выходе стана vn. Следовательно:

»и.у = Л,Оп- (267) Аналогично определится величина ускорения меха­

низма

наиболее характерных закономерностей изменения воз­ мущающих воздействий Ahi — f(t).

В гл. X приведены результаты исследований поведе­ ния разнотолщинности полосы на различных станах го­ рячей и холодной прокатки. В общей сложности было обследовано более 1000 рулонов. Анализ показал, что несмотря на существование большого числа разных ви-

226

дов возмущений наиболее характерными являются: кли­ нообразное вида t\h\ = at и периодическое с различной частотой и "амплитудой (см. табл. 14).

При возмущении вида dh=at максимальное измене­ ние разнотолщинности d/Jmax=5-i-6 мкм/м. В случае пе­ риодического возмущения наблюдается следующая кар­

Учитывая, что в первых проходах &s =3-=-3,5, а ко­ эффициент а при скорости прокатки Опр=10 м/с равен 50—60 мкм/с, можно определить примерное значение необходимой скорости изменения раствора валков на двадцативалковом стане 400.

Если принять во внимание дискретность изменения раствора валков для станов 400 и 700 Д5=1,2-н1,4 мкм для первых проходов, то можно записать:

и „ . у « (100-е-175) дискрет/с

Аналогично определяется скорость перемещения на­ жимных устройств для станов других типоразмеров.

которого для различных типов станов колеблется в пре­