автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Разработка и практическое использование методики расчета гидравлических механизмов установки валков для широкополосных станов горячей прокатки

РГ6 од

е; шли

•* На правах рукописи

ПРПЮПЕНЯ Олег Николаевич

' РАЗРАБОТКА И ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ УСТАНОВКИ ВАЛКОВ ДЛЯ ШИРОКОПОЛОСНЫХ СТАНОВ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

Специальность 05.03.05 - "Процессы и машины обработки

давлением"

АВТОРЕФЕРАТ ^ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1995 г.

Работа выполнена в Московском ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени государственном техническом университете им. К.З.Баумана

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент Борисов В.К.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор Третьяков A.B. - кандидат технических наук Топалер С.М.

Ведущее предприятие - АО Московский металлургический

завод "Серп и молот"

Защита диссертации состоится "23" tcK>HA~ 1995 г. на заседании специализированного Совета К 053.15.13 в Московском ордена Ленина, ордена Остябрьсксй Революции и ордена Трудового Красного Знамени государственном техническом университете имени Н.З.Баумана по адресу: Москва, Б-5, 2-я Бауманская ул., 5.

Ваш отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим выслать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного технического университета им. П.О.Баумана.

Автореферат разослан "¿7" М.О.Л— 1995 г.

Нелающие присутствовать на защите должны заблаговременно известить Совет письмами заинтересованных организаций на имя председателя Совета. Телефон для справок ¿67-09-63.

УЧЙШЙ СЕКРЕТАРЬ специализирован'1го Совета

к.т.н., доцент

Подписано к печати Ц.с^.И Заказ f 220

Объем 1,0 п.л. Тяраж 100 экз. Типография МП'У им. Н.З.Баумана

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

В настоящее время задачи экономии металла и улучшения качества проката приобретают особую значимость. Решение данных задач неразрывно связано с проблемой повышения точности геометрических размеров прокатываемой полосы. Для листового проката одной из наиболее важных характеристик точности является продольная разнотолщинность.

Мировой опыт показывает, что дальнейшее снижение разно- ; толщинности возможно лишь на основе широкого внедрения систем автоматического регулирования толщины (САРТ) полосы. При этом в качестве исполнительных устройств в составе САРТ, как правило, используются гидравлические механизмы установки валков (ГМУВ), которые по своим характеристикам значительно превосходят электромеханические.

На стано " горячей прокатки одной из наиболее распространенных является схема ГМУВ с дроссельным регулированием, которая реализуется на базе серийно выпускаемых электрогидравлических усилителей.

В наиболее развитых в экономическом отношении странах большинство широкополосных станов горячей прокатки (ПЕС ГП) оснащено подобными устройствами. Оснащение ГМУВ отечественных станов только начинается. Поэтому в настоящее время отсутствует необходимый опыт проектирования и изготовления указанных механизмов.

Мевду тем потребность в создании и внедрении ГМУВ ощущается все более остро и работы в данном направлении ведутся многими организациями. Одно из устройств разработано ВИЖМЕТМАЕем и установлено в чистовой клети стана 2С00 Поволипецкого металлургического комбината. Изучается также возможность внедрения ГМУВ на стане 2000 Череповецкого металлургического комбината.

В этсй связи приобретают особую актуальность работы, направленные на создание надежных и аффективных методов расчета ГМУВ.

Лонная работа выполнена на кафедре "Автоматизированные металлургические метши и агрегаты" МГТУ им. ¡¡.С.Еаумгн0..

Цт.ть опбетн - создание научно обоснованной методики расчета ГМУВ для !«Т»С ГП и сп, «гллеш'о ргционелмшх реж/ксв работы и I г:!-!>л1 с в ГМУП ¿ГСС к^кчей прскетки.

Научная новизна. Разработана математическая модель динамической системы "рабочая клеть с регуляторами толщины и профиля полосы-прокатываемый металл", которая реализована в виде программы для ЗВМ и позволяет моделировать процесс формирования толщины полосы в чистовой группе Н1ПС ГП при наличии регулирования.

Разработана математическая модель системы "петледержатель-полоса".

Выполнен анализ процессов приложения и снятия межклетевых натяжений в чистовой группе ШС "2500 ГП, определены функции возникающих при зтом возмущений и выявлен рациональный режим работы петледержателей.

Выполнен анализ качества регулирования, определены рациональный режим работы и рациональные параметры ГМУВ для 1ШС 2500 ГП.

На базе разработанных моделей создана новая научно обоснованная методика расчета ГМУВ.

Практическая ценность. Создана методика расчета ГМУВ, позволяющая повысить эффективность процесса проектирования и осуществлять обоснованный выбор рациональных параметров проектируемых механизмов. Данная методика дает возможность исключить при проектировании необоснованное завышение мощности, показателей быстродействия и стоимости ГМУВ.

Реализация работы. Рекомендации по выбору рациональных режимов работы и параметров ГМУВ, полученные с использованием разработанной методики, использованы ВПИЙМЕТМАЕем при проектировании указанных механизмов для ШС 2500 ГП.

Апробация работы. По основным разделам работы сделаны доклад на научно-технической конференции, посвященной 225-летип ПО "ИКСТАЛЬ", Устинов, 1585 г., доклады на научном семинаре кафедры "Автоматизированные металлургические машины и агрегаты" МГТУ им.' Баумана, 19С6, 1990, 1994 гг., сообщение на секции гидравлики НТС ВНИИМЕТМАШ, Г'Ю г.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено пяти публикациях.

Объем реботы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих вывсдсв и результатов, а также приложение. Сна изложена на 156 страницах машинописного текста, содержит 5С рисункоь, 7 таблиц и список литературы из 62 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность разработки методики расчета ГМУВ для широкополосных станов горячей прокатки, сформулированы задачи теоретических и экспериментальных исследований, цель работы и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрено современное состояние теории и практики проектирования ГМУВ. Сложившийся подход к проектированию ГМУВ основан на представлении о прокатной клети, как статическом объекте, в котором раствор валков линейно зависит от усилия прокатки. Такой подход не учитывает динамических процессов, которые отражаются как непосредственно на толщине полосы, так и на точности вычисления требуемого корректирующего воздействия.

В то же время динамические явления в клетях современных ШС проявляются довольно значительно и имеют тенденцию к увеличению. Поэто^ их влияние необходимо учитывать при расчете ГМУВ.

Отсюда следует, что на современном этапе расчет ГНУВ должен осуществляться на основе комплексной динамической модели, объединяющей в себе регулятор толщины и прокатную клеть с полосой и учитывающей в полной мере действующие в системе возмущения.

В этой связи были детально изучены известные математические модели ГНУВ и прокатной клети, комплексные модели клетей, оснащенных гидравлическими регуляторами, а также методы математического описания и результаты исследования образцов ГМУВ.

Согласно исследованиям рядг авторов, наибольшее влияние на быстродействие ГМУВ оказывают характеристики гидроусилителя. Значительно также влияние длины трубопровода между гидроцилиндром и гидроусилителем, силы трения и высоты столба жид,кости в гидроцилиндре, параметров контура управления.

В то же время ни одна из известных моделей ГМУВ не учитывает в достаточной степени динамические свойства гидроусилителя. В большинстве моделей он считается статическим звеном, в отдельных - апериодическим, что недостаточно корректно.

Основное требование к математической модели клети состоит в том, что она должна по возможности точнее отражать влияние динамических процессов на толщину полосы, стому требованию, как правило, не удовлетворяют модели, используемые для прочностных расчетов.

Несколько моделей прокатной клети, предназначенных для анализа точности полосы, разработано В.Г.Дукмасовым. В их числе и модель четырехвалковой клети.Однако данная модель разработана применительно к клети небольшого лабораторного стана, и поэтому не учитывает ряд существенных с точки зрения влияния на толщину полосы особенностей клети современного НШС. К ним относятся: -несимметрия клети относительно плоскости крепления; -наличие механизма противоиэгиба рабочих валков; -наличие механизма прижатия подушек рабочих валков к стойкам станины перед захватом полосы и др.

Из-за указанных недостатков данная модель не может обеспечить требуемую точность расчета.

Анализ публикаций по данному вопросу показал на отсутствие моделей, которые могли бы быть непосредственно использованы для решения поставленной задачи. На основании этого сделан вывод о необходимости разработки новой комплексной математической модели динамической системы "рабочая клеть с регуляторами толщины и профиля полосы - прокатываемый металл" с учетом недостатков, присущих известным моделям.

На основе анализа причин возникновения разнотолщинности на НШС горячей прокатки установлено, что определяющими с точки зрения требуемого быстродействия ГМУВ являются возмущения, обусловленные бие- , нием опорных валков, а также - приложением и снятием межклетевых натяжений.

Функции изменения натяжения при его приложении и снятии в настоящее время не изучены в достаточной степени. Сни могут быть выявлены с помощью математического моделирования, поскольку зксперимен-тальная оценка в данном случае представляется весьма затруднительной. Для этого требуется создание математической модели системы "петледержатель - полоса".

Вторая глава псовящена описанию разработанной математической модели динамической системы "рабочая клеть с регуляторами толщины и профиля полосы - прокатываемый металл". Для описания данной системы использован метод переменных состояния.

Принятая расчетная схема клети представляет собой упруго-вязкую систему с десятью сосредоточенными массами (рис. I). Состояние указанной системы описывается уравнениями

^г Хг = '>

m<, ХЧ = ^И + ;

HljiVG^-G^-S^-S^+P/e;

rT,v br'G* +Sif "S76; m3Xa = G(OJ-G„+S(si-S„+P/2; m3x}=lfr T<j - &si ~S3S; MioZ-m'Ut-Tio-Gwj-Sm.

" ВЯЗК0Г0 ССПР—я соответ-

Gir'^ia,-^); Got "Cji ;

Got ~ Ze;

VjMir**);

■Se(=yU0, X,; Sps'/V ¿6 •

с учетом биения олор/шх валков

^^«(i^fe-sinico.tty.ji;

■cos (4t+4't)};

SK*JM-V*t +<*>oe-cos(a)0t+?j)(

№ в -эксцентриситет Йгчки rn^.mnr r„

Ч-угловая' скорость с^Гп^ °™ОСИ^ьно

У, и if>2 -начальные фазы биения верхнего и ничего валков С,четом зйЭеров 2 в подшипниках рабочих валков

J5

jCSJ(x,-:rj Прц o<ccs-a:s);

при (X,-Xr)<-Z ;

1 (Хю~Ха) при 0<(ХЮ-Ха);

0 При

при Ос«-Х/)<-Н;

при 0<(х,-х5);

' 0 при

при

при

0 при

при (х„-х,)<-н.

Силы трения, действующие на подушки рабочих валков _ при ИД-^иНГс и ХЛ = 0;

[Тс51$п(х,) прч Гс<11Г,-&95 -3951 или

при 1и,-С10!-5м,ИТь и ¿„,=0;

V |тс.513П(Х„) при Те^Щ-^Г^иа! 1МиХм+0.

Сила трения скольжения считается постоянной

где £ -коэффициент трения;

Р„ -сила прижатия подушек к направляющим стоек станины. Для расчета усилия прокатки используется линеаризованная зависимость

Р«Р,-$М1п-Ьгк„.

где Р, -усилие прокатки при номинальной выходной толщине; 6(1, -выходная разнотолщинность; М„ -жесткость .олосы; П, -скорость изменения выходной толщины; !<„„-коэффициент демпфирования.

При математическом описании регулятора толщичы принят пропорциональный закон регулирования с коррекцией по первой и второй производным от функции разнотолщинности.

В состав ГМУВ входят гидроцилиндр, гидроусилитель и трубопроводы. Вое указанные звенья рассматриваются как динамические с сосредоточенными параметрами.

Давление в поршневой полости гидроцилиндра определяется с учетом сжимаемости рабочей жидкости

»9 "О Л

где р„ -начальное давление в поршневой полости;

Уо -начальный объем поршневой полости; '

Ущ -объем жидкости, поступившей в поршневую полость; Еи-объемний модуль упругости рабочей жидкости;

-коэффициент вязкого сопротивления. Сила трения в уплотнениях рассчитывается о учетом их сдвиговой деформации по оси гидроцилиндра.

Движение жидкости в трубопроводах описывается уравнениями

+ Яе)0*

Ц^иа - - (^'/ШГ^рп-рг-ч ,

где , [,н , -коэффициенты инерции жидкости;

, |}и , !>с -гидравлические сопротивления трубопроводов; А -постоянная гидроусилителя;

-коэффициент, зависящий от режима течения жидкости. При описании гидроусилителя учтен* инерционность всех его ступеней. Списание составлено для гидроусилителей УОГ.С-Ш, разработанных СКБ "Теплоовтомат". Конечные уравнения состояния имеют вид

*гегт,ц*ц-крхкгх-о,

где ОС и у. -перенецепие заслонки и золотника;

Тэм и Т3 -постоянные времени электромеханического преобразователя и золотникового усилителя; 5, £г -коэффициенты демпфирования 1-Я и 2-Е ступеней; . Ксг , Ки , Крх н Кг -коэффициенты передачи; -входной сипгл гидроусилителя.

Входящие в данные уравнения коэффициенты подобраны по экспериментальным АЧХ и ФЧХ, что обеспечивает требуемую точность модели гидроусилителя.

Математическое описание регулятора профиля аналогично описа нию регулятора толщины.

Разработанная математическая модель реализована в ваде программы для ЭВМ. Реиение уравнений состояния системы осуществляется численным методом Дормана-Принса.

В третьей главе описывается математическая модель системы "петледержатель - полоса". Петледержатечь имеет безредукторный привод от одного или нескольких двигателей постоянного тока и осуществляет регулирование натяжения в функции силы давления полосы на ролик.

Движение петледержателя описывается уравнением

где 3 -момент инерции подвижных частей петледержателя;

К -число двигателей в приводе;

С -постоянная двигателя;

Мс -момент сопротивления на валу петледержателя.

Ток в цепи якоря изменяется согласно уравнению

где (.* -индуктивность цепи якоря;

Я* -сопротивление обмотки якоря;

/?,„ -эквивалентное сопротивление тиристорного источника;

Етп -э.д.с. тиристорного источника.

Процесс приложения натяжения включает в себя три стадии: -разгон петледержателя при напряжении форсировки Е^ ; -выход в рабочее положение при номинальном напряжении на двигателях Еи ;

-воздействие на полосу, сопровождающееся созданием нат;. .ения.

Решение данных уравнений позволяет определить закон движения петледержателя на первых двух стадиях. Для нахождения функций изменения натяжения и угла поворота петледержателя на третьей стадии движения используется уравнение состояния полосы

¿Щ-Р + = °>

где L -расстояние между клетями;

Е -модуль упругости материала полссы;

ß и h -ширина и толщина полосы;

R -длина рычага петледеркателя;

j5p -рабочий угол наклона рычага.

Скорость выхода полосы из t-й клети и ее входа в l+1-ю клеть

где О^ и 0)ifl -угловые скорости рабочих валков;

dl и di., -углы захвата в t-Я и i+I-й клетях;

и I -коэффициенты трения в очаге деформации;

Р, и Р1м -усилие прс-лтки в 1-й и t+I-й клетях;

Re -радиус бочки рабочего валка;

Tei -заднее натямение в 1-й клети.

Данные уравнения позволяют определить функцию изменения натяжения при его снятии, аналогично как и при приложении.

Разработанная математическая модель реализована в виде программы для ЗВМ.

Четвертая глава посвящена экспериментальной оценке достоверности разработанных математических моделей.

Для оценки достоверности и калибровки математической модели рабочей клети с прокатываемой полосой были проведены эксперименты по замеру вертикальных перемещений подушек рабочих и верхнего опорного валков в период захвата полосы в kj.jth №10 НЕС 2000 ГИ ЧерМК.

Для замеров были использованы индуктивные датчики, разработанные во ВНШШЕТМАШе. В пределах рабочей зоны нелинейность характеристики датчиков и погрешность измерения не превишают Г/. Датчики работают на несущей частоте 200 кГц, что на несколько порядков вше колебаний масс клети. Зто обеспечивает достаточно высокую точность измерений всех составляющих колебаний.

Сопоставление результатов эксперимента с расчетными данными производилось по частотам и амплитудам первых двух гармсннк кг-лебакий. Расхоздение по частота;: не превышает сссгвотственно If.f и 14,i, по амплитудам - 13,'* и ЗС,'', чтс можно считать удсвлеть'.ри-телышм.

Проведенные эксперименты позволили сделать вывод о том, что математическая модель клети в достаточной степени отражает влияние динамических процессов на толщину полосы.

Для сценки достоверности математической модели ГНУВ использованы результаты испытаний макета указанного механизма на гидравлическом стенде ВНИИМЕТКАЕа. В ходе испытаний исследовалась реакция ГМУВ на ступенчатое входное воздействие.

Процесс отработки макетом ГМУВ заданного перемещения 0,2 мм бил воспроизведен с помощью математической модели и результаты сопоставлены с результатами эксперимента. Расхождение по времени запаздывания, времени отработки заданного перемещения и максимальной скорости перемещения поркня гидроцилиндра не преыиает 1%, что подтверждает достаточную точность модели ГМУВ.

Таким образом достоверность разработанной математической модели системы "рабочая клеть с регуляторами толщины и профиля полосы - прокатываемый металл" подтверждена экспериментально, что позволяет использовать данную модель для расчета параметров ГМУВ.

Для оценки достоверности математической модели "петледержа-тель - полоса" были выполнены эксперименты по измерению натяжения между 7-й и 6-й клетями чистовой группы НЕС Р(50 ММК. Вместо обычных петледеркателей между клетями чистовой группы данного стана установлены стационарные ролики, которые оборудованы датчиками для измерения силы давления, что фактически позволяет измерять натяже-1 ние полосы.

Данные эксперименты были сопоставлена с результатами моделирования процесса приложения натяжения при неподвижном ролике пет-ледеркателя. Хорошая сходимость результатов расчета и эксперимента педтвердила дся.аточную достоверность уравнения состояния пол осп.

Сравнение крипах переходного процесса при отработке петледер-*лт'-'лем заданного углевого перемещения, полученных в результате испытании макета петледеркателя во ВЬТЖЛЕКТРСПРШОДе, а также путем математического моделирования показало их хороиую сходимость. С*тс. говорит о достаточной точности уравнений состояния петледержателя.

Таг.им сбр.чзсм достоверность модели "петледержатель - полоса" т~.г:;э «дтьеру.зиа окспер:кзтаки. Следовательно данная модель мс-

бить пепгльзовапа для расчета функций возмущений, создавсомых

1С

приложением и снятием межклетевых натяжений.

Пятая глага посвящена практическому использованию разработанных математических моделей для расчета параметров ГМУВ стана 2500.

С помощью математической модели "петледержатель-лслоса" выполнен анализ процессов приложения к снятия мемслетевых натяжений и определены функции создаваемых при этом возмущений.

Установлено, что наиболее благоприятный режим работа петледержателей имеет место при использовании пониженного напряжения форсировки Ev =(0,5-0,в)Етпн . В этом случае колебательность движения петледержателя минимальна, а натяжение изменяется наиболее плавно. Данный режим и был принят за основу для расчета возмущений.

Анализ полученных функций изменения натяжения показал, что на участке между нулевым и номинальным значениями они близки к „ линейным. Поэтому в качеств возмущений были приняты линейные функции изменения усилия прокатки под влиянием натяжения.

Время приложения натяжения находится в пределах 0,036... 0,050 с. С увеличением толщины полосы оно уменьшается.

Функции снятия натяжения также приняты линейными. Время снятия натяжения составляет 0,Об...О,12 с.

Предварительные значения параметров ГНУВ определены, исходя из конструктивных соображений и принятой схемы расположения оборудования в клети. Для того чтобы более целенаправленно осуществлять корректировку параметров ГНУВ, если требуемое качество регулирования не обеспечивается, был выполнен анализ их влияния на быстродействие при варьировании относительно предварительно принятых значений.

Установлено, что наибольшее влияние на быстродействие оказывают типоразмер и количество используемых гидроусилителей. Резерв повышения быстродействия за счет корректировки размеров трубопроводов относительно предварительно принятых значений практически исчерпан.

Увеличение хода поршня гвдрсцилиндра до 260 мм значительно повыаает время запаздывания, что может существенно отразиться па качестве регулирования.

Для оценки качества регулирования выполнен анализ процесса формирования толщины полосы в клетях чистовой группы с помощью математической модели на различных стадиях прокатки. Для анализа из предполагаемого сортамента станс выбраны два типоразмера полос с наибольшим уровнем действующих возмущений: 2 х 2000 мм из СтЗсп и 6 х 2350 мм из стали 0СГ2СФБ- При ото рассматривались три варианта установки гидроусилителей: один гидроусилитель УоГ.С-ГЛ-200, а такие по два гидроусилителя УЗГ.С-ГЛ-ЮС и УЭГ.С-К-2С0.

Согласно техзаданию для указанных типоразмеров полос на 96f> длины рашютолщипность не должна превышать *0.05 мм и от толщины соответственно.

Анализ показал, что данное требование выполняется при всех трех вариантах установки гидроусилителей. Во всех случаях в период приложения натяжений образуются участки, на которых максимальное отклонение толщины превышает указанные значения, однако протяженность таких участков не превышает I м.

При использовании одного' гидроусилителя УЗГ.С-1И-200 максимальная разнотолщинность в этот период составляет 0,24 мм и 0,44 мм. При использовании двух гидроусилителей УЗГ.С-1И-100 она снимется незначительно. Использование двух гидроусилителей УЗГ.С-1К-2СО позволяет снизить указанные значения в 3-3,5 раза.

В першд снятия некоетевых натяжений разнотолщинность не превышает значении, указанных в техзадании.

Па формирование толщины полосы непосредственно после захвате оказывают влияние колебания валков. При этом на переднем конце полосы образуется утолщенный участок длиной 1,0...1,5 к. Р;и отсутствии регулирования максимальнее отклонение толцины на этом участке ссстпвяятг 0,047 ь-и 0,065 мм для указанных типоразмеров полос.

При наличии регулирования разнотол.-'.шшость "ьеличивается примерно з 1,5 р^зк. Таким образом, целесообразно осуществлять перевод ГНУВ ь jeniM аьтси'.тичоского регулирования толщины через 0,15... С,20 с после saximn, так как при атом точность полосы вше.

На осншо.сй часы пслссы при компенсации биения валг.ов разнс-то:,нссть г.ахсд; тся в пределах ¿С,С2 мм да:..е в случае ¡«спользо-iriM colore, г.',";;оуси1'.',те.г.я У2Г.С-К-2СС. На практика с не. м о:ио т быть несколько UKie, таи кик. зависит от точности выбора времена упР jCit:;■ f? ерч,^ t i-fi.n.i ; tip.' i.'siiiiro сигнала.

Анализ качества регулирования при использовании в составе ГНУВ гидроцилиндров с ходом поршня 250 мм показал принципиальную возможность их применения, хотя точность полосы при этом несколько снижается. Протяженность переднего утолщенного участка полосы возрастает в этом случае до 5,5 м, а максимальное отклонение толщины составляет 0,72 мм на полосе 2 х 2000 мм из СтЗсп. Значительно возрастает разнотолщинность также в периоды приложения и снятия межклетевых натяжений.

Хотя максимальная разнотолниннссть при использовании дликкоходовых гидроцилиндров довольно велика, суммарная протяженность участков, «а которых она выше допустимой, не превышает 4% от длины полосы, что соответствует требованиям техзада-ния на проектирование ГМУЗ.

В приложении приводится методика расчета ГНУВ, созданная на основе разработанных математических моделей. Методика содержит также аналитические за. лсимости для предварительного расчета параметров ГМУВ, полученные на основе статической модели клети, что позволяет ускорить процесс поиска рационального решения.

ОСНОВНЫЕ вывода И РЕЗУЛЬТАТУ

1. Разработана математическая модель клети широкополосного стана горячей прокатки, оснащенной гидравлическим механизмом . установки валков. Достоверность модели подтверждена экспериментами, проведенными на промышленном стане и гидравлическом стенде ВНИЙМЕТМАЕа. Данная модель может быть использована для анализа процесса формирования толщины полоса в клетях чистовой группы НШС ГП, а также для выбора рациональных параметров указанных механизмов.

2. Разработана математическая модель системы петледержа-тель - полоса. Достоверность модели подтверждена ¡экспериментально. Недель может использоваться для анализа работы петледер-жателей и расчета функций возмущений, создаваемых в процессе приложения и снятия межклетевых натяжений.

3. На основе разработанных'математических моделей создана методика расчета гидравлических механизмов установки валков для широкополосных станов горячей прокатки.

Выполнен анализ процессов приложения и снятия межклетевых натяжений в чистовой группе стана 2500, и определены функции создаваемых при этом возмущений. Установлено:

-наиболее благоприятный режим работы петледержателей с точки зрения создаваемых возмущений обеспечивается при пониженном напряжении форсировки на двигателях, составляющем 0,5...О,6 от максимального значения;

-функции изменения натяжения с достаточной точностью можно считать линейными на участке от нуля до номинального значения;'

-время приложения натяжения составляет 0,035...0,050 с, а время снятия натяжения - 0,06...О,12 с для всех межклетевых промежутков и с уменьшением толщины полосы возрастает.

5. Выполнен анализ влияния параметров гидравлического механизма установки валков на показатели быстродействия. Установлено, что наибольшее влияние на быстродействие оказывают типоразмер и количество используемых гидроусилителей.

6. Выполнен анализ точности регулирования толщины в периоды приложения и снятия мекклетевых натяжений, а такде непосредственно после захвата полосы валками при различных вариантах выбора гидроусилителей. Установлено:

-требуемое качество регулирования обеспечивается при предварительно принятых параметрах регулятора и номинальном расходе гидроусилителя 200 л/мин, что позволяет считать принятые параметры рациональными;

-параллельная установка двух гидроусилителей указанного типоразмера дает возможность значительно уменьшить протяженность участков с разнотолщинностью виае допустимой, но не позволяет полностью исключить IV ..не участки;

-перевод регуляторов толщины в режим автоматического регули-jования через О,15...0,20 с после захвата полосы валками позволяет уменьшить разнотолщинность на переднем участке полосы.

7. Выполнен анализ качества регулирования при использовании гид; сц:и:инд;.св с ходом поршня 250 мм и показана принципиальная возможность применения таких гидроцилиндров с точки зрения обес-печпьеемой точности проката.

Основное содержание диссертации отражено в-следующих работах:

1. Борисов В.И., прокопеня О.Н. Расчет прогибов валковых систем четырехвалковых листовых станов // Изв. ВУЗов. Машиностроение. - 1983. - MI. - С. 96-100.

2. Борисов В.И., Чуняов В.П., Прокопеня О.Н. Моделирование динамического процесса упругого деформирования валков //Тезисы доклада научно-технической конференции, посвященной 225-летию ПО "ИЖСТАЛЬ". Устинов, 1985. - С. 36.

3. Борисов В.И., Прокопеня О.Н., Чуняев В.П. Моделирование гидравлических процессов в регуляторах толщины при захвате полосы // Совершенствование технологии, конструкции и расчетов металлургических машин: Сб. трудов / ВНИИМЕТМАШ. -1986. - С. 108-112.

4. Борисов В.И., Прокопеня О.Н. Моделирование процессов автоматического регулировагчя толщины в клетях НШС //Вестник МГТУ. Машиностроение. - 1991. - »I. - С. 43-54.

5. Борисов В.И., Прокопеня О.Н. Расчет гидравлических механизмов установки валков широкополосных станов: Учебное пособив по курсу "Гидропривод автоматизированных металлургических машин и агрегатов" / Под ред. Р.А.Яковлева. -

М., 1991. - 50 с.

1а

ПТ

с3

Ш

т.

Ре гуа я тор толщины

/П*

I /7?,

7777"

гЛ

-¡ЕЖ-

11 й1

Регулятор профиля

1 . ^ ,

т,(

Рис, I Расчетная схема клети

16