книги из ГПНТБ / Кирпичников В.М. Автоматы - друзья металлурга
.pdfшироким концом, как будто решил С В О И М М Н О Г О Т О Н Н Ы М горячим лбом пробить несуществующую стенку.
Внезапно рольганг остановился. Слиток тоже замер. И вдруг целая секция рольгангов поворачивается вместе с ним и роликами на 180°. Снова деловито защелкали
реле и контакторы, удовлетворенно загудели двигатели роликов, теперь слиток поехал узким концом вперед. Так он лучше захватывается валками стана.
Как же смогла секция рольганга (поворотный стол) самостоятельно «узнать», где у слитка узкий конец? По чему она повернулась точно на 180°, а не на 230° или, скажем, 385°? Будьте внимательнее. Видите, рядом с по воротным столом, несколько выше его, расположились
наши старые знакомые — фотореле. Их два, стоят они рядышком. Фотоголовка, которая ближе к прокатному стану, установлена чуть пониже своей соседки. Зачем? Сейчас узнаем.
Допустим, что слиток, как полагается, направлен
узким концом вперед. Сначала его увидит нижняя фото головка, затем — верхняя. Автоматически вырабатывает ся команда на включение поворотного стола. Это не сложно.
Попробуйте сами исполнить роль двух фотореле. Пусть указательный палец правой руки соответствует пер вому, левой — второму фотореле. Правый палец распо ложим ближе к прокатной клети и ниже, чем левый.
31
По рольгангу к клети прокатного стана подъезжает слиток. Внимание! Приготовились!
Если слиток движется узким концом вперед, то он бла гополучно минует левый и наткнется на правый палец. Наше «фотореле» немедленно скомандует, что развора чивать слиток не требуется.
Когда слиток перемещается широким концом вперед, то он зацепляет за левый палец. А это наше второе «ф о тореле», которое вырабатывает команду на разворот
слитка на 180°.
Наш художник попытался изобразить эту необычную «автоматику» в рисунках.
Гораздо труднее заставить стол повернуться точно на 180°. Какое устройство следит за этим?
32
Внизу, под столом, совсем близко от вращающихся металлических частей, расположены две коробки. От каждой отходит по паре проводов. На самом столе нахо дится стальной выступ. Он при развороте слитка на 180° едва-едва не касается одной коробки, затем второй. В них и заключены чудесные катушки с железными сердечни ками.
Вот стол начал разворачивать слиток. Когда он опишет угол 90°, стальной выступ вплотную подойдет к первой коробке. До этого в находящейся там катушке железный сердечник разомкнут. Следовательно, она имеет малое индуктивное сопротивление. Когда стальной выступ замы кает железный сердечник, оно резко, в 10— 20 раз, воз растает.
Последовательно с катушкой включено электромагнит ное реле. Оно замыкает свои контакты, когда угол пово рота превысит 90° и сопротивление катушки индуктивного путевого выключателя возрастет. Путевой выключатель дает команду уменьшить быстроту поворота. На понижен ной скорости секция поворачивается до 178— 179°. Здесь второй путевой выключатель. Он дает команду остано вить стол, и схема автоматики начинает торможение его. Стол поворачивается на оставшиеся 1— 2° и замирает на месте. После этого аппараты на своем автоматическом языке вежливо приглашают слиток двинуться в дальней шее путешествие по цеху.
Пойдем вслед за слитком к главной прокатной клети блюминга. Клеть имеет два прокатных валка сложного профиля, вращающихся в разные стороны и втягивающих слиток. Толщина его больше, чем зазор меж ду валками. Поэтому он выходит из них заметно похудевшим и длин ным. Слиток получил первое обжатие.
^ Заказ № 165 |
33 |
C£fogeRj-cuK
Чтобы обжать слиток, валки должны с большой силой давить на него сверху и снизу. Чем сильнее они будут да вить, тем меньше придется пропускать его через валки. Однако беспредельно увеличивать силу обжатия нельзя: поломаются валки. Такая опасность сущ ествует даже для гигантского 'Криворожского блюминга-автомата, диаметр валков которого составляет 1300 миллиметров.
Вы скажете, что надо заранее рассчитать, каким будет давление металла на валки при прокатке. Верно, но ведь мы не знаем наперед точного химического состава, тем пературы слитка и получаемого затем из него готового блюмса. Информацию о весе слитка, его химическом со ставе получаем из мартеновского цеха при разливке плавки, о температуре — после высадки слитка из нагре вательных колодцев. Размеры готового блюмса опреде ляет заказчик. Рассчитать все варианты загодя здесь так же трудно, как заранее рассмотреть все возможные пар тии игры в шахматы.
Где же выход? Проще всего установить прибор, изме
34
ряющий давление металла на валки, и ограничиться ориен тировочным расчетом. Если давление металла на валки начинает увеличиваться до опасных пределов, то измери тельное устройство дает соответствующую команду в схе мы автоматики, и прокатный стан начинает работать с меньшими обжатиями. Кроме того, этот же прибор уве домляет оператора-наблюдателя о принятых мерах.
Каковы же принципы действия установки для измере ния давления металла на валки? Каждый валок стана вра щается в подшипниках. Верхний валок при помощи спе циальных нажимных винтов можно поднимать и опускать.
М ежду винтом и подшипником установлена ребристая конструкция, набранная из 800 гребенчатых пластин тран сформаторной стали. Получившийся сердечник со всех сторон опутан проводами, тонкими и толстыми. Самый толстый из них имеет сечение 7,3, а самый тонкий — 0,78 квадратного миллиметра.
Что же это за устройство? Если трансформатор, то зачем его устанавливать в таком неудобном месте, если
ущлЯЬнь*Л zepge>ci+L<K.
3*
катушка с ж елезом — индуктивный датчик, то где же про исходит замыкание и размыкание железного сердечника?
Устройство предназначено для измерения давления металла на валки и называется месдозой. Это одновре менно и трансформатор и индуктивный датчик, только датчик необычный — магнитоупругий. В нем совсем нет подвижных частей, и он чувствует не угол поворота, как прежде, а силу, с которой на него давит прокатываемый металл через верхний валок и подшипник.
Такие месдозы разработал и изготовил Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии. Различные образцы их способны измерять давления от нуля до тысячи тонн.
Как же работают месдозы? Почему это своеобразный гибрид трансформатора и индуктивного датчика? Все объясняется очень просто. Представьте себе обычный трансформатор. У него, как правило, две катушки, намо танные одна на другую . Одна включается в сеть перемен ного тока, с другой снимают повышенное или пониженное напряжение.
А что будет с трансформатором, если одну катушку расположить под углом 90° по отношению к другой на том же сердечнике? Включаем одну катушку в сеть пере менного тока. Она начинает с частотой 50 раз в секунду перемагничивать железный сердечник. В нем то появ ляются, то исчезают силовые магнитные линии. В отличие от обычного трансформатора здесь силовые линии про ходят вдоль витков второй катушки, а не по оси. Это озна чает, что на вторичной обмотке напряжение не появится.
Вставим месдозу на отведенное ей место. Валки захва тили слиток, начался пропуск. Железный сердечник мес дозы сжимается, силовые линии в нем искажаются. На
вторичной обмотке появляется напряжение. Чем силь нее нажатие на м есдозу, тем больше напряжение на вы ходе. Оно используется в системах автоматического уп равления станом.
Магнитоупорные месдозы применяют и на станах хо лодной прокатки. Например, месдоза на 1000 тонн про шла успешные испытания на тонколистовом стане холод ной прокатки Магнитогорского металлургического ком бината.
Мы познакомились с фотоэлектрическими глазами, щупальцами, чудесными катушками с железными сер дечниками. Все они в какой-то мере заменяют наши органы чувств. Но ими технические средства автомати зации не исчерпываются. Есть еще целый арсенал инте ресных устройств, которые чувствуют то, чего не чувст вует человек.
Шестые чувства. Современные машины должны быть высокопроизводительными и, конечно, легкими и краси выми. С этим согласится каждый. Но как только дело доходит до создания новейших машин, сразу же появ ляются разногласия. Да вот, посудите сами. Чем легче машина, тем меньше ее прочность. Выходит, она скорее сломается. А нельзя ли избежать поломок? Оказывается, можно.
Дело в том , что на детали машин действуют различ ные усилия. Те из деталей, которые выдерживают боль шие усилия, должны быть массивнее, прочнее, а осталь ные могут быть и потоньше, полегче. Усилия, возникаю щие в деталях машин в процессе ее работы, можно приближенно подсчитать еще при проектировании. Но по ведение механизмов, состоящих больше чем из 4— 5 де талей, описывается очень сложными уравнениями выс-
37
шей математики. Для таких агрегатов, как прокатный стан, даже пришлось создать специальную вычислитель ную машину.
Ясно, что изготовление механизмов по слишком при ближенным расчетам не позволяет снизить их вес. И если у человека нет органов чувств, способных изме
рить усилия, |
которые сжимают, |
растягивают, изгибают |
|
и скручивают |
различные части |
механизмов, то |
автома |
тика имеет такие «органы». |
|
зале — |
|
Перенесемся в прокатный цех. В машинном |
|||
слонообразные туши электродвигателей, мощность каж дого несколько тысяч киловатт. Их длинные, толстые вытянутые хоботы, вращающие валы, достают до про катной клети и вращают валки стана.
тырех местах и смазывает эти участки клеем. Второй бе рет четыре прямоугольных лепестка бумаги и приклеи вает их к валу. Из каждого лепестка выглядывают по две проволочки толщиной с человеческий волос. Третий при паивает к проволочкам провода и подсоединяет их к че тырем кольцам, установленным на вал.
Каково же назначение бумажных лепестков с прово лочными хвостиками? Вот кольца охватывают проволоч ные петли: провода от них тянутся к металлическому ящику, наполненному множеством электронных ламп.
Мы наблюдали подготовку к измерению моментов вращения двигателя, передаваемых валами к клети ста на. Бумажные прямоугольные лепестки — это проволоч ные датчики, «шестые органы чувств». Датчик состоит из двух листков тонкой бумаги, меж ду которыми вклеена проволока диаметром менее 0,1 миллиметра.
39