Афанасьев В. Д. Электропривод автоматических летучих ножниц
БИБЛИОТЕКА ПО АВТОМАТИКЕ
Выпуск 59
МОСКВА 1962 ЛЕНИНГРАД
Редакционная коллегия: И. В. Антик, А. И. Бертинов, С. Н. Вешеневский, В. С. Кулебакин, В. Э. Низе, В. С. Малов, А. Д. Смирнов, Б. С. Сотсков.
В книге рассматриваются существующие системы электроприводов и схем управления летучих ножниц различных непрерывных станов горячей прокатки. Описаны элементы следящих систем управления летучими ножницами и их передаточные функции, даны некоторые расчетные соотношения для электроприводов летучих ножниц.
Книга рассчитана на инженерно-технических работников проектных и научно-исследовательских организаций, а также предприятий, где применяются летучие ножницы.
Афанасьев Василий Данилович. Электропривод автоматических летучих ножниц. Москва, Ленинград. Госэнергоиздат, 1962. Библиотека по автоматике, выпуск 59.
Редактор А. Е. Гуревич
Техн. редактор В. В. Емжин
Типография Госэнергоиздата
Содержание книги Электропривод автоматических летучих ножниц
Глава первая. Назначение летучих ножниц и технологические требования к их электроприводу 1. Основные технологические сведения о работе летучих ножниц
2. Основное кинематическое уравнение летучих ножниц
3. Методы получения заданного ряда длин
4. Обеспечение хорошего качества сечения проката, получаемого при разрезании, и получение первой мерной длины отрезаемой полосы
Глава вторая. Краткий обзор существующих электро-приводов и схем управления летучими ножницами А. Летучие ножницы непрерывных заготовочных станов
5. Кривошипно-эксцентриковые летучие ножницы ВНИИМЕТМАШ
6. Планетарные летучие ножницы 100 т ВНИИМЕТМАШ
7. Летучие ножницы с электрическим выравниванием скоростей
8. Летучие ножницы с двухкривошипным механизмом
9. Летучие ножницы качающегося типа
Б. Летучие ножницы сортовых станов
10. Скоростные дифференциально-планетарные летучие ножницы 25 т ВНИИМЕТМАШ
11. Кривошипные летучие ножницы 50 т ВНИИМЕТМАШ
12. Универсальные сортовые летучие ножницы ВНИИМЕТМАШ
13. Планетарные летучие ножницы 12 т ВНИИМЕТМАШ
14. Двухбарабанные летучие ножницы завода имени Тельмана (ГДР) перед холодильником
Глава третья. Элементы следящих систем управления летучими ножницами и их передаточные функции 15. Тахогенераторы
16. Сельсины
17. Зубчатые передачи в измерительных элементах
18. Электромашинные усилители
19. Электронные усилители
20. Магнитные усилители
21. Генераторы постоянного тока
22. Управляемые ртутные выпрямители (УРВ)
23. Применение отрицательной обратной связи в усилителях
24. Стабилизирующий трансформатор
25. Мостовая схема стабилизации
26. Емкостно-активное дифференцирующее звено
27. Емкостно-активное интегрирующее звено
28. Фазочувствительные выпрямительные схемы с твердыми выпрямителями
29. Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением
Глава четвертая. Некоторые расчетные соотношения в электроприводе летучих ножниц 30. Тахометрическая система управления
31. Сельсинная система управления
32. Кинематическая связь сельсина-датчика и сельсина-приемника с механизмами
33. Отличительные особенности исследования переходных процессов
34. Регуляторы пространственного положения ножей
35. Регулятор пространственного положения ножей ВНИИМЕТМАШ, работающий по треугольному графику снижения скорости
36. Регулятор пространственного положения ножей ИАТАН СССР, работающий по треугольному графику снижения скорости
37. Безостаточное деление прокатываемой полосы намерные длины
38. Ножницы, работающие в режиме пусков для каждого реза
39. Ножницы, работающие в режиме пусков для каждого реза с применением вычислительных устройств
40. Ножницы, работающие по заданной программе изменения скорости вращения двигателя в периоды между резами
41. Применение управляемых ртутных выпрямителей для привода летучих ножниц
42. Энергетика процесса резания на летучих ножницах
Литература
ГЛАВА ПЕРВАЯ. НАЗНАЧЕНИЕ ЛЕТУЧИХ НОЖНИЦ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИХ ЭЛЕКТРОПРИВОДУ
1. ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ О РАБОТЕ ЛЕТУЧИХ НОЖНИЦ
Решения XXII съезда КПСС предусматривают резкое повышение производительности оборудования промышленных предприятий, в том числе и металлургических, одним из важнейших звеньев которых являются прокатные станы. Осуществление этой задачи тре-буег изыскания и разработки принципиально новых, более прогрессивных технологических процессов. Следует считать, что в ближайшее время увеличение производительности прокатных станов будет происходить главным образом за счет увеличения веса прокатываемых заготовок, повышения скорости прокатки, внедрения непрерывных процессов прокатки. По технико-экономическим показателям прокатки оптимальным является процесс, обладающий максимальной непрерывностью. Применение непрерывного процесса прокатки, а также- непрерывных процессов в потоке непосредственно за станом ири'Прохождении проката от одной операции к другой значительно' уфрощает автоматизацию технологического процесса.
Если проанализировать динамику развития станов, прокатывающих наиболее массовые профили (листовой и сортовой металл, трубы), то для всех этих станов характерно внедрение непрерывной прокатки, так как на таких станах между циклами прокатки заготовок имеются паузы, которые снижают производительность и усложняют автоматизацию технологического процесса.
В последнее время имеется тенденция вести технологический процесс таким образом, чтобы стан выдавал продукцию неограниченной длины, что достигается сваркой перед входом в стан заднего конца заготовки с передним концом движущейся за ней следующей заготовки («бесконечная» прокатка).
Быстрое распространение непрерывный-прокатных станов предусматривает необходимость решения задачи по уборке непрерывно поступающей из стана полосы металла большой длины. На непрерывных станах задача уборки металла решается применением намоточных устройств или летучих ножниц, устанавливаемых за последней клетыо стана. При помощи летучих ножниц обеспечивается разрезание выходящего из стана металла на мерные длины при полной скорости движения металла.
В качестве примера на рис. 1 приведена схема расположения оборудования непрерывного двухниточного мелкосортного стана 250 мм. Нагретая заготовка из печи подается в черновую группу клетей № 1—7, где происходит одновременная прокатка двух полос. После черновой группы каждая полоса прокатывается в самостоятельной чистовой группе, состоящей из 8 клетей. Каждая клеть стана имеет индивидуальный привод валков от двигателей постоянного тока, скорость вращения которых регулируется в зависимости от прокатываемого сечения и материала.
На каждой нитке стана устанавливается трое летучих ножниц:
1) Непосредственно за печью перед первой клетью стана для зачистки переднего конца заготовки перед подачей ее в клети черновой группы стана. Эти ножницы используются также в случае необходимости для деления заготовки на длины, соответствующие длине готовой продукции в пределах длины холодильника, а также как аварийные для черновой группы клетей.
2) Непосредственно за черновой группой клетей для зачистки переднего конца раската перед задачей ее в клети чистовой группы стана. Эти ножницы используются также в случае необходимости для деления раската на длины, соответствующие длине готовой продукции в пределах длины холодильника, а также как аварийные для чистовой группы клетей.
3) Непосредственно за чистовой группой клетей для деления готовой продукции на мерные длины, укладывающиеся в пределах длины холодильника.
В соответствии с технологическим процессом каждые из рассмотренных ножниц разрезают металл различного сечения при различных скоростях. Так, если на входе стана заготовка имеет сечение 80 X 80 мм2 и прокатывается со скоростью до 0,5 м/сек, то на выходе стана после чистовой группы клетей прокат и.меет различные формы сечения (круг, квадрат, уголок, швеллер и др.) размером в пределах 80—2 500 мм2 при скоростях прокатки до 15—'20 м/сек. Естественно, что конструкция и системы привода у таких ножниц должны быть разные.
На непрерывных заготовочных станах летучие ножницы также устанавливаются в потоке и должны разрезать заготовку сечением в пределах от 50 X 50 мм2 до 106 X 106 мм2 при скоростях прокатки 2—7 м/сек на мерные длины в пределах 5—12 м. Перед второй группой клетей устанавливаются также маятниковые ножницы для разрезания заготовки сечением 120 X 120 мм при скорости движения 0,5—1,5 м/сек.
На непрерывных тонколистовых станах летучие ножницы устанавливаются перед чистовой группой клетей для отрезания переднего и заднего концов раската (толщина раската до 25 мм, ширина до 2 500 мм), а также на боковых линиях стана в пролете отделки горячекатаных листов для разрезания вышедшей из стана полосы на листы мерной длины (толщиною до 6 мм и шириною до 2 500 мм).
На непрерывных штрипсовых станах летучие ножницы устанавливаются за последней клетью стана для разрезания полос толщиной до 6 мм. шириной до 400 мм на мерные длины при скоростях прокатки до 15 м/сек.
На непрерывных станах холодной прокатки уборка выходящей из стана полосы производится сматыванием ее в рулоны при помощи намоточных устройств. В таких цехах устанавливаются непрерывные линии резки листов, основным механизмом которых являются летучие ножницы, которые должны разрезать полосу на мерные длины при скоростях до 2,5 м/сек с точностью отрезаемых длин до 1 мм, обеспечивая получение широкого диапазона длин. На непрерывных трубных станах применение летучих ножниц усложняется из-за трудностей в обеспечении хорошего качества разрезаемого сечения трубы. Поэтому здесь преимущественное распространение получили летучие пилы. Летучие ножницы также устанавливаются и на других станах для разрезания прокатываемой полосы на мерные длины.
Разнообразие технологических требований к летучим ножницам для различных станов привело к созданию большого количества конструкций летучих ножниц, имеющих различные кинематические схемы и системы привода. Развитие техники автоматического регулирования, создание новой электрической аппаратуры сделали возможным выполнение технологических требований при помощи летучих ножниц с применением систем автоматического регулирования. При этом следует отметить, что летучие ножницы являются характерным механизмом, в котором принципы конструкции определяют систему автоматизированного электропривода, и наоборот, система автоматизированного электропривода определяет выбор конструкции летучих ножниц. Это можно видеть в распространенных в настоящее время конструкциях и системах электропривода летучих ножниц непрерывных станов.
Наиболее сложными в своем выполнении являются делительные ножницы, предназначаемые для разрезания проката на мерные длины.
Основные технические требования к таким летучим /ножмицам сводятся к следующему:
1) обеспечение высокой точности отрезаемых длин;
2) получение заданного ряда длин;
3) обеспечение хорошего качества сечения проката, получаемого при разрезании раската без заусенцев и загибов на концах;
4) получение первой мерной длины отрезаемого проката.
Исходными величинами при создании летучих ножниц являются размеры разрезаемых сечений, максимальные и минимальные скорости прокатываемого металла, сортамент длин, на которые разрезается заготовка. Эти данные настолько своеобразны для различных станов и для отдельных заводов, что останавливаться на всем разнообразии конструктивных выполнений и технических характеристиках различных летучих ножниц нет возможности.
Ниже будет рассмотрено устройство нескольких типов летучих ножниц, устанавливаемых на непрерывных станах горячей прокатки. С точки зрения электропривода летучие ножницы непрерывных станов горячей прокатки можно разделить на следующие группы:
1) Ножницы, работающие практически с постоянной скоростью вращения ножей между резами:
а) с регулятором пространственного положения ножей;
б) без регулятора пространственного положения ножей.
2) Ножницы, работающие по заданной программе скорости вращения двигателя в период между резами.
3) Ножницы, работающие в режиме пусков для каждого реза.
Литература
1. Целиков А. И., Механизмы прокатных станов, Машгиз, 1946.
2. Рокотян Е. С, Шва юн В. Л., Ирошников А. Н., Непрерывные листовые станы, ОНТИ, 1941.
3. Афанасьев В. Д., Г у р е в и ч А. Е., Электропривод летучих ножниц для обрезки концов, «Вестник электропромышленности», 1950, № 7.
4. Ирошников А. Н., Летучие ножницы, ЦНИИТМАШ, кн. 28, Машгиз, 1950.
5. Афанасьев В. Д., Следящая система в электроприводе летучих ножниц, ЦНИИТМАШ, кн. 50, Машгиз, 1952.
6. Сонькин М. А., Шагас Л. Я., Электропривод летучих ножниц, ЦНИИТМАШ, кн. 50, Машгиз, 1952.
7. Левин Ю. Е., Электрооборудование легучих ножниц с раздвигающимися барабанами, Технический сборник № 1 ХПКУ Тяжпромэлектропроект, 1953.
8. Афанасьев В. Д., Электропривод летучих ножниц тонколистовых станов. Электропривод в черной металлургии (труды Всесоюзной научно-технической сессии), Металлургиздат, 1954.
9. Афанасьев В. Д., Исследование новой системы электропривода летучих ножниц барабанного типа, ЦНИИТМАШ, кн. 73, Машгиз, 1955.
10. Жукевич - Стоша Е. А., Соловьев О. П., Летучие ножницы для непрерывных заготовочных станов, «Вестник машиностроения», 1956, № 9.
11. Афанасьев В. Д., Автоматизация новых прокатных станов, «Вестник машиностроения», 1957, № б
12. Победин И. С, Приходько И. Ф., Стефанович В. Л., Универсальные сортовые летучие ножницы, «Вестник машиностроения», 1958, № 1.
13. Дружинин Н. Н., Электрооборудование прокатных цехов, Металлургиздат, 1956.
14. Афанасьев В. Д., Автоматика летучих ножниц непрерывных заготовочных станов, «Новое в тяжелом машиностроении», 1958, № 7, 8.
15. Попков С. Л., Основы следящего привода, Оборонгиз, 1954.
