DE2207822A1 - Motorantriebssystem für Walzwerk - Google Patents
Motorantriebssystem für WalzwerkInfo
- Publication number
- DE2207822A1 DE2207822A1 DE19722207822 DE2207822A DE2207822A1 DE 2207822 A1 DE2207822 A1 DE 2207822A1 DE 19722207822 DE19722207822 DE 19722207822 DE 2207822 A DE2207822 A DE 2207822A DE 2207822 A1 DE2207822 A1 DE 2207822A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rolls
- drive system
- differential
- control
- work
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/58—Roll-force control; Roll-gap control
- B21B37/66—Roll eccentricity compensation systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/46—Roll speed or drive motor control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Motorantriebssystem für Walzwerke des Typs, wie er zur Verringerung der Dicke eines durch
das Walzwerk laufenden Bandmaterials verwendet wird.
Walzwerke des sogenannten Vierwalzenwerk-Typs finden eine breite
Anwendung. Typischerweise weist das Walzwerk ein Paar nebeneinander angeordneter Arbeitswalzen auf, zwischen denen das zu bearbeitende Band hindurchläuft, wobei die Arbeitswalzen in entgegengesetzten Richtungen durch leistungsstarke Elektromotoren angetrieben werden, die über ein Antriebssystem mit Untersetzungsgetriebe
mit den Walzen bzw. Rollen gekoppelt sind. Um den starken Kräften zu widerstehen, die die Arbeitswalzen zu trennen versuchen, sind
an einem Walzwerkrahmen massive Stützwalzen drehbar angebracht, um so auf den den Walzseiten gegenüberliegenden Seiten gegen die
Arbeitswalzen zu drücken. Die Stutzwalzen sind durch eine Schrauben-Anstellvorrichtung in einen Eingriff mit den Arbeitswalzen gedrückt und drehen sich mit diesen.
209836/0889
darin, das bearbeitete Bandmaterial auf einer relativ konstanten
Dicke zu halten. Ein Grund für die Dickenänderung ist die Exzentrizität der Stützwalzen, die zu Walzkraftänderungen mit entsprechenden Änderungen in der Banddicke führt.Diese Walzkraftänderung ist aufgrund des fehlenden Synchronismus der Stutzwalzen
während des Betriebes des Walzwerkes von Natur aus zufällig. Dieser fehlende Synchronismus wird durch unterschiedliches Rutschen
zwischen den Arbeitswalzen und dem bearbeiteten Band verursacht. Ferner wird der fehlende Synchronismus dadurch hervorgerufen, daß
die Stützwalzen leicht unterschiedliche Durchmesser haben, die beim Nachschleifen der Walzen entstehen, was infolge von Abnutzung erforderlich wird. Aufgrund der Zufälligkeit der durch die
Walzenexzentrizität hervorgerufenen Walzkraftänderung, ist diese schwierig festzustellen und zu steuern. Es sind Versuche gemacht
worden, um die Walzenexzentrizität durch kontinuierliche Abtastung der Walzkraft und Einstellung der Schrauben- Anstellvorrichtung
zu kompensieren, um auf diese Weise die Walzkraftänderung auszugleichen. Derartige Steaersysteme sind jedoch kostspielig herzustellen und teuer in der Unterhaltung.
Es ist deshalb eine Aufgabe dieser Erfindung, ein verbessertes System zum Antrieb und zur Steuerung eines Walzwerkes zu schaffen, das die Walzkraftänderungen undfdie dadurch entstehenden Dicke*·
änderungen des bearbeiteten Bandes, die durch die Exzentrizität der Stützwalzen hervorgerufen werden, zu reduzieren und im wesentlichen zu eliminieren.
Ferner beinhaltet die Erfindung ein Antriebssystem für ein Walzwerk, das die Wirkung der Walzenexzentrizität durch automatische
und kontinuierliche Synchronisierung der Stützwalzen während des Walzwerkbetriebes verkleinert.
Diese und andere Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Stützwalzen eines Walzwerkes durch unterschiedliche Einstellung der den Arbeitswalzen durch die Antriebs motoren zugeführten Drehmomente kontinuierlich synchronisiert werden. Dies
erzeugt ein unterschiedliches Rutschen zwischen den Arbeitswal-
209836/0888
zen und dem bearbeiteten Band, in einer Richtung zur Synchronisierung
der Stützwalzen.Ein Positionskomparator vergleicht kontinuierlich
die augenblicklichen Winkelstellungen der Stützwalzen und erzeugt ein Ausgangssignal, das eine Anzeige für jede Abweichung
der Sttitzwalzen v<n einer vorbestimmten, relativen Winkelstellung
ist, die eine minimale Walzkraftänderung infolge von Exzentrizität der Stützwalzen erzeugt. Das Aus gangs signal des !Comparators
stellt die Drehmomente der Antriebsmotoren in irgendeiner geeigneten
Weise veränderlich ein. Diese Einstellung kann beispielsweisejdurch Zusammenwirken mit Reglern für den MotorfeIdstrom erfolgen.
Der Stellungsvergleich der Stützwalzen wird durch Drehregler
oder andere bekannte Arten von Verglei eise inrichtungen für die
Winkelstellung durchgeführt.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand
der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles n*iher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Walzwerkes, für das das erfindungsgemä Bb Antriebssystem anwendbar ist.
Fig. 2 ist eine graphische Darstellung und zeigt die Art, in der
die Walzkraftänderung in dem Walzwerk gem. Fig. 1 aufgrund der Exzentrizität der Stützwalzen auftritt.
Fig. 3 ist ein geometrisches Diagramm und zeigt, wie das Rutschen
zwischen dem gewalzten Band udd den Arbeitswalzen eines Walzwerkes
auftritt.
Fig. H zeigt in schemafcischer Form einen Motorantrieb und ein
Regelsystem für das die Erfindung verkörpernde Walzwerk gemäß Fig. 1.
In Fig. 1 ist in scheeatischer Form ein Vierwalzenwerk gezeigt,
für das das erfindungsgemäße Motorantriebssystem anwendbar ist.
Wie in dieser Fig. gezeigt ist, weist das Walzwerk ein Paar nebeneinander angeordnete Arbeitswalzen IO und 11 auf, zwischen
209836/0888
denen eine Berührungsfläche 12 gebildet ist, durch die ein zu walzendes Band 13 hindurchläuft. Die Arbeitswalzen 10 und 11 sind
durch elektrische Antriebs motoren l4 und 15 über geeignete Untersetzungsgetriebe 16 und 17 getrennt in entgegengesetzten Richtungen angetrieben.
Gegen die Arbeitswalzen drucken auf entgegengesetzten Seiten der
Berührungsfläche 12 obere und untere Stützwalzen 18 und 19, deren
Lager in StUtzblocken 20 und 21 getragen sind. Ein auf die obere
Stützwalze 18 ausgeübter Druck nach unten wird durch eine Schrauben- Anstellvorrichtung ausgeübt, die eine mit einem Gewinde versehen Schraube 22 aufweist, die mit einem feststehenden Rahmenteil
2 3 in Schraubverbindung steht. Die Schraube 22 endet in einem
Zahnrad 24, das durch einen nicht gezeigten reversiblen Anstellmotor angetrieben wird, wodurch eine Einrichtung zur Einstellung
der auf das Walzwetk ausgeübten Kraft gebildet wird.
Der untere Lagerblock 21 wird durch ein Stützelement 26 auf einem
Bas isteil 25 getragen. Zwischen dem Stützelement 26 und dem Basisteil 25 ist eine Kraftmeßdose 27 bekannter Konstruktion angeordnet, die ein Mittel zur Messung der Walzwerkkraft auf einem geeigneten Instrument 28 liefert.
Die Lager der Arbeitswalzen 10 und 11 sind in Lagerblöcken 29
und 30 gehalten, die gleitend getragen sind» sojlaß eine begrenzt·
vertikale Einstellung der Arbeitswalzen gestattet ist. Die Lagerblöcke 20 und 21 der Stutzwalzen sind relativ starr und infolgedessen bewirkt jede Exzentrizität der Stützwaisen eine wesentliche Änderung der Walzkraft. Beispielsweise bewirkt in einem typischen Walzwerk eine relative Vertikalbewegung der Berührungspunkte P1 und P2 ι wo die Stützwalzen auf 0,025 mm (0,001 Zoll)
an den Arbeitswalzenkngreifen, eine Veränderung in der Walzkraft
von 15 t.
Die Stutzwalzen 18 und 19 sind gewöhnlich aufgrund von Herste1-lungsungenauigkeiten leicht exzentrisch. Die Exzentrizität kann
auch durch Verbiegen der Walzenlager infolg· einer überhöhten
transienten Walzkraft verursacht werden. Falle Aik hohen Punkte
209836/0888
auf den Stützwalzen die Berührungspunkte P1 und P2 gleichzeitig
erreichen, hat die Walzkraft ein Maximum. Nach einer Drehung um 180 Grad erreichen die niedrigen Punkte auf der Stützwalze die
Berührungspunkte P1 und P2 gleichzeitig urid die Walzkraft wird
einen minimalen Wert haben. Für diesen Zustand wird die Differenz zwischen maximalen und minimalen Walzkräften für eine vole
Umdrehung der Stützwalzen ein Maximum haben. Wenn andererseits die Winkelrelation der Stützwalzen so ist, daß der hohe Punkt
auf der einen Walze einen der Berührungspunkte zu der gleichen Zeit erreicht, zu der der niedrige Punkt auf der anderen Walze
den anderen Berührungspunkt erreicht, wird die Differenz zwischen den maximalen und minimalen Walzkräften für eine vollständige
Umdrehung der Sützwalzen ein Minimum haben. Für Zustände, in denen
die Winkelbeziehungen der Stützwalzen zwischen den beschriebenen maximalen und minimalen Zuständen liegen, wird die Differenz zwischen maximalen und minimalen Walzkräften während einer vollständigen Umdrehung der Stützwalzen einen gewissen Zwischenwert haben.
Während des Betriebes eines konventionellen Vierwalzenwerkes der
in Fig.l gezeigten Art werden die oberen urid unteren'Stützwalzeη
wahrscheinlich mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren, da die
Stützwalzen unterschiedliche Durchmesser haben.Dieser Zustand
kann beispielsweise das Ergebnis von Abschleifungen der Walzen in unterschiedlichen Ausmaßen sein, um Oberflächenunregelmäßigkeiten zu entfernen. Unterschiedliche Drehzahlen und Winkelbeziehungen der oberen und unteren Stützwalzen können ebenfalls ein
differentielies Rutschen zwischen den Arbeitswalzen und dem gew
walzten Band verursachen. Aufgrund des Drehzahlunterschiedes und des Rutschens verändert sich die Winkelbeziehung der Stützwalzen kontinuierlich. Wegen der fehlenden Synchronisation der
Stützwalzen variieren die Walzkraftänderungen, die während jeder Drehung derStttzwalzen auftreten, kontinuierlich in zufälliger
und unvorhersagbarer Weise.
In Fig. 2 ist die Walzkraft änderung, die durch die Exzentrizität
und die sich kontinuierlich ändernden Winkelbeziehungen der Stützwalze verursacht wird, graphisch dargestellt.Eine derartige
Wal zk raft an de rung wird beispielsweise durch die Aneeige des In-
209836/0888
st rumen tes 28 zu verschiedenen Zeiten T angezeigt. Während des
Zeitintervalles T^,T2 hat die Walzkraftänderung einen maximalen
Ausschlag oder Bereich P1 -P2* der dann auftritt, wenn die hohen
Punkte auf den Stützwalzen die Arbeitswalzen zur gleichen Zeit berühren. Da sich die relativen Winkelstellungen der Stützwalzen
ändern, wegen des Rutschens an der Arbeitswalzen-Berührungsfläche oder wegen der unterschiedlichen Stützwalzendurchmesser, wird ein
Intervall T,, T1. erreicht, wenn die Walzkraftschwingung einen
minimalen Wert F ,-F1. hat. Dies ist dann der Fall, wenn der höht
Punkt auf einer Stützwalze und der niedrige Punkt auf der anderen Stützwalze die Arbeitswalzen zur gleichen Zeit berühren. Da sich
die relativen Winkelstellungen der Sjltzwalzen weiterhin ändern,
wird die Walzkraft eine weitere maximale Pendelung während des Zeitintervalles T1-, Tg erreichen.
Die gestrichelten Linien V, die die Einhüllende der Malzkraftkurve
F bilden, zeigen die zyklische Weise, in der sich die Amplitude der Walzkraftschwingungen ändert, wenn sich die relative Winkelstellung der Stutzwalzen infolge des fehlenden Synchronismus der
Walzen während des Betriebes des Walzwerkes kontinuierlich verändern. In der Praxis wird die Anzahl der Schwingungen der WaIzkraftkurve F zwischen den maximalen und minimalen Punkten wahrscheinlich wesentlich größer sein als die gezeigte Zahl, die aus
Gründen der Klarheit und einer einfachen Darstellung verkleinert worden ist.
Erfindungsgemäß sind die Stützwalzen 18 und 19 synchronisiert und
in einer relativen Winkelstellung verriegelt, die eine minimale
Walzkraftänderung infolge von Exzentrizität der Stützwalzen erzeugt. Dadurch werden Veränderungen in der Dicke des gewalzten
Bandes, die durch derartige Walzkraftänderungen hervorgerufen sind, auf ein Minimum herabgesetzt, wodurch ein besseres Produkt
und weniger Au&hufimaterial mit falscher Dicke erzeugt wird» das
zulässige Dickenänderungen überschreitet. Dies wird in einer nun zu beschreibenden Weise erreicht. Es wird dafür gesorgt, daß «in
unterschiedliches Rutschen zwischen den Arbeitswaisen und des
walzten Band während des Betriebes des Walzwerkes auftritt.
209836/0888
Die Erfindung zieht Nutzen aus der Tatsache, daß ein Rutschen zwischen
den Arbeitswalzen 10 und 11 und dem gewalzten Band 13 notwendigerweise auftritt. Die Natur dieses Rutschens ist in Fig. 3
dargestellt. Wenn das Band 13 durch die Arbeitswalzen 10 und 11 hindurchläuft, wird seine Dicke von HL auf H2 vermindert. Aufgrund
der Zieheffekte, die mit der Dickenverkleinerung verbunden sind,
ist die Geschwindigkeit V2 des Bandes, nachdem es durch die Walzen
hindurchgelaufen ist, notwendigerweise größer als die Eingangsgeschwindigkeit
V1, wenn der Massefluß durch das Walzwerk konstant
sein soll. An neutralen Punkten N auf der Berührungsfläche der Arbeitswalzen
ist die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen gleich der
Bandgeschwindigkeit nach dem Austritt aus dem Walzwerk. An Berührungspunkten zwischen dem Band und den Walzen hinter den Punkten
N ist die Bandgeschwindigkeit größer als die Umfangsgeschwindigkeit
der Walzen, so daß dazwischen ein Rutschen auftritt. An Berührungspunkten
vor den Punkten N ist die Bandgeschwindigkeit kleiner als die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen, so daß dazwischen
ein Rutschen in der umgekehrten Richtung auftritt. Somit tritt kontinuierlich ein Rutschen zwischen den Arbeitswalzen und dem
gewalzten Band auf. Erfindungsgemäß wird dieses Rutschen differentiell
durch die Veränderung der durch ihre zugehörigen Antriebsmotoren auf die Arbeitswalzen ausgeübten Drehmomente eingestellt.
Es wird dafür gesorgt, daß dieses diffarentielle Rutschen in einer
Richtung auftritt, daß die Stützwalzen in diejenige synchronisierte Stellung zurückgebracht werden, die eine minimale Walzenkraftänderung
erzeugt, und zwar in Abhängigkeit von einer Abweichung der Stützwalzen von dieser Stellung. Diese automatische Regelwirkung
wird in das Motorantriebssystem der Arbeitswalzen eingefügt. Es wird nun als Beispiel ein Weg beschrieben, auf dem diese Regelwirkung
herbeigeführt werden kann.
In Fig. M sind die Antriebsmotoren 14 und 15 für diese Arbeitswalzen 10 und 11 als Gleichstrommotoren gezeigt, deren Läufer von
einer gemeinsamen Sammelschiene 31 gespeist werden, die über einen
Schalter 32 mit einer GleichstrorijspSisung, wie zum Beispiel
einem Generator 33» verbunden ist.
209836/0888
Die Motoren l4 und 15 besitzen Feldwicklungen 34 und 35, die
durch zugehörige PeIdstromregier 36 und 37 mit Gleichstrom gespeist sind. Die Feldstromregler, die schematisch dargestellt
sind, sind selbstsättigende Magnetverstärker, die allgemein als
spannungssteuernde Traraduktoren bezeichnet werden. Derartige Verstärker sind beispielsweise in dem US Patent 3 132 293 beschrieben, aus dem auch nähere Konstruktionsdetails entnommen werden
können. Die Verstärkerregler werden von Wechselstromquellen 38
und 39 gespeist und haben Gleichstrom-Ausgangskreise 40 und 41,
in denen der Ausgangsstrom gemäß dem von Steuerndcjclungen zugeführten ,resultierenden magnetischen Gleichstromsteuerfluß gesteuert wird. Wie ausl Fig. 4 hervorgeht, weist der Regler 36 drei
Steuerwicklungen 42, 43 und 44 und der Regler 37 drei SteuerwicklungenJ45, 46 und 47 auf. Die Motorfeldwicklungen 34 und 35 sind
mit den Ausgangskreieen 40 und 41 der Regler 36 und 37 verbunden, und der diesen Feldwicklungen zugeführte Gleichstrom wird durch
die Einstellung des Gleichstromes^ der den Steuerwicklungen zugeführt wird f geregelt . Um eine gleichzeitige Einstellung der Feldströme der Motoren 14 und 15 zu erlauben, sind die Steuerwicklungen 43 und 46 in gezeigter Weise in Reihe geschaltet und vom
Ausgang eines Re gelwiderst an des (Rheostat) 48 erregt. Der Rheostat
wird zwischen vorbestimmten stabilen Betriebegrenaen durch einen
reversiblen Motor 49 angetrieben, der durch geeignete, nicht gezeigte Steuerungen manuell betätigt wird, um die Betriebsdrehzahlen der Arbeitswalzen 10 und 11 einzustellen.
Die Steuerwicklungen 42 und 45 der Feldstromregler werden gemäß
den Aus gangs strömen in ihren Ausgangskreisen erregt, wie es in
Fig. 4 gezeigt ist, und auf diese Weise erfolgt eine Rückkopplungswirkung, durch die die Motorfeldströme auf Werten gehalten
werden, die vorher durch die Ausgangsgrößen der anderen Steuerwicklungen eingestellt sind. Die Steuerwicklungen 44 und 47 sind
dafür vorgesehen, eine ddtfiirentielle Einstellung der Feldströme
und infolgedessen Ausgangsdrehmomente der Antriebs motoren 14 und 15 zu gestatten, durch die die Stützwalzen 18 und 19 kontinuierlich synchronisiert werden, wie es im folgenden noch näher beschrieben werden wird.
209636/0888
Während des Walzwerkbetriebes wird jeder Verschiebefehler der
Stützwalzen durch die Winkelvergleichs-Einrichtung festgestellt, die in der dargestellten Form ein differentielles Drehreglersystem
ist (Elektrische Welle). Das System weist zwei Drehregler (Selsyn) 50 und 51 und einen differentiellen Drehregler 52 auf. Der Drehregler
50 hat einen Rotor 53» der mit dem Lager der oberen Stützwalze
18 gekoppelt ist, wobei die Verbindung durch die gestrichelte Linie 55 angegeben ist. In ähnlicher Weise hat der Drehregler 51
einen Rotor 51I, der mechanisch mit dem Lager der unteren Stützwalzen
19 verbunden ist. Diese Verbindung ist durch die gestrichelte Linie 56 angegeben. Die Drehregler 50 und 51 weisen Rotorwicklungen
57 und 58 und Statorwicklungen 59 und 60 auf, wobei die Rotorwicklungen von einer gemeinsamen Wechselstromquelle 6l gespeist
sind. Mit dieser Anordnung sind die elektrischen Ausgangsgrößen der Drehregler-Statorwicklunger eine Anzeige für die Winkelstellungen
der Stützwalzen 18 und 19.
Der Differentialdrehregler 52 hat einen Rotor 62 mit einer Rotorwicklung
63 und einer Statorwicklung 64. In dargestellter Weise ist die Statorwicklung 59 des Drehreglers 50 mit der Statorwicklung 64
des Differentialdrehreglers verbunden, und die Statorwicklung 60 des Drehreglers 51 ist mit der Rotorwicklung 63 des Differentialdrehregelers
verbunden. Die Verbindungen und Polaritäten sind so gewählt, daß, wenn die Stützwalzen durch die Motoren 14 und 15 über
die Arbeitswalzen 10 und 11 angetrieben werden, die Magnetfelder in den Rotor- und Statorwicklungen des Differentialdrehreglers in der
gleichen Richtung rotieren. Diese Richtung sei zu Darstellungszwecken als die Uhrzeigerrichtung angenommen. Wenn somit die Stützwalzen
mit der gleichen Drehzahl rotieren, bleibt der Rotor 62 des Differentialdrehregelers stehen. Wenn sich jedoch die Stützwalzen
mit unterschiedlichen Drehzahlen zu drehen beginnen, rotiert der
Rotor 62 des Differentialdrehreglers in einer Richtung, die davon abhängt, ob die eine der Stützwalzen der anderen vor- oder nacheilt.
Somit liefert die mechanische Ausgangsgröße des Rotors des Differentialdrehreglers
ein Ausgangesignal, das eine Anzeige für einen
Synchronismus fehler der Stützwalzen während des Walzwerkbetriebes
ist. Durch eine Verbindung des Ausganges des Differentialsystems mit den differentiellen Pe Ids t rom- Steuerwicklungen 44 und 47 der
209836/0888
Regeler 36 und 37 werden die Drehmomente der Antriebs motoren und das Rutschen zwischen den Arbeitswalzen 10 und 11 und dem gewalzten
Band 13 gesteuert, um so kontinuierlich jeden Fehler im Synchronismus
der Stützwalzen zu korrigieren. Es wird nun das Kopplungssystem beschrieben, durch das diese Verbindung hergestellt
wird.
Die mechanische Ausgangsgröße des Differentialdrehreglers 52 wird zunächst inyuleichstrom-Steuersignal umgewandelt, dessen Qröße und
Polarität eine Anzeige für die Richtung und Größe der Verschiebung des Rotors und des Differentialdrehreglers von einer Nullstellung
ist. Für diesen Zweck ist ein Potentiometer 67 vorgesehen, das ein feststehendes Widerstandselement 66 und einen drehbaren Schleifer
67 aufweist. Die Enden des Widerstandes 66 sind mit Plus- und Minus klemme η einer geeigneten Gleichstromeinspeisung verbunden. Ein
Mittelpunkt 68 ist geerdet, so daß er auf Nullpotential liegt. Der
Schleifer 67 ist durch eine Feder 69 vorgespannt, so daß er normalerweise
die gezeigte Null- oder Ausgangsstellung einnimmt. Er
kann aber durch Krafteinwirkung in jeder Richtung verschoben werden, um positive und negative Ausgangssignde zu erzeugen. Diese
Signale werden durch einen Leiter 70 dem Eingang eines Verstärkers 71 zugeführt, dessen Ausgang durch einen Leiter 72 mit den in Reihe
geschalteten differen tie Ilen Steuerwicklungen 44 und 47 der
Feldstromregler 36 und 37 verbunden ist. Die Ein- und Ausgangskreise des Verstärkers sind durch einen Kondensator 73 überbrückt, so
daß der Verstärker eine Integriejfunktion ausübt. Mit dieser Anordnung
wird die Gleichstromausgangsgröße des Verstärkers und der den
Wicklungen 44 und 47 zugeführte Strom in Abhängigkeit von der
Richtung der Verschiebung des Potentiometerschleifers 47 aus der Nullstellung vergrößert oder verkleinert. Ferner verändert sich
die Geschwindigkeit der Änderung der Verstärkerausgangsgröße mit
dem Grad der Verschiebung des Potentiometerschleifers aus der Nullstellung. Es sei bemerkt, daß die Polaritäten der Wicklungen 44
und 47 so gewählt sind, daß der hindurchfließende Strom entgegengesetzte Wirkungen auf die Stromaue gangs grüße der Feldstromregler
36 und 37 erzeugt. Somit vergrößert ein in der Schaltung 72 von den
Verstärker in einer Richtung fließende Strom die Ausgangsgröße des Feldstromreglers 36
209836/0888
- li -
und verkleinert die Ausgangsgröße des Reglers 37 und umgekehrt. Da das durch die Antriebsmotoren 1*1 und 15 erzeugte Drehmoment von
den im normalen Motorbetriebsdrehzahl-Bereich zugeführten Felöströmen
abhängt, wird deutlich, daß durch Steuerung der Richtung und
Größe des Stromes in der Schaltung 72 die MotordEehmomente in jeder
Richtung und um den gewünschten Betrag differentiell eingestellt werden können, wobei dieser Vorgang durch Bewegung des Schleifers
67 des Potentiometers 65 in irgendeiner Richtung von der nullstellung
herbeigeführt wird.
Um die Regelsystemschleife zu vervollständigen, ist der Potentiometers
chleifer 67 durch eine Kupplung Ik mit dem Rotor 62 des
Differentialdrehreglers 52 verbunden. Diese Verbindung ist durch
die gestrichelten Linien 75 und 76 dargestellt» Die Kupplung 7H
kann elektrisch betätigt werden, um einen Eingriff durch Schließsen eines Steuerschalters 72 zu erlauben* Bei einer ausgerückten
Kupplung ist der Rotor 62 des Differentialdrehreglers für eine Rotation frei und die Vo rs ρ an η fe„ der 69 hält- den Potentiometars
aiöifer 67 in der Nullstellung, Wenn die Kupplung in Eingriff
steht, drückt der Rotor 62 den Schleifer 6J in der eine»! oder anderen
Richtung aus der Nullstellung liferaus, um eis?- aifferentiulle
Einstellung der Ausgangsdrehi'-OHis;:-<;.■:■ 6,ti' A^i.viebsiaotorezi IH nad 15
zu bewirken. Unter gewissen Betrisb.ib&il^siai.pm können die Ausschläge des Regelsystems und der Motordrehsahlen normals Estrisbsgrenzen
überschreiten. Unter derartigen Bedingungen kann es wünschenswert
sein, die Ausgangsgröße des Verstärkers 71 momentan auf Null zu stellen. Zu diesem Zweck ist ein durch einen Schalter
78 gesteuerter Shuntkreis vorgesehen. Der Sehalter 78 kann manuell
oder automatisch betätigt werden.
Es wird nun der Betrieb des Antriebssystems beschrieben;, um einen
Synchronismus der Stützwalzen 18 und 19 in einer Stellung zu halten, die eine minimale Walzkraftänderung erzeugt.
Zunächst ist der Schalter 77 geöffnet, um die automatische Motordifferential-Peldsteuerung
abzuschalten. Dann werden die Stützwalzen 18 und 19 in solche Stellungen gebracht, daß sie die rela-
209836/0888
ti ve Winkelstellung haben, die eine minimale Walzkraftänderung
aufgrund von Exzentrizität der Stützwalzen erzeugt. Ein Weg, um diese vorbestimmte Winkelstellung zu bestimmen, besteht darin, die
Antriebsmotoren I^ und 15 durch Schließen des Schalters 32 zu erregen,
um die Walzen zu drehen. Da die Stützwalzen gewöhnlich unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wird sich die Winkelrelation
zwischen den Stützwalzen kontinuierlich ändern. Durch Beobachtung des Instrumentes 28 kann der Punkt der minimalen Walzkraftänderung
bestimmt werden. An diesem Punkt wird der Schalter 77 geschlossen, um das differentielle Peldsteuerungs-System zu aktivieren.
Die Verwendung eines aufzeichnenden Instrumentes erleichter4·
diesen Vorgang, indem es eine Kurve für die Amplitude der Walzkraft erzeugt, die der in Fig. 2 gezeigten Kurve ähnlich ist.
Nachdem der Schalter 77 geschlossen ist, bewirkt das Antriebssystem automatisch, daß der Synchronismus der Stützwalzen in der
gewünschten relativen Winkelrelation in folgender Weise aufrechterhalten wird.
In Verbindung mit Fig. 4 sei für eine weitere Erläuterung angenommen,
daß die obere Stützwalze 18 einen erhöhten Punkt H aufweist, dessen augenblickliche Winkelstellung bezüglich eines festen
Punktes in einem Winkel θ1 liegt, und daß die untere Stützwalze
19 einen niedrigen Punkt L in einem Winkel θ2 aufweist,
wie es in der Zeichnung dargestellt ist. Wenn die Winkel Θ, und θ« und die Drehzahlen der Stützwalzen gleich sind, erreichen die
hohen und niedrigen Punkte H und L die Berührungspunkte mit den Arbeitswalzen zur gleichen Zeit. Dies ist dann die gewünschte Winkelrelation
zwischen den Stützwalzen für eine minimale Walzkraftänderung infolge von Exzentrizität der Walzen, wie es in Verbindung
mit Fig. 2 erläutert wurde.
Während des Betriebes des Walzwerkes wird diese gewünschte Winkelrelation
versuchen, sich infolge unterschiedlicher Durchmesser der Stützwalzen oder eines unterschiedlichen Rutschens zwischen den
Arbeitswalzen und dem gewalzten Band 13 oder einer Kombination dieser zwei Effekte zu verändern. Beispielsweise sei angenommen,
.18 vor der Stützwalze , daß sich die Stützwalze /19 bewegt, so daß der Winkel Q1 größer
ist als Q^. Der Rotor 62 des Differential-drehreglers und der
209836/0888
Potentiometer-Schleifer 67 drehen sich dann im Uhrzeigersinn um einen Betrag, der gleich Θ, - 9g ist. Der Potentiometerschleifer
67 wird aus der Nullstellung herausbewegt und es fließt ein Strom durch die Schaltung 72 und die Wicklungen 44 und 47 der Feldstromregler,
um einen Steuerfluß in Richtung der Pfeile zu erzeugen. Für den Regler 36 ist dies in einer Richtung, in der der durch die
Feldstrom-Steuerwicklung 43 erzeugte Fluß unterstützt wird, so daß
/air 11Fe1IdSt rom und die Rück-EMK des Antriebs motors 14 vergrößert wird.
Dies verkleinert den Motorstrom und das Aus gangs drehmoment. Andererseits
ist im Regler 37 der durch die Spule 47 erzeugte Fluß
entgegengesetzt zu dem Fluß, der durch die Drehsahl-Steuerwicklung
46 erzeugt wird, so daß dadurch der Feldstrom und die Rück-EMK des Antriebsmotors 15 verkleinert wird. Dies vergrößert den Motorstrom
und das Ausgangs drehmoment. Infolgedessen ändert sich das Motordrehmoment in entgegengesetzten Richtungen, wodurch ein grösseres
Rutschen zwischen der Arbeitswalze 11 und dem Band 13 auftritt, als das Rutschen zwischen der Arbeitswalze 10 und dem Band
13. Dies führt dazu, daß die Stützwalze 19 schneller rotiert als die Stützwalze l8, bis die Winkel θ^ und 6g wieder gleich sind.
An diesem Punkt hat sich der Rotor 62 des Diffenentialdrehreglers wieder in seine Ausgangsstellung zurückgedreht, um die Ausgangsgröße
des Potentiometers 65 zu Null zu machen. Falls die Stützwalze
19 dazu neigt, sie vor der Walze 18 zu bewegen, wird der Winkel θ~ größer als Θ.. Diese umgekehrte Wirkung tritt in Abhängigkeit
von einer Bewegung des Rotors 62 im Gegenuhrzeigersinn auf.
Es wird deutlich, daß die Integrierwirkung des Verstärkers 71 das
Regelsystem stabilisiert, d.h. das Potentiometer wird sich bei einem
in der einen oder anderen Richtung durch die Schaltung 72
fließenden Strom in der Nullstellung befinden. Dies wird durch die
Kombinierung der proportionierenden Wirkung des Potentiometers 65 mit der integrierenden Wirkung des Verstärkers 71 erreicht.
Ee sei darauf hingewiesen, daß die Regelprinzipien der- vorliegenden
Erfindung auf andere Arten von Motorrege!systemen angewendet
werden können, ohne von den Lehren der Erfindung ajbsiweiehen« Beispielsweise
können die relativen Aus gangs drehmoment^ der Mki?i<sbiL"
motoren 14 und 15 durch eine differentielle Einstellung ihrer-
209336/0838
Ankerspannungen gesteuert werden, anstatt durch die Feldströme, und es können auch dreh ζ ah Ire ge Ib are Wechselstrommotoren verwendet
werden. Dies ist für den Fachmann ohne weiteres klar. Ferner können andere Arten bekannter Winkelvergleichssysteme, sowohl analoge
als auch digitale, anstelle des dargestellten Drehreglersystems verwendet werden, um die Drehmoment differen ζ der Antriebsmotoren .
zu regeln.
Das er fin dungs ge mäße Motorantriebs- und Regelsystem ist anhand eines
Walzwerkes beschrieben worden, in dem die Stützwalzen durch die Arbeitswalzen für eine Drehung angetrieben werden. Die Erfindung
ist aber selbstverständlich auch auf ein Walzwerk anwendbar, in dem die Stützwalzen direkt durch die Antriebsmotoren und die Arbeitswalzen durch die Stützwalzen angetrieben werden.
209836/0888
Claims (1)
- PatentansprücheAntriebssystem für ein Walzwerk, das ein Paar miteinander in Eingriff stehender Arbeitswal zsn, die eine Berührungsfläche bilden, durch die ein zu walkendes Band hindurchläuft und ein Paar Stützwalzen umfaßt, von denen je'de Stützwalze an ihrer zugehörigen Arbeitswalze auf der der Berührungsfläche gegenüberliegenden Seite angreift und mit der Arbeitswalze drehend angetrieben ist, gekennzei chnet durcha) ein Paar Motoren (I11,15) zum Antrieb der Arbeits- und Stützwalzen (10,11; 13,19), wobei jeder Motor (1*1,15) für den Antrieb seiner zugehörigen Arbeits- und Stützwalzen getrennt verbunden ist,b) eine Regelung (65,71) zur different!eilen Einstellung der Drehmomente, die den Arbeitswalzen (10,11) durch die Antriebsmotoren (I1JjIS) zugeführt sind,c) eine Vergleichseinrichtung (50,51,52), die derart angeordnet ist, daß die augenblicklichen Winkelstellungen der Stützwalzen (18,19) kontinuierlich vergleichbar und ein Ausgangssignal erzeugbar ist, das gemäß der Abweichung der relativen Winkelstellungen der Stützwalzen (l8319) von einer vorbestimmten Stellung variabel ist, undd) Koppelmittel (71I), die die Regelung (65,71) gemäß dem Ausgangssignal von der Vergleichseinrichtung (50,51,52) aktivieren, so daß die relativen Größen der den Arbeitswalzen zugeführten Drehmomente so einstellbar sind, daß zwischen den Arbeitswalzen (10,11) an der Berührungsfläche (13) differentielles Rutschen auftritt, durch das die Stützwalzen (18,19) während des Walzwerkbetriebes in der vorbestimmten relativen Winkelstellung gehalten sind.Antriebssystem nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren (14,15) Feldwicklungen (3^,35) aufweisen, die mit einem einstellbaren Strom gespeist sind, und die Regelung Mittel (65) zur differentiellen Einstellung der den Antriebsmotoren (14,15) zugeführten Feldströme umfaßt,209836/U8883. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter (77) zur Abschaltung der Regelung (65,71) vorgesehen sind, bis die Stützwalzen (18,19) während ihrer Rotation durch die Antriebsmotoren (1*1,15) die vorbestimmte relative Winkelstellung einnehmen.4. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Antriebsmotor (14,15) einen getrennten Feldstromregler (36,37) aufweist und die Regelung Mittel (72) zur differentiellen Einstellung der Ausgangsgröße der Pe Ids t romregier (36,37) umfaßt.5. Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur differentiellen Einstellung der Ausgangsgröße der Feldstromregler (36,37) eine Schaltung (72) umfassen, die vom Ausgang eines Integrierverstärkers (71) gespeist ist, der von der Vergleichs einrichtung (50,51,52) gesteuert ist.6. Antriebssystem nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß Mittel (65) zur Speisung des Integrierverstärkers (71) mit einem Eingangssignal vorgesehen sind,dessen Größe und Polarität gemäß der Richtung und Größe des Ausgangssignales von der Vergleichs einrichtung (50,51,52) veränderbar sind.7. Antriebssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung ein Drehreglersystem (Elektrische Welle) ist, das einen Differentialdrehregler (52) mit Stator- und Rotorwicklungen (63,64) umfaßt, die von mit den Stützwalzen (18,19) gekoppelten Drehregler-Generatoren erregt sind, wobei die mechanische Auslenkung des Rotors (62) des Differentialdrehreglers (52) das Ausgangssignal bildet.8. Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, daß zwischen dem mechanischen Ausgang des209836/0888Differentialdrehreglers (52) und der Regelung (65,71) eine Kupplung (71O eingefügt ist.209836/0888
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11731971A | 1971-02-22 | 1971-02-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2207822A1 true DE2207822A1 (de) | 1972-08-31 |
Family
ID=22372221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19722207822 Pending DE2207822A1 (de) | 1971-02-22 | 1972-02-19 | Motorantriebssystem für Walzwerk |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3683653A (de) |
DE (1) | DE2207822A1 (de) |
FR (1) | FR2126302B1 (de) |
IT (1) | IT947706B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2407430A1 (de) * | 1974-02-13 | 1975-08-21 | Licentia Gmbh | Verfahren und einrichtung zur ermittlung der dicke oder dickenabweichung eines aus einem walzgeruest auslaufenden walzgutes |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3882705A (en) * | 1974-03-07 | 1975-05-13 | Westinghouse Electric Corp | Roll eccentricity correction system and method |
US3881335A (en) * | 1974-03-07 | 1975-05-06 | Westinghouse Electric Corp | Roll eccentricity correction system and method |
JPS59169614A (ja) * | 1983-03-15 | 1984-09-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 先進率制御装置 |
JP5003492B2 (ja) * | 2006-08-03 | 2012-08-15 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 圧延ロール用電動機の駆動装置 |
DE102006048427B3 (de) * | 2006-10-12 | 2008-05-21 | Siemens Ag | Walzanlage, nachgerüstete Walzanlage, Walzwerk oder Walzstraße, Verfahren zum Ansteuern einer Walzanlage und Verwendung eines ersten Gerüsts einer Walzanlage |
US9221088B2 (en) * | 2009-04-21 | 2015-12-29 | Fairmont Technologies, Llc | Stretch roll forming |
US10363590B2 (en) | 2015-03-19 | 2019-07-30 | Machine Concepts, Inc. | Shape correction leveler drive systems |
US10160017B2 (en) * | 2016-01-15 | 2018-12-25 | Braner Usa, Inc. | Torque balancing roll forming machine |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE972394C (de) * | 1954-01-09 | 1959-07-16 | Siemens Ag | Einrichtung zur Drehmomentregelung von Doppelantrieben, insbesondere fuer Doppelantriebe von Walzgeruesten |
BE636339A (de) * | 1962-08-29 | |||
US3298212A (en) * | 1963-12-16 | 1967-01-17 | Westinghouse Electric Corp | Rolling mill control apparatus |
-
1971
- 1971-02-22 US US117319A patent/US3683653A/en not_active Expired - Lifetime
-
1972
- 1972-02-18 IT IT20755/72A patent/IT947706B/it active
- 1972-02-19 DE DE19722207822 patent/DE2207822A1/de active Pending
- 1972-02-22 FR FR7205965A patent/FR2126302B1/fr not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2407430A1 (de) * | 1974-02-13 | 1975-08-21 | Licentia Gmbh | Verfahren und einrichtung zur ermittlung der dicke oder dickenabweichung eines aus einem walzgeruest auslaufenden walzgutes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2126302A1 (de) | 1972-10-06 |
IT947706B (it) | 1973-05-30 |
FR2126302B1 (de) | 1977-04-01 |
US3683653A (en) | 1972-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2452756C3 (de) | Zuführungsvorrichtung für eine in eine Druckmaschine einlaufende Materialbahn | |
DE2529524A1 (de) | Drehmaschine | |
DE2207822A1 (de) | Motorantriebssystem für Walzwerk | |
DE1172221B (de) | Vorrichtung zum Regeln der Querschnittsflaeche oder Form von Walzgut | |
DE2241032B2 (de) | Schaltung elektrischer Antriebe in einer Vielrollen-Stranggießanlage | |
DE1938147A1 (de) | Entzunderungsvorrichtung fuer Walzwerke | |
DE2650287C2 (de) | Verzugseinrichtung für Faserbänder | |
DE1402641A1 (de) | Walzwerk,insbesondere mehrgeruestige Walzstrasse | |
DE1918584A1 (de) | Regelsystem fuer Gleichstrommotore | |
DE757942C (de) | Schaltung zum Betrieb der Rollenmotoren zu beiden Seiten von Metallwalzgeruesten | |
DE2153697B2 (de) | Vorrichtung zum lagenweisen wickeln von spulen | |
DE682081C (de) | Elektromotorischer Antrieb fuer Bandkaltwalzwerke | |
AT160740B (de) | Folgesteuerung. | |
DE1763410B2 (de) | Schaltungsanordnung zur Sollwertvorgabe für die Drehzahlen mehrerer, in einem bestimmten Drehzahlverhältnis zueinander stehender elektrischer Antriebsmotoren in Draht- oder Bandwalzwerken | |
EP0005450A2 (de) | Anordnung zur betriebsmässigen Erfassung der Veränderung der Walzlinienhöhe bei einer Walzstrasse | |
DE1290234B (de) | Einrichtung zur Regelung der Walzgutdicke in Warmwalzwerken | |
DE377968C (de) | Einrichtung zur Geschwindigkeitsregelung einer Maschine | |
AT103150B (de) | Einrichtung zur willkürlichen Leistungsübertragung zwischen zwei nicht starr miteinander verbundenen Wechselstromnetzen mittels zweier gekuppelter Synchronmaschinen. | |
DE2138837C3 (de) | Steuerung für Ringwalzwerke | |
DE613360C (de) | Einrichtung zur Regelung einer von einer Kraftmaschine angetriebenen elektrischen Maschine, insbesondere fuer die Synchronisierung von Wechselstromgeneratoren | |
DE2747118A1 (de) | Taschenfalzmaschine | |
DE2048242A1 (de) | Vorrichtung zur Herstellung von Off nungen und Vertiefungen in Materialbahnen oder Karten Material | |
DE593798C (de) | Mehrmotorenantrieb mittels Gleichstrommotoren, insbesondere fuer Papiermaschinen | |
DE641065C (de) | Gleichlaufsteuerung fuer elektrische Mehrmotorenantriebe von Arbeitsmaschinen | |
DE1182333B (de) | Leistungs-Frequenzregeleinrichtung fuer Kraftwerkssysteme |