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

Вследствие эТогб Можно утверждать, что основной причиной неравномерной загрузки приводных двигате­ лей при индивидуальном исполнении привода является разница в линейных скоростях валков. Все другие слу­ чаи, отмеченные выше, не имеют серьезного практиче­ ского значения.

На основании приведенных соображений и были оп­ ределены вопросы, подлежащие исследованию: наличие и характер пробуксовок и анализ условия работы стана при разности окружных скоростей опорных (привод­ ных) валков и определение значения допустимых откло­ нений по скоростям и моментам двигателей, а также анализ закономерностей относительных движений вал­ ков, верхнего и нижнего слоев прокатываемого металла при удовлетворительном протекании технологического процесса.

Ответы на поставленные вопросы могут дать только тщательно проведенные экспериментальные исследова­ ния непосредственно на стане в промышленных услови­ ях при измерении с высокой степенью точности относи­ тельных скоростей движения валковой системы и полосы.

При проведении исследований была выявлена необхо­ димость измерения следующих величин:

1)скоростей движения верхнего и нижнего слоев прокатываемого металла ив .с , vu,c;

2)линейных и относительных скоростей вращения

верхних и нижних опорных и рабочих валков и0 .в, и0 .п ,

ир.в, Vp.H,

3)давления металла на валки и крутящих моментов на шпинделях;

4)переднего и заднего натяжений полосы и различ­ ных электротехнических параметров: напряжений на клеммах двигателей и силы тока в якорных цепях.

Этих параметров оказалось достаточно, чтобы полу­ чить необходимые зависимости, передаточные функции и представить себе закономерности движения валков и полосы на стане с приводом через опорные валки.

Для выявления характера изменения скорости дви­ жения верхнего и нижнего слоев прокатываемой ленты использовали метод кернения рабочих валков. Величину опережения металла в этом случае определяли в соот­ ветствии с зависимостью

52

о времени прокатки и диаметрах валков можно опреде­ лить скорость движения верхнего и нижнего слоев про­ катываемого металла, абсолютные и относительные ско­ рости рабочих валков.

Рабочие моменты на шпинделях и валах моталок, давление металла на валки, натяжение полосы измеря­ ли при помощи тензометрических датчиков.

При создании измерительных устройств для опреде­ ления относительных скоростей вращения опорных и ра­ бочих валков был принят дискретный метод измерения, как наиболее точный. Сущность его заключается в сле­ дующем.

На каждый опорный и рабочий валок крепят по од­ ному импульсному датчику специальной конструкции. Датчик нижнего опорного валка является командным (базовым). Он выдает один импульс за оборот.

В течение одного оборота базового опорного валка осуществляется измерение угловых перемещений, в те­ чение другого — фиксация измерения на шлейфе осцил­ лографа. После фиксации показания сбрасываются и цикл автоматически повторяется. Импульсные датчи­

измерения, определяет разность скоростей между рабо­ чим валком и нижним опорным валком. Если угловой путь рабочего валка за цикл измерения будет меньше, то оставшееся в счетчике число будет больше, что ука­ зывает на наличие проскальзывания рабочего валка. Это число при помощи преобразователя код-аналог пе­ реводится в ток определенной величины, который посту­

аналог. Когда измеряется угловой путь, шлейф при по­ мощи электронного ключа отключается. По окончании цикла измерения цепь подачи импульсов от датчика

53

прерывается, а шлейф подключается К Преобразователю код-аналог. Осуществляется фиксация углового пути

ча шлейф-осциллограф от преобразователя код-аналог, восстанавливает в счетчике заданное первоначальное число в двоичном коде, восстанавливает цепь подачи импульсов от датчика рабочего валка к счетчику. Затем цикл повторяется.

Точность измерения углового пути валков составля­ ет один импульс, а погрешность измерения углового пу­ ти верхнего опорного валка десятые доли процента.

инж. К. А. Огурцовым разработаны оригинальные бес­ контактные импульсные датчики магнитно-индукцион­ ного типа, обладающие большой надежностью. Диапа­

ДВИЖЕНИЯ ПОЛОСЫ И ВАЛКОВ СТАНА

Эксперименты проводили на промышленном четырехвалковом стане 150/500X400, технические данные которого приведены в табл. 1.

Стан выполнен с индивидуальным приводом опор­ ных валков. Мощность каждого двигателя Р-280 кВт. Питание двигателей осуществляется от общего генера­

54

Скорость нижнего опорного валка оставалась неиз­ менной и составляла 3,5 м/с. Скорость вращения верхне­ го опорного валка повышали изменением потока воз­ буждения приводного двигателя. Разницу в линейных скоростях опорных валков постепенно доводили до 5% и выше.

Результаты замеров приведены в табл. 6.

55

Рассмотрим характер распределения относительных скоростей вращения между отдельными, элементами привода. Прежде всего заметим, что скорость выхода ме­ талла как верхнего слоя его, так и нижнего равны меж­ ду собой и остаются неизменными независимо от изме­ нения скорости верхнего опорного валка.

него и нижнего слоя также равны 4%. По мере повыше­ ния линейной скорости верхнего опорного валка опере­ жение верхнего слоя снижается и при разнице Аи = 5°/о опережение верхнего слоя металла становится равным нулю, в то время как опережение нижнего слоя сохраня­ ется примерно на прежнем уровне.

Это состояние автор считает критическим, ибо даль­ нейшее увеличение разности окружных скоростей опор­ ных валков приводит к появлению отрицательного опе­ режения, что соответствует состоянию, предшествующе­ му началу буксования рабочего валка по металлу. Полная буксовка, при которой связь металла с валком

Тем не менее мы считаем критическим состоянием мо­ мент, при котором опережение верхнего слоя металла становится равным нулю.

Интересно заметить, что при увеличении разности скоростей в указанных пределах между опорными вал­ ками жесткая связь между рабочими и опорными вал­ ками сохраняется.

Таким образом, процесс самовыравнивания скоро­ стей при нарушении условий симметричной прокатки осуществляется главным образом в зоне деформации металла, в результате влияния звена металл—рабочие валки.

Очевидно, условия прокатки будут более благопри­ ятны в том случае, когда величина опережения будет больше. Естественно, что в этом случае упрощаются тре­ бования к системе электропривода валков. Отсюда сле­ дует первый практический вывод: в станах с приводом через опорные валки прокатку с задним натяжением большим, чем переднее, проводить не рекомендуют, так как уменьшается величина 5 и, следовательно, допусти­ мый разбаланс линейных скоростей валков.

56

Величина опережения является функцией многих па­ раметров: натяжения полосы, величины обжатия,

сталей может быть рекомендована в качестве допусти­ мой величины разница окружных скоростей опорных валков ДУ = 1,5-т-2%, а для случая прокатки высокоуг­ леродистых сталей Ди = 1 ч-1,5%•

В результате экспериментальных исследований по­ лучен ряд других зависимостей. Установлено, что при изменении разности окружных скоростей приводных валков суммарный момент на шпинделях стана практи­ чески остается неизменным. На его величину оказывают влияние лишь переднее и заднее натяжения. Поэтому наибольшее изменение суммарного момента на шпинде­ лях наблюдают в первом проходе, когда действуют наи­ большие натяжения, и в стан поступает наиболее нерав­ номерный подкат со станов горячей прокатки.

С этим явлением следует считаться по двум причи­ нам. Во-первых, увеличение общего суммарного момента прокатки само по себе является нежелательным вслед­ ствие опасности пробуксовок. Во-вторых, увеличение суммарного момента приводит к повышению разности моментов, что подтверждается экспериментальной кри­ вой, изображенной на рис. 36.

По-видимому, не случайным является тот факт, что наибольшее число пробуксовок при освоении стана за­ регистрировано в первых проходах.

В заключение приведем экспериментальные данные, подтверждающие возможность пробуксовок на стане и характер протекания этого явления (рис. 37). Пробук­ совка рабочего валка по опорному была зафиксирована при прокатке высокоуглеродистой стали марки У10А шириной 240мм при 'обжатии е = 3 5 % . Исходная тол­

=1,14; разность линейных скоростей Да = 2,2%. Анализируя приведенные значения параметров, мож-

57