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

датчиками, пригодные к измерению малых перемещений упругих элементов.

ВНИИметмаш разработал и внедрил в промышлен­ ность два типа силоизмерптельных устройств с индук­ тивными, высокочастотными преобразователями.

Рис. 137. Силонзмернтельное устройство с высокочастотным преобразователем

На рис. 137 приведена конструкция устройства, в котором измерение прогиба упругого элемента осущест­ вляется непосредственно высокочастотными преобразо­ вателями без системы механического усиления величины

щий индуктивный рабочий датчик 5, компенсационный

нюю полость прибора в местах соединения вмонтирова­ ны уплотнительные кольца 10. Вывод коаксиального ка­ беля осуществляется через штуцер 11. К верхней части внутренней полости упругого элемента приворачивается упор 12, устанавливаемый с определенным зазором, вы­ полняющий роль предохранителя от разрушения в слу­ чае значительных перегрузок.

В качестве преобразователя перемещений использу­ ются индуктивные высокочастотные датчики. Принципи­ альная схема такого преобразователя показана на рис.

269

I38. Принцип действия его основан на изменении ком­ плексного сопротивления катушки, выполненной на среррптовом сердечнике с конусообразным вырезом, вызван­ ного ограничивающим влиянием вихревых токов, наве­ денных в металлической перемещающейся детали упру-

С4 и согласующий транс­ форматор Tpl, выполнеи-

ный также на ферритовом тороидальном сердечнике, раз­ мещают на одной плате, смонтированной в полости уп­ ругого элемента.

Применение высокочастотных преобразователей пе­ ремещения, имеющих значительную чувствительность, позволило существенно повысить жесткость упругого элемента. Оказалось, что при создании снлопзмернтельных устройств величина максимального перемещения упругого элемента без механического усилителя не пре­ вышает 0,3 мм. При этих диапазонах изменения б уда­ ется осуществить измерение действующих усилий, меня­ ющихся в широких пределах.

На рис. 139 приведен второй тип снлоизмернтельного устройства. В этой конструкции усилие воспринимается упругим элементом / через шар 2, а измеряется величи­ на прогиба пластины 3. Таким образом, достигается некоторое (до 5 раз) увеличение упругих деформаций системы, обусловленное одним и тем же усилием. В се­ редине стрелы прогиба (на плате преобразователя 4) установлен рабочий датчик 5. Компенсационный датчик 6 размещается над винтом установки нуля 7. В конст­ рукции предусмотрена фиксация установочного винта

270

7 винтом 5. Упругий элемент / крепится к защитному корпусу 9 гайкой 10. В остальном конструкция устройст­ ва аналогична приведенной выше.

Принципиальная схема электрической части прибора показана на рис. 140.

Она состоит из следующих узлов:

1) автогенератора высокой частоты с кварцевой ста­ билизацией частоты 300 кГц;

Рис. 139. Силоизмсритслыюс устройство с высокочастотным датчиком

Рис. 140. Принципиальная схема электронной части прибора

271

2)индукционного преобразователя перемещений;

3)электромеханического преобразователя постоян­ ного напряжения в переменное;

Он собран иа лампе Л1, типа 6Ж2Г по схеме кварцево­ го генератора с емкостной обратной связью. Частота ге­ нерации равна 300 кГц. Связь автогенератора с преоб­ разователем, являющимся его нагрузкой, осуществляет­ ся посредством высокочастотного трансформатора Tpl. Напряжение высокой частоты, снимаемое с выходной обмотки трансформатора Tpl, подается по высокочас­ тотному коаксиальному кабелю на согласующий транс­ форматор ТрЗ, установленный иа монтажной плате пре­ образователя перемещения.

Преобразователь перемещений предназначен для бес­ контактного преобразования линейных перемещении ча­ стей упругого элемента в пропорциональное ему напря­ жение постоянного тока.

Высокочастотное напряжение посредством согласую­ щего трансформатора ТрЗ одновременно поступает на два резонансных контура, настроенных на частоту авто­

и сопротивлении нагрузки R\$, /?1бЕмкости C i 2 , С)з— фильтрующие.

Разность постоянного напряжения на сопротивлени­ ях нагрузки через первичную обмотку трансформатора ТрЗ по коаксиальному кабелю поступает на раздели­ тельную цепочку ЯцСъ и на вибропреобразователь ВП. Последний предназначен для преобразования постоян­

тов вибропреобразователя с делителя Rs, Re и Rj и ста­ билизатора Д\ поступает компенсационное напряжение, необходимое для начальной установки электрического нуля, а с другого снимается напряжение, подлежащее дальнейшему усилению.

Усилитель переменного напряжения состоит из двой­ ного триода Л2а, Л2б, собранного по однокоптактиой схеме в режиме линейного усиления, Связь усилителя с

272

индикатор имеет две шкалы, которые могут быть проградунроваиы в единицах силы или натяжения.

В источник питания входят: силовой трансформатор Тр4 с четырьмя обмотками; выпрямительный мост Д 8 — Д\\ и отдельный диод Д\2\ газовый стабилитрон ЛЗ и полупроводниковый стабилитрон; RC—фильтры.

Высокое напряжение для питания усилителя пере­ менного напряжения снимается непосредственно с вып­ рямительного моста Да—Дп, а для автогенератора — с газового стабилизатора ЛЗ. Конденсаторы С\6—С19 и сопротивление являются фильтрующими, a Ris — ре­ гулирующим для стабилитрона ЛЗ. Питание виброобразователя осуществляется от двух обмоток w3 и щ>4, включенных последовательно. На эти же обмотки до­ полнительно включен выпрямитель Д\2, к которому подключаются обмотки, переключающие диапазоны из­ мерения реле Pi. Сопротивление R20 является нагрузоч­ ным для диода Д12, а емкость C2q — фильтрующей.

Ниже приведена техническая характеристика.

Прибор имеет выход в систему автоматики и дистан­ ционное электрическое управление переключением пре­ делов измерения.

4. ИМПУЛЬСНЫЕ ДАТЧИКИ

Представляет практический интерес серия бескон­ тактных импульсных индукционных преобразователей п датчиков, в которых магиитопровод состоит из посто-

явного магнита, двух полюсных наконечников из магнитномягкого материала "и перемещающегося в зазоре между полюсами феррометаллического замыкателя.

На вал, движение которого контролируется, насажи­ вается феррометаллический (стальной) зубчатый диск.

Зубцы последнего модулируют магнитный поток преоб­

Преобразователи таких датчиков могут быть выпол­ нены двух вариантов (рис. 141). Первые предназначены

го потока преобразователей используются стальные дис­ ки с различным числом зубцов.

На базе импульсных индукционных преобразовате­ лей разработаны два типа датчиков: ИИД-50, предназ­ наченный для работы с механизмами, с которыми дат­ чик может соединяться посредством муфты, и ИИД-100,

274

индукционных преобразователей, отчего число импуль­ сов, приходящихся па оборот зубчатого диска, со­ ответственно увеличивается в 2 пли 3 раза. Импульс­ ные преобразователи смещаются по отношению к зуб­ цам диска на часть шага зубцов: так, для двух преоб­ разователей— на '/2 часть шага, а для трех — на Уз его.

Рис. 143. Способ установки трех преобразователей на один диск

Приведем один из примеров использования установки трех преобразователей (рис.143).

При вращении зубчатого диска 1 магнитный поток установленных индукционных преобразователей 2 будет

возникнут импульсы напряжения, сдвинутые по фазе на 120° по отношению друг к другу. Эти напряжения будут воздействовать на электронные формирователи 3 дли­ тельности импульсов. В качестве формирователей могут служить различные схемы ждущих мультивибраторов и блокинг-генераторов, но лучшие результаты получают с так называемого триггера Шмидта. (Сформированные по длительности импульсы поступают на электронный смеситель 4, на выходе которого число импульсов опре­ деленной длительности и амплитуды будет увеличено в 3 раза.

5. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО ОСТАНОВА СТАНА

Необходимость применения системы автоматического останова (САТО) современного реверсивного стана хо­ лодной прокатки видна из рассмотрения процесса про­ катки.

276