книги из ГПНТБ / Филатов, А. С. Электропривод и автоматизация реверсивных станов холодной прокатки

Полученное общее выражение для натяжения (206) показывает, что возникающие в начале ускорения коле бания по мере возрастания ускорения системы за­ тухают.

Одновременно с этим уменьшается угловая частота колебаний и растет период, что очевидно из выражения для

2. АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПРИ УСКОРЕНИИ ВРАЩЕНИЯ ВАЛКОВ СТАНА

Количественный анализ изменения натяжения при равномерном ускорении прокатки проведен примени­ тельно к стану 300 для двух исполнений привода мотал ки. Рассмотрен режим ускорения прокатки от состояния покоя до минимальной скорости за время 10, 5 и 2 с. При ускорении клети из состояния покоя коэффициент

182

b„ равен нулю. Поэтому уравнение (206) упростится и перепишется в следующем виде:

Здесь

_ аФа R

По выражению (207) на рис. 93 построены кривые натяжения в относительных единицах.

Рис. 93. Натяжение полосы при ускорении прокатки по закону v=ai; время ускорения /р = 10 с (/), tp =5 с (2) и 'р=2 с (3), натяжение покоя 7"0=0; изменение момента привода ступенчатое

Интересно отметить, что в данном случае только этим и отличаются переходные режимы в различных си­ стемах привода моталок. Другие показатели приобре­ тают одинаковые значения независимо от типа привода.

Большой практический интерес представляет анализ режима ускорения стана по закону var)—v0±ciot, когда начальная скорость прокатки не равна нулю. Изменение входной скорости по такому закону можно наблюдать при изменении раствора валков в процессе регулирова­ ния толщины полосы. Во всех этих случаях полагаем, что система регулирования натяжения стремится поддержи­ вать момент привода - моталки постоянным и равным

183

M=Mq. С учетом этого условия выражение (206) примет следующий вид:

Первый член правой части уравнения MJR представ­ ляет собой начальное натяжение Т0, которое не зависит от величины ускорения и вида привода. Поэтому для

сравнения поведения натяжения на моталках с электро­ механическим приводом и с приводом от гидромуфты рассмотрим переменную составляющую натяжения

184

Так, на стане 300 прирост натяжения уменьшается в 14 раз, а на моталке стана 400—в 4 раза при применении гидромуфты по сравнению с электромеханическим при­ водом.

И это происходит почти при мгновенном затухании (протекании) переходного процесса, время которого ис­ числяется сотыми долями секунды. В силу этого можно отметить, что внедрение системы привода с муфтами создает исключительно благоприятные условия для ра­ боты быстродействующих регуляторов натяжения и тол­ щины полосы.

3. АНАЛИЗ ПРОЦЕСССА НАМОТКИ БУНТА

Процесс намотки бунта характеризуется следующим. При наложении каждого нового витка на барабан мо­ талки увеличивается линейная скорость намотки. Пере­ ход к новому радиусу бунта осуществляется при ма­ лом угле поворота вала, что позволяет говорить о ступен­ чатом увеличении скорости и радиуса намотки от R c

до Rn.

Натяжение полосы, скорость и момент привода в этот период определяются значениями предшествующе­ го режима. Таким образом, увеличение радиуса бунта является причиной перехода к новому режиму, при ко­ тором уменьшается скорость вращения привода и изме­ няется натяжение полосы.

На изменении момента привода следует остановиться более подробно. При наличии электрогидравлического привода намоточного устройства момент на валу бара­ бана моталки при наложении витка остается постоян­ ным. Он не зависит от скорости. Привод имеет верти­ кальную, характеристику. Это свойство системы привода с муфтой, как будет видно из анализа, проведенного ни­ же, приводит к благоприятному протеканию переходно­ го режима.

185

Принципиально другую картину наблюдают при электромеханическом приводе моталки.

В этом случае момент привода, приведенный к валу механизма, может быть выражен:

Полученные выражения позволяют определить ха­ рактер протекания переходных режимов и влияние угла наклона а механической характеристики .электромехани­ ческого привода на натяжение полосы.

Это удобнее всего сделать на основании зависимо­ стей (175), которые могут быть теперь переписаны с уче­ том значения момента по выражению (213)

i2P — асо0 (д9,55

или

(215)

dt*

186

Уравнение характеризует процесс, когда момент на валу моталки не остается постоянным, а является функ­ цией скорости привода согласно механической характе­ ристики.

Не решая уравнение, по его структуре можно сделать следующее заключение.

Коэффициент при первой производной возрос на ве- Э.ббса2,

личину — - — : . Это означает, что затухание процесса

будет более интенсивным, время переходного режима уменьшится. Установившееся значение натяжения и момента определится в соответствии со скоростью ново­

и ранее, определится скоростью выхода металла из вал­ ков и радиусом бунта

Ш 1 = Ьо ф ). (216)

При этих условиях в качестве исходного уравнения для анализа движения электромеханической системы привода моталки может служить зависимость (215). Скорость и момент привода при t=0 определяются предшествующим режимом, а радиус бунта принимает новое значение

Специфика протекания процесса определяется посто­ янными интегрирования, определяемыми из начальных

dt

привода уже не будет равна нулю, а определится как разность скоростей между угловой скоростью барабана моталки при t=0, т. е. скоростью в предшествующем ус­ тановившемся режиме и новой скоростью подвижной системы отсчета

dt

1=0 в выражение (213) для момента, то получим

187

Скорость привода в переходном режиме на основа­ нии формулы (153) определяют из выражения:

188

Таким образом, если в новом установившемся режи­ ме натяжение увеличилось, то установившееся значение скорости привода стало меньше.

Новое установившееся значение скорости, определяе­ мое из выражения (223):

тельно к электромеханическому приводу моталки, в ко­ тором существует зависимость между моментом и ско­ ростью вращения, определяемая механической характе­ ристикой двигателя.

Для электрогидравлической системы привода харак­ терна экскаваторная характеристика.

Поэтому соответствующие зависимости для анализа пе­ реходного режима в системе с гидромуфтой можно.по­ лучить из вышеприведенных равенств, если принять ко­ эффициент а равным нулю.

Количественный анализ изменения натяжения поло­ сы с использованием полученных зависимостей проведен

189

дет уделено изменению в переходных режимах прираще­

ставляет 0,47 с, можно предположить, что переходный процесс полностью заканчивается к моменту наложения нового витка.

В установившемся режиме на моталке с электроме­ ханическим приводом, имеющим жесткую характеристи­ ку M=f(n), происходит прирост натяжения. У моталки с приводом от гидромуфты, имеющей экскаваторную ха­

300 и 400 показывает, что изменение натяжения при на­ ложении витка меньше по абсолютной величине у мо­ талки с приводом от муфты в течение всего времени пе­ реходного процесса.

190

Как было отмечено выше, характер процесса опрела ляется соотношением величии В п у. При б>>\> интеграл уравнения будет

Постоянные интегрирования определяют из условия, что при £ = 0 ; ф=фо

Подставляя значения постоянных интегрирования и осуществляя преобразования, получаем в окончатель­ ном виде

191