SU1052296A1 - Устройство дл обнаружени налипани металла на оправку стана холодной прокатки труб - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НАЛИПАНИЯ МЕТАЛЛА НА ОПРАВКУ СТАЙА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ,.содержащее датчик осевых усилий/ возникающих i| S стержне оправки, соединенш й.с входом преобразовател , выход которого подключен на эдин из входов блока логики, датчик к айнего положени  клети станэ/ соединенный с втоЕ%1м входом блока логики, и ииформадиомное табло, подключенное на выход блока логики, о т л и ч а ю.щ е е с   тем, что, с целью обеспечени  надежного определени  момента возникновени  налипани  металла . дл  устранени  брака по качеству -.: внутренней поверхности труб, оно дополнительно снабжено фильтром высокой частоты и пороговой схемой, выход которой подключен на вход преобразовател , а вход соединен с выхо 0 дом фильтра высокой частоты, при этом вход фильтра подключен к с датчику осевых усилий.

Description

о

ел

ND

SO

С0 О

Изобретение относитс  к обработке металлов-давлением и может быть использовано при холодной (теплой) прокатке труб из малолегированных и нержавеюцих марок сталей.

. Известно устройство дл  обнаружени  налипани  металла при прокатке, содержащее приборы дл  измерени  амплитудно-частотных характеристик процесса и сравнени  их сэталонными . При этом контролируют колебани  прокатываемого металла в вертикальной плоскости на выходе из чистовой клети, из спектра частот выдел ют составл ющую колебаний с частотой вращени  валка и о налипании металл суд т по 3-4-кратному увеличению амплитуды выделенной составл ющей flj .

Однако известным устройством можно контролировать налипание металла только в том случае, если процесс прокатки носит непрерывный характер а прокатываемое изделие может совершать копе&а к  в вертикальной плоскости на выходе из клети. Процесс холодной (теплой) прокатки периодический характер и прокатываема  труба на выходе иэ клети не имеет степеней свободы ни в вертикальной , ни в горизонтальной плоскости . Труба зажата прокатными валками в клети стана ив переднём патрона , поворота и совер иает только прерывистое врацательногпоступаФельное:движение вдоль оси прокатки, floэтому .известным устройством нельз  определить момент налипани  при холодной прокатке труб

Наиболее близким к предлагаемому по твх1йической стадности,  вл етс  устройство дл  обнаружени  валипайи  металла на прокатный инструмент при ХОЛОДНОЙ (теплбй) прокатке труб, состо щее из датчика осевого йеретлещени  стержн  оправки, соединенного со входом преобразовател , представл юцего собой Формирователь импульсов типа триггера Шмидта, -выход кото юго подключен на один из входов блока логики, выполиЯк аего счетные и логические Ог ёра1ДЙи и собранного на базе элементов Логика Т, датчи ков крайних положений клети стака, соединенных со в-сорам входом блока логики, и информационного табло, подключенного на шлход бло1(а  огики 2 .,

Одаако данным устройством нельз  однозначно определить мсжент возник- новени  налипани  металла на проKaTHbOt инструмент.

Известным устройством контролируют частоту осевых колебаний стержн  оправки и сравнивают ее с часто- ; той рабочего хода клети стана. Сиг- / нал о наличии налипани  устройство /

вьвдав# тогда, когда частота осевых колебаний стержн  оправки превышает частоту рабочего хода клети в , два и более раз.

При производстве труб холодной (теплой) прокаткой на оправке имеют место случаи, когда частота осевых колебаний стержн  оправки, йызван ных изменением осевых усилий в процессе прокатки, в услови- х отсутст-V ВИЯ налипани  более чем в два раза превьшает частоту рабочего хода клети стана. На частоуу осевых колебаний стержн  оправки в процессе прокатки оказывают вли ние различные факторы технологического характера , а также факторы, обусловленные конструктивными особенност ми стана и техническим состо нием его механизмов.

Цель изобретени  - обеспечение надежного определени  момента возникновени  налипани  металла дл  устранени  брака по качеству внутренней поверхности труб.

Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство дл обнаружени  налипани  металла на оправку стана.холодной прокатки труб, содержащеедатчик Осевых усилий, возникающих в стержне .onpaBj H,,соединенный со входом преобразовател , выход которого подключен на один из входов блока логики , датчик крайнего положени  клег тй стана, соединенный со вторым входом блока логики, и информационное табло, подключенное на выход блока логики, дополнительно снаб- , женЬ фильтромвысокой частоты и пороговой схемой, выход которой подключен на вход преобразовател , а вход соединен с выходом фильтра высокой частоты, при этом вход фильтра подключен к датчику осерых усилий

На фиг. 1 представлено устройство ( чистота колебаний осевых усилий в стержне оправки на пор док выше Частоты рабочего хода клети стана) на фиг. 2 - осциллограмма изменени  осевых усилий в стержне оправки при прокатке труб из стали Г2Х18Н1рТ на стане КПТ-55 в услови х отсутствй  налипани  в момент времени, а клеть става находитс  в крайнем заднем положении, в момент Ъ - в крайнем переднем), на фиг. 3 - осциллограмма Изменений усилий раст51жени  в стержне оправки при прокатке в, услови х возникновени  налипани  и циклограмма работы предлагаемого устройства .

Устройство содержит датчик 1 осевого усили  раст жени  в стержне оправки , фильтр 2 высокой частоты, собранныйi по схеме активного фильтра , на операционном усилителе К284УД1Б, на вход которого подключен датчик 1, a выход фильтра соединен со входом пороговой схемы 3, собран ной по схеме компаратора на микросх ме К284ПУ1, выход которой подключен на вход преобразовател  4, представ л ющего собой триггер Шмидта на мик росхеме серии К155, выход которого подключен на один из входов блока логики. Блок логики включает блоки, представл ющие собой счетные и логические элементы серии К155. На счетный вход дес тичного счетчика 5 подключен выход преобразовател  4, а на вход установки нул  этого счет чика подключен выход схемы 6 сброса дес тичного счетчика, на вход кото . рой подключен датчик 7 крайнего заднего положени  клети стана. Выход дес тичного счетчика 5 соедй нен с одним из входов схемы 8 срав-. I нени , на второй вход которой подключей задатчик 9, Выход схемы 8 сравнени  соединен со счетным входом двоичного счетчика 10 и с пр мым входом триггера 11, на второй вход установки триггера 11 в исходное состо ние подключен выход 6 сброса. Выход триггера 11 подключен на один из входов логической схемы 12 И-НЕ, на второй вход которой подключен выход схемы 13 сброса двоичного с етчика, на вход которой подключен датчик 7 крайнего , заднего положени  стана. Выход схема 12 соединён со входом установки двоичного счетчика 10 . в исходное состо ние, а выход счетчика 10 соединен со входом схемы 14 11ё вполнени , выход которой .подключен на вход табло 15, сигнализирую;адего 6 возникновении налипани . Устройство работает следующим образом. В момент начала прокатки, когда клеть стана начинает перемещатьс  вперед и выход ить из зоны действи  датчика 7 крайнего заднего положет ни  клети, на выходе схемы 6 сброса по вл етс  Импульсный сигнал, ра ный 1, который, поступа  на входы дес тичного счетчика 5 и триггера 1 устанавливает их в исходное состо ние . При на выходе счетчика 5 сигнал равен О, на выходе триггера 11 сигнал равен 1, а на выходе ; схемы 13 сброса дес тичного счетчик сигндл не измен етс  и равен 0. Сче :чики 5 и 10 наход тс  в иЪходном со то нии и готовы дл  просчета импуль сов, в процессе дальнейшего перемещени  клети стана начинаетс  процес ;дефо{ 1ации заготовки на оправке, возникают осевые усили  в стержне оправки и на выходе датчика 1 осево го усили  раст жени  по вл етс  сиг нал, имеющий форму, приведенную на фиг. 2 (А), и соответствующий услоВИЯМ прокатки при отсутствии налийа. ни . Сигнал датчика поступает на вход фильтра 2 высокой частоты, который не пропускает высокочастотную составл ющую с целью исключени   ожных срабатываний устройства, и .затем поступает на вход пороговой схемы 3. Йороговое устройство настроено таким образом, что пропускает только ту часть сигнала датчика, котора  превышает значение, равное 0,8 ,, Нт« наибольшее значение сигнала датчика 1 при отсутствии налипани . Такое решение исключает вли ние случайных отклонений и всплесков зна чений осевых усилий на дрстоверность и надежность определени  момента Налипани  металла на оп эавку. Значение , коэффициента, равное 0,8, прин то в результате анализа большого статистического материала по замерам осевых усилий раст жени  в стерж не оправки при прюкатке как при отсутствии налипани , так ив услови х возникновени  налипани . Такое значение гарантированно отсеивает . случайныеотклонени  усилий раст жени  и пропускает отклонени  сили. характерные дл  момента возникновени  налипани . Сигнал с выхода пороговой схемы 3 поступает на вход преобразовател  4, на выхоДе которого формируютс  П-образные импульсы, соответственно изменени м .сигнала на выходе порогового устройства. Эти импульсы поступают на вход дес тичного счетчика 5,который просчитывает их в течение одного двойного хода клети стана (цикла прокатки), т,е« за врем , когда клеть стана из крайнего заднего положени  перемещаетс  вперед и возвращаетс  снова в йрайнее заднее положение. На фиг. 2 и 3 эти интервалы времени обозначены как а,- ог f 01г - Оч I Если количество импульсов, просчитанных счетчиком 5, превышает заданное задатчиком 9 (что соответствует моменту возникновени  налипани ), на выходе схемы 8 сравнени  по вл етс  один импульсный сигнал, который поступает на вход двоичного счетчика 10, переврд  его из состо ни  О в состо ние. 1, а также на вход триггера 11, в результате чего сигнал на выходе триггера 11 из 1 переходит в 0. При возвращении клети стана в крайнее заднее положение в момент входа ее в зону действи  датчика 7 крайнего заднего положени , на выходе схемл i3 сброса двоичного счетчика формируетс  импульсный сигна .17, равный 1, ко.торый поступает , на вход схемы „12. Однако схема 12 И-НЕ не измен ет своего состо ни , поскольку на другом ее входе сигнал равен нулю. На выходе .схемы 12 сигнал по-прежнему равен 1, и двоичный счетчик 10 может просчитывать импульсы. В начале следуквдего цикла прокатки в момент выхода клети стана из зоны действи  датчика 7 на выхо де схемы 6 сброса снова формируетс  импульс, устанавливаквдий счетчик 5 и триггер 11 в исходное состо ние . Повтор етс  цикл работы ус ройства. Если при зтом количество импульсов, просчитанных счетчиком,5 снова превышает заданное задатчиком 9, двоичный счетчик Ю переходит из одного состо ни  в другое и на выходе триггера 11 сигнал становитс  равным 0. В момент окон чани  цикла прокатки, когда клетьвозвращаетс  в крайнее заднее поло жение, двоичный счетчик 10 по-преж нему не сбрасываетс  Если такай картина повтор етс  в течение трех последовательных циклов прокатки , (т.е. устойчиво фиксируетс  состо  ние налипани  металла на оправку), на выходе схемы 14 переполнени  по л етс  сигнал, .равный 1., который поступает на вход табло 15, которо сигнализирует об налипании металла на оправку. При этом стан останавливают , извлекают стержень с оправкой, производ т осмотр ее и зачистку. Если же после перво1 о или второ го циклов прокатки, во врем  которых было зафиксировано налипание металла, последует цикл, при коточ poiv налипание не будет зафиксиро|вано , результат измерений . этих iциклов сбрасываетс . В этом случае устройствоработает следующим Образом. В течение двух последовательных циклов прокатки фиксируетс  налипание металла на оправку. При этом двоичный счетчик 10 после двух циклов находитс  в состо нии 2 и на выходе схемы 14 переполнени  сигнал равен О, на табло 15 налипание не сигнализируетс . В начале следующего , третьего цикла в момент Выхода клети стана Из зоны действий датчика 7 на вькоде схемы б (формируетс  импульсный сигнал, который поступает на вход счетчика 5, уставав лив а  его в исходное состо  ние, и на вход триггера 11, на выходе которого по вл етс  сигнал, равный 1. ЕСЛИ за врем  третьего цикла количество импульсов, просчитанных счетчиком 5, меньше заданного задатчикс л 9, на выходе схемы 8 сравнени  сигнал не измен етс  и остаетс  равным О, в результате ,. чего двоичный счетчик 10 остаетс  IB состо нии 2, а на выходе триггера 11 сигнал остаетс  равным 1. В момент окончани  цикла прокатки, когда клеть возвращаетс  в крайнее заднее положение и входит в зону действи  датчика 7, на выходе схема 13 сброса по вл етс  импульсный сигнал, равный 1 и следовательно на оба входа схемы 12 И-НЕ подаютс  сигналы, равные 1. При зтом на выходе схемы 12 сигнал стает равным О и сбрасывает счетчик 10 в исходное состо ние. Таким образом, устройство выдает сигнал о наличии налипани  в том случае, если это налипание зафиксировано не менее, чем за три поеледовательных цикла прокатки. Такое решение исключает ложные срабатывани , вызванные различными случайными факторами, Устройство опробовано на стайе ХПТ-55. при прокатке труб из стали 12Х18Н10Т при числе двойных ходо . в минуту п 75 и поДаче m 7 мм. При отсутствии налипани  металла на оправку осевые усили  в стержне оправки имеют вид, представленный На фиг, 2. В услови х возникновени ; налипани  резко измен етс  йартина осевых усилий раст жени  в стержне оправки (фиг. З). За врем  одного цикла прокатки по вл етс  второй всплеск усилий, который по амплитуде превышает наибольшее значение усили  раст жени  в услови х отсутстви  налипани . Это объ сн етс  тем, что при возникновении налипани  затрудн етс  сход рабоче-г го конуса .с оправки особенно в моиен-т пойачй заготовки (на фиг. 2 и 3 этот момент обозначен буквами B.J, , .в). За врем  одного цикла при налипании металла на оправку на викбде преобразовател  4 фиксируют два импульса и , заданное количество импульсов, установленное задатчиком 9, равн етс  единице. Таким образом, через три последователь ных цикла прокатки С1|- ог , , (фиг. 3), в которых регистрируетс  налипание, на выходе блока логики по вл етс  сигнал , равный 1, который поступает на вход табло 15, Табло сигнализирует о наличии налипани  металла на оправку. Последующий осмотр поверхности оправки и контроль качества внутренней поверхности Образцов труб подтверждает наличие налипани : на поверхности оправки обнаружены несколько п тен прив.арившегос  металла трубы, а на внутренней поверхности отЪбранных образцов имеютс  задиры. Таким образом, использование устройств обеспечивает, по сравнению с известным, надежное определение ом.ента налипани  металла на оправку в процессе прокатки, что позвол ет устранить брдк производства по качеству внутренней поверхности ,труб. Это достигаетс  за счет четкого фиксировани  предлагаемым устройством изменений осевых усилий раст;|л;ени  в стержне оправки, харак

терных дл  момента возникновени  в процессе прокатки.

Экономический эффект от внед1Явни  устройства, позвол ющего исклю чить брак по качеству внутренней по верхности,составл ет 3,2 тыс.руб в год на каждые 1000 мпроизводимлх труб.

Стержень /onpaSnu

блок лвгит

QI Л % fe

О Of

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НАЛИПАНИЯ МЕТАЛЛА НА ОПРАВКУ СТАНА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ,.содержащее датчик осевых усилий, возникающих’ » в стержне оправки, соединенный с входом преобразователя, выход которого подключен на один из входов ¹ блока логики, датчик крайнего положения клети стана, соединенныйс вторым входом блока логики, и информационное табло, подключенное на выход блока логики, о т л и ч a loin е е с я тем, что, с целью обеспечения надежного определения момента возникновения налипания металла для устранения брака пр качеству внутренней поверхности труб, оно дополнительно снабжено фильтром высокой частоты и пороговой схемой, выход которой подключен на вход прерб- § разрвателя, а вход срединен с выходом фильтра высокой частоты, при Λ этом вход фильтра подключен к · датчику осевых усилий.
2. 2^