Роликова проводка з пристроєм для контролю обертання роликів

Роликова проводка з пристроєм для контролю обертання роликів, переважно блока клітей дротового стана, що містить порожнистий корпус із вхідним і вихідним отворами для пропускання розкату, два шарнірно встановлених у вихідній частині корпусу двоплечих важелі з напрямними роликами на їхніх кінцях, засоби автоматичного контролю обертання роликів, що включають датчики обертання роликів, зафіксовані в загальній перемичці, встановленій на корпусі, кожний з яких виконаний у вигляді індуктивної котушки з сердечником із феромагнітного матеріалу, два полюсних башмаки, по одному на кожний ролик, розташованих опозитно до торця сердечника й індуктивної котушки датчика, та блок обробки сигналів, видаваних датчиками, яка відрізняється тим, що кожний полюсний башмак виконаний у вигляді поглиблення на торцевій поверхні відповідного ролика. Винахід відноситься до прокатного виробництва, зокрема, до конструкцій роликових проводок із пристроями для контролю обертання роликів, і може бути використаний на сортових і дротових станах, переважно, оснащених блоками чистових клітей. Відомі розроблені німецькою фірмою Morgardshammar Guide Sistems GmbH контрольні роликові проводки [1], що дозволяють здійснювати діагностику стану вузлів роликових проводок (роликів, підшипників) у процесі роботи стана, під час проходження розкату через калібр роликів, які не одержали поширення на підприємствах СНД. Це відбулося через складність і значні габарити апаратних засобів системи автоматичного контролю обертання роликів, що утруднює їхнє використання в діючих блоках чистових клітей високошвидкісних дротових станів. Крім цього, громіздка система вимагає значних капітальних витрат, у тому числі й на обслуговування в процесі експлуатації. Відомі також конструкції роликових проводок, переважно блоку клітей дротового стана, що містять порожнистий корпус із вхідним і вихідним отворами для пропущення розкату, два шарнірно встановлених на ньому двоплечих важеля з напрямними роликами на їхніх кінцях у вихідній частині корпусу, два датчики обертання, підсилювачі, блок обробки сигналів кожного датчика обертання, у якій датчики обертання кожного ролика виконані у вигляді індуктивної котушки із сердечником з феритного матеріалу, на торці кожного ролика розташований полюсний башмак для взаємодії із сердечником і котушкою при повороті ролика й розташуванні башмака напроти торця сердечника й котушки, причому датчики встановлені на загальній перемичці; кожний блок обробки сигналів містить компаратор із джерелом еталонної напруги, вхід якого з'єднаний з підсилювачем напруги, а вихід - з підсилювачем струму, при цьому вхід підсилювача напруги з'єднаний з датчиком. У цих конструкціях торець сердечника встановлений на відстані від торця ролика, яка не перевищує діаметр сердечника [2, 3]. У відомих конструкціях при підготовці роликової проводки до роботи на торці кожного ролика опозитно торцю сердечника й котушки наносять два полюсних башмаки, по одному на кожний ро (19) UA (11) 93905 (13) (21) a200813038 (22) 10.11.2008 (24) 25.03.2011 (46) 25.03.2011, Бюл.№ 6, 2011 р. (72) ЖУЧКОВ СЕРГІЙ МИХАЙЛОВИЧ, ТОКМАКОВ ПАВЛО ВАДИМОВИЧ, КОЛОСОВ БОРИС МИКОЛАЙОВИЧ, ТОКМАКОВ ВАДИМ АНАТОЛІЙОВИЧ, ШЕРЕМЕТ ВОЛОДИМИР ОЛЕКСАНДРОВИЧ, КЕКУХ АНАТОЛІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, ЛЯСОВ ВОЛОДИМИР ГРИГОРОВИЧ, ВАКУЛЕНКО СЕРГІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, ЩУР ВІТАЛІЙ АНДРІЙОВИЧ, ЗУБКО ЮРІЙ МИКОЛАЙОВИЧ (73) ІНСТИТУТ ЧОРНОЇ МЕТАЛУРГІЇ НАН УКРАЇНИ (56) JP 61038465 A; 24.02.1986 EP 0740967 A1; 06.11.1996 UA 76681 C2; 15.08.2006 RU 2221658 C2; 20.01.2004 BY 1892 C1; 30.12.1997 C2 1 3 лик. Їх наносять шляхом стикання з поверхнею торців роликів постійного магніту. У процесі роботи відбувається ослаблення магнітного поля, створюваного полюсним башмаком внаслідок дисипації енергії магнітного поля. Це вимагає повторного нанесення полюсного башмака. Місце розташування полюсного башмака, який наноситься повторно, як правило, не збігається з первісним його місцем розташування. Разом з тим, магнітне поле спочатку нанесеного полюсного башмака може бути ще досить потужним. Наявність двох (або декількох при кількаразовому нанесенні полюсного башмака) на торцевій поверхні ролика дестабілізує роботу системи контролю обертання роликів внаслідок "шумового ефекту", створюваного декількома полюсними башмаками. Це приводить до того, що в блок обробки сигналів, видаваних датчиками, надходить неадекватна інформація про роботу роликів. Зазначені обставини знижують ефективність роботи роликової проводки із пристроєм для контролю обертання роликів, тобто є її недоліком. Усунення цього недоліку актуально для підвищення ефективності контролю працездатності роликових проводок у процесі роботи на дротових станах, оснащених високошвидкісними (зі швидкостями прокатки більше 100 м/с) блоками чистових клітей, особливо при тривалій експлуатації проводки. У випадку адекватної роботи роликової проводки із пристроєм для контролю обертання роликів при зупинці одного або обох роликів, наприклад, через руйнування підшипника, наварки роликів і інших причин, сигнал попередить оператора й запобіжить застряванню розкату на зазначеній ділянці стана. Це, у свою чергу, попередить зниження продуктивності стана, а також зменшить вихід некондиційної продукції по "закатах" і відхиленням діаметра поперечного перерізу катанки. За прототип прийнята відома роликова проводка з малогабаритним пристроєм для контролю обертання роликів, що містить порожнистий корпус із вхідним і вихідним отворами для пропуску розкату. На корпусі шарнірно встановлені два двоплечих важелі з напрямними роликами на їхніх кінцях у вихідній частині корпусу. У безпосередній близькості від роликів установлені два датчики обертання, фіксованих у загальній перемичці, установленій на корпусі. Датчик обертання являє собою індуктивну котушку із сердечником з феромагнітного матеріалу. На торець ролика опозитно торцю сердечника й індуктивної котушки нанесене позиційне маркування, що визначає положення полюсного башмака кожного ролика. Таким чином, полюсний башмак буде розташований у місці позиційного маркування. Датчики обертання, зафіксовані в загальній перемичці, установленій на корпусі, таким чином, що торець сердечника при підготовці роликової проводки до роботи розташовується на відстані торця відповідного ролика, не перевищуючій діаметра сердечника, що забезпечує необхідну амплітуду імпульсу, індукованого в котушці [4]. Недолік прототипу полягає в тому, що позиційне маркування, що визначає положення полюс 93905 4 ного башмака, яке наноситься на торцеву поверхню ролика у вигляді точки або риски, у процесі роботи проводки покриваються шаром змащення й визначення її місцезнаходження стає неможливим, а неточне нанесення полюсного башмака повторює недоліки відомих конструкцій. Завдання, розв'язуване винаходом, полягає в підвищенні ефективності оперативного контролю працездатності роликової проводки, спрощенні процесу підготовки роликової проводки до роботи, надійності її експлуатації. Технічний результат, що досягається при використанні винаходу, полягає в автоматичному контролі обертання роликів роликових проводок на дротових станах, оснащених блоками чистових клітей, у процесі роботи стана, що сприяє стабілізації процесу прокатки, підвищенню продуктивності стана й поліпшенню якості готової продукції. Вирішення поставленого завдання забезпечується тим, що в роликовій проводці із пристроєм для контролю обертання роликів, переважно блоку клітей дротового стана, що містить порожнистий корпус із вхідним і вихідним отворами для пропуску розкату, два шарнірно встановлених на корпусі двоплечих важеля з напрямними роликами на їхніх кінцях у вихідній частині корпусу й засоби автоматичного контролю обертання роликів, що включають датчики обертання роликів, фіксованих у загальній перемичці, установленій на корпусі, кожний з яких виконаний у вигляді індуктивної котушки із сердечником з феромагнітного матеріалу, два полюсних башмаки, по одному на кожний ролик, розташованих опозитно торцю сердечника й індуктивної котушки датчика, і блок обробки сигналів, видаваних датчиками, торець кожного спрямованого ролика, розташований опозитно торцю сердечника й індуктивної котушки датчика в зоні полюсного башмака додатково забезпечений регулятором величини магнітного потоку, а також тим, що регулятор величини магнітного потоку виконаний у вигляді поглиблення на торцевій поверхні ролика. Порівняння із прототипом, показує, що роликова проводка, що заявляється, відрізняється тим, що торець кожного напрямного ролика, розташований опозитно торцю сердечника й індуктивної котушки датчика, в зоні полюсного башмака додатково забезпечений регулятором величини магнітного потоку, а також тим, що цей регулятор виконаний у вигляді поглиблення на торцевій поверхні ролика. Отже, технічне рішення, що заявляється, відповідає критерію "новизна". Порівняння з іншими технічними рішеннями в даній галузі не дозволило виявити в них ознаки, що відрізняють технічне рішення, що заявляється, від прототипу. Отже, технічне рішення, що заявляється, відповідає критерію "винахідницький рівень". Винахід пояснюється кресленням, де на фіг. 1 схематично зображений загальний вид проводки, що заявляється, на фіг. 2 зображений ролик, вид збоку, на фіг. 3 - вид зверху. Роликова проводка, що заявляється, із пристроєм для контролю обертання роликів, перева 5 жно блоку клітей дротового стана містить порожнистий корпус 1 із вхідним і вихідним отворами для пропущення розкату, два шарнірно встановлених двоплечих важелі 2 з напрямними роликами 3 на їхніх кінцях у вихідній частині корпусу, засоби автоматичного контролю обертання роликів, що включають датчики 4 обертання роликів 3, фіксовані в загальній перемичці 5, установленій на корпусі 1, кожний з яких виконаний у вигляді індуктивної котушки 6 з сердечником 7 з феромагнітного матеріалу, два полюсних башмаки 8, по одному на кожний ролик, розташованих опозитно торцю сердечника 7 і індуктивної котушки 6 датчика 4, блок обробки сигналів, видаваних датчиками 4, розташованих опозитно торцю сердечника 7 індуктивної котушки 6, в зоні полюсного башмака додатково забезпечений регулятором величини магнітного потоку у вигляді поглиблення на торцевій поверхні ролика 4. Параметри поглиблення на торцевій поверхні ролика - діаметр і глибина - факультативні. Величини, що рекомендують: діаметр - приблизно дорівнює діаметру датчика, максимальна глибина - 2 мм. Підготовка проводки до роботи. Збирання проводки з датчиком контролю обертання роликів здійснюється відповідно до технологічного регламенту, установленим на ділянці підготовки основного технологічного устаткування дротового стана. При монтажі зібраної на ділянці збирання проводки в лінію стана не потрібно додаткових операцій. Після установки в лінію стана й фіксації проводка готова до роботи, при цьому торець сердечника 7 розташовується на відстані від торця відповідного ролика, не перевищуючій діаметра сердечника 7, що забезпечує необхідну постійну амплітуду струму, індукованого в котушці, а також фіксує зміну імпульсу при проходженні поглиблення поблизу датчика за рахунок локального збільшення зазору між торцем датчика й торцевою поверхнею ролика. Працює роликова проводка із пристроєм для контролю обертання роликів, у такий спосіб. Розкат, що прокатується, який поступає у роликову проводку, контактує з її роликами 3, внаслідок чого вони починають обертатися. При обертанні роликів 3 у момент проходження через регулятор поглиблення 8 у безпосередній близькості від котушки 6 датчика обертання 4, в обмотці останньої відбувається індукція імпульсу. Цей імпульс підсилюється підсилювачем напруги й надходить у компаратор, де рівняється з постійним рівнем, генеруючим джерелом еталонної напруги, обраним таким чином, що при обертанні роликів проводки з нормальною робочою швидкістю амплітуда імпульсу перевищує заданий рівень напруги. На виході компаратора з'являються імпульси напруги, які надходять на вхід підсилювача струму, де вони 93905 6 випрямляються й перетворюються в постійну напругу. При зменшенні швидкості обертання якогонебудь ролика або його зупинці в процесі роботи стана, наприклад, у зв'язку з наваркою робочої поверхні ролика або виходом з ладу підшипникових опор, амплітуда імпульсів, індукованих у котушках датчиків обертання, зменшується й на виході компаратора відсутні імпульси. У цьому випадку від відповідного каналу блоку обробки інформації не надходить напруга, що сигналізує про зупинку або зменшену частоту обертання роликів. Застрявання металу в роликовій проводці в момент проходження розкату по ній ще не відбувається, тому що при відсутності обертання роликів у цей момент зупинені ролики працюють у режимі проводок ковзання. Однак пропуск уже наступного розкату може привести до застрявання його переднього кінця в роликовій проводці й, тим самим, до аварії на стані. Роликова проводка із пристроєм для контролю обертання роликів, що заявляється, була випробувана на експериментальному стенді в прокатній лабораторії Інституту чорної металургії НАН України в умовах аналогічних параметрам роботи повідкових арматур прокатного блоку чистових клітей стана 150 РУП «Білоруський металургійний завод», що працює на швидкостях до 100 м/с. Наявність на торці ролика регулятора величини магнітного потоку зменшило необхідність нанесення полюсних башмаків і позиційного маркування й забезпечило генерування сигналів необхідної амплітуди від локального поглиблення на торцевій поверхні ролика. Таким чином, використання запропонованого технічного рішення забезпечує вирішення поставленого технічного завдання - підвищує ефективність оперативного контролю працездатності роликової проводки, спрощує процес підготовки проводки до роботи й забезпечує її надійну роботу в процесі її тривалої експлуатації. Використання винаходу в умовах дротового й дрібносортно-проволочного станів ВАТ «АрселорМиттал Кривій Ріг» забезпечить ріст годинної продуктивності станів на 3-4 тонни, зниження браку по аваріях на блоці (путанка) на 25-30 % і браку по готовій продукції на 1-1,5 %. Джерела інформації: 1. Контрольные роликовые проводки. MPT.Металлургическое производство и технология металлургических процессов. - 1990, С. 52. 2. Патент Российской Федерации № 2013151. МПК6 В21В39/16, 1991. 3. Патент 1892, Республика Беларусь. МПК6 В21В39/16, В21В38/00, 1994. 4. Патент Российской Федерации МПК6 В21В39/16; 38/00, № 2221658, Бюл. «Изобретения», 2004 г., С. 643, - прототип. 7 Комп’ютерна верстка Мацело В. 93905 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601