УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПОЛОСЫ ПРИ СМОТКЕ В РУЛОН

Устройство относится к управлению процессами прокатного производства, а именно к регулированию натяжения на моталках прокатных станов.
Известно устройство для регулирования натяжения полосы при намотке в рулон [А.С. СССР №616242, кл. В21С 47/26, 1976 г], содержащее систему управления электроприводом моталки и связанный с ней датчик текущего радиуса рулона. Недостатком данного устройства является то, что это устройство не учитывает произвольных изменений свойств полосы в процессе намотки (толщины, ширины, модуля упругости материала) Например, в результате изменений упругих свойств металла возможно произвольное изменение плотности намотки полосы в рулон.
Техническим результатом является регулирование натяжения полосы при смотке в рулон без превышения относительной деформации выше заданной без участия оператора при смене сортамента, а также при отклонении параметров полосы от номинальных.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для регулирования натяжения полосы при смотке в рулон, содержащем последнюю клеть стана, моталку, электропривод моталки, регулятор натяжения, датчик натяжения полосы, согласно полезной модели, устройство дополнительно содержит входной и выходной импульсные датчики длины полосы, выходами подключенные на входы измерителя относительной деформации наматываемого материала, выход которого соединен с одним из входов блока определения произведения модуля упругости материала на его площадь поперечного сечения, второй вход этого блока связан с выходом датчика натяжения, а выход блока связан с одним из входов вычислителя
заданного значения натяжения материала, второй вход которого соединен с выходом задатчика относительной деформации материала, а выходом блок вычисления заданного значения натяжения соединен с одним из входов элемента сравнения, второй вход элемента сравнения соединен с выходом датчика натяжения, а выход элемента сравнения соединен с входом регулятора натяжения.
На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит входной 1 и выходной 2 импульсные датчики длины полосы, расположенные за последней клетью стана 3 и перед моталкой 4 соответственно, своими выходами соединенные с входами блока измерителя 5 относительной деформации материала. Устройство имеет также датчик натяжения 6, выходом подключенный к одному из входов блока вычисления 7 произведения модуля упругости Е на площадь поперечного сечения S материала по формуле:
где: Е - модуль упругости материала полосы;
S - площадь поперечного сечения полосы;
ТЕК
T -текущее значение натяжения полосы;
тек
ε - текущее значение относительной деформации полосы.
Второй вход блока вычисления произведения модуля упругости на площадь поперечного сечения материала подключен к выходу блока измерителя относительной деформации материала. Выход блока вычисления произведения модуля упругости на площадь поперечного сечения материала соединен с одним из входов блока вычисления 8 заданного значения натяжения, вычисляющего заданное значение натяжения по формуле:
зад
где: T - заданное значение натяжения полосы;
зад
ε - заданное значение относительной деформации полосы;
Е - модуль упругости материала полосы;
S - площадь поперечного сечения полосы.
Второй вход блока вычисления заданного значения натяжения соединен с выходом задатчика 9 относительной деформации материала. Выход блока вычисления заданного значения натяжения и выход датчика натяжения материала соединены с входами элемента сравнения 10, формирующего разность заданного и текущего значения натяжения по формуле:
где: ΔТ - разность между заданным и текущим значениями натяжения полосы;
ЗАД
T - заданное значение натяжения полосы;
ТЕК
T - текущее значение натяжения полосы.
Выход элемента сравнения соединен с входом регулятора натяжения 11, выход которого соединен с электроприводом 12 моталки прокатного стана.
Это позволяет осуществлять регулирование натяжения полосы при смотке в рулон без превышения относительной деформации выше заданной без участия оператора при смене сортамента, а также при отклонении параметров полосы от номинальных.
зад
Устройство работает следующим образом. Посредством задатчика 9 устанавливается допустимая относительная деформация ε, которая обеспечивает транспортирование материала от последней клети стана 3 до моталки 4 в пределах упругой составляющей. При транспортировании
ТЕК
полосы импульсные датчики 1 и 2 формируют прямоугольные импульсы, поступающие на входы блока измерителя текущей относительной деформации материала 5. Датчик натяжения 6 формирует сигнал о текущем значении натяжения материала полосы Т. В блоке 7 вычисляется отношение по формуле (1), которое характеризует произведение модуля упругости Е на площадь поперечного сечения материала S. В блоке 8 вычисляется заданное значение натяжения материала по формуле (2).
В элементе сравнения 10 происходит вычисление разности заданного и текущего значения натяжения по формуле (3). Если ΔТ=0, то регулятор 11 натяжения не изменяет управляющее воздействие на электропривод 12 моталки 4 и момент барабана моталки остается неизмененным, оставаясь таким, при котором обеспечивается заданное натяжение.
тек
ТЕК
При намотке полосы с таким же модулем упругости Е, но с другой площадью поперечного сечения S, например меньшей, значение относительной деформации ε, измеренной блоком 5 увеличится. В блоке 7 будет рассчитано произведение по формуле (1). В блоке 8 будет вычислено заданное значение натяжения по формуле (2). В элементе сравнения 10 будет вычислена разность по формуле (3). Регулятор натяжения 11 сформирует сигнал в систему управления электроприводом 12 моталки 4 который снизит момент электропривода 12 уменьшив тем самым натяжение Т, и относительная деформация будет снижена до заданного значения.
ТЕК
При намотке полосы с большей площадью поперечного сечения устройство увеличит натяжение Т путем увеличения момента электропривода моталки.
Таким образом, устройство регулирует натяжение полосы с заданной относительной деформацией. Применение предлагаемого устройства позволяет обеспечить без участия оператора коррекцию величины натяжения на моталке при изменении радиуса рулона, отклонении параметров полосы
(толщины, ширины, модуля упругости) от номинальных значений, а так же при смене сортамента.