СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ УСТАТКУВАННЯ ГОЛОВНОЇ ЛІНІЇ ПРИВОДУ ПРОКАТНОЇ КЛІТІ

Спосіб визначення технічного стану устаткування лінії головного приводу валків прокатної кліті, який включає серію вимірів вібраційного параметра, пов'язаного з технічним станом лінії приводу, щонайменше у двох точках ділянок лінії приводу, та визначення часу запізнення віброреакції ділянок на ударне навантаження, що діє на валки і прокатну кліть під час захоплення заготівки валками, коли швидкість підходу заготівки до валків перед її захопленням збігається з коловою швидкістю робочих валків, який відрізняється тим, що виконують додаткову серію вимірів після короткочасної зупинки заготівки перед валками на відстані 0,5-1 товщини заготівки та наступної подачі її у валки, в кожній серії вимірів визначають середнє значення часу запізнення реакції ділянок, потім визначають різницю між середніми значеннями часу запізнення ділянок в першій та другій серіях вимірів і за їх різницею визначають технічний стан обладнання ділянок лінії приводу.

Винахід належить до прокатного виробництва, саме стосується способів діагностування устаткування прокатних станів, і може бути використаний на прокатних станах для технічного обслуговування прокатних клітей. Відомий спосіб визначення технічного стану механізму, зокрема, лінії головного привода, відповідно до якого здійснюють періодичний вимір, принаймні, у двох точках лінії приводу значущих вібропараметрів, зв'язаних із технічним станом лінії привода. Установлюють тенденцію їхньої зміни під час наробітку і визначають технічний стан лінії привода і прогноз його зміни (Генкін М. Д., Соколова А. Г. Віброакустична діагностика машин і механізмів. М: Машинобудування. 1987. - 288 с., с. 21). Відомий спосіб реагує на такі параметри технічного стану, як поломка зубів, нерівномірність їхнього зносу, ушкодження підшипників (зовнішні, внутрішні кільця, чи сепаратор тіла кочення), не співвісність валів. Однак він несприятливий до зносу елементів, які шляхом контактування одним з одним передають крутильний момент від двигуна до валкової системи кліті. Знос таких контактуючих елементів, як хвостовик валка, валкова муфта, лопата, бронзові вкладиші, призводить до розвитку кутових зазорів. Ці зазори виявляються під час захоплення заготівки валками, тобто коли вони розмикаються, а після початку росту навантаження на валках (моменту прокатування) замикаються. Зазори спричинюють істотне збільшення ударних навантажень, що несприятливо виявляється на роботі устаткування. Недолік відомого способу полягає в тому, що його застосування не дозволяє встановити в якому технічному стані знаходиться устаткування крутильної системи лінії головного приводу чи її частини, тобто наскільки розвитий знос елементів і породжувальні ним кутові зазори і яка тенденція їх змінювання під час експлуатації прокатної кліті. Відомий спосіб визначення зміни технічного стану зчленування робочий валок-шпиндель головної лінії приводу прокатної кліті, (патент України № 87827, МПК G01M 7/00, G01M 15/00, опубл. 25.08.2009), що включає періодичний вимір під час захоплення заготівки валками, принаймні у двох точках, значущого вібропараметра, зв'язаного з технічним станом лінії приводу, і визначення часу запізнення реакції ділянок лінії приводу на ударне навантаження, що діє на валки і прокатну кліть під час захоплення заготівки валками. Виміри виконують при різній швидкості задання заготівки у валки, що обертаються з постійною частотою, і установлюють залежність часу запізнення від швидкості і по цій залежності визначають технічний стан зчленування робочий валок - шпиндель. Недолік відомого способу полягає в тому, що збільшення швидкості задания заготівки в порівнянні з окружною швидкістю валків призводить до збільшення ударних навантажень на них. Крім того, збільшуються ударні навантаження - максимальний момент сил пружності на всі елементи вздовж лінії приводу - від шпинделів до двигуна. При збільшеному зносі та зазорах в зчленуваннях, до того ж невідомих на початку вимірів, подібні удари досягають значних величин, що небезпечно для обладнання. Найбільш близьким по технічній суті та ефекту, що досягається є спосіб визначення технічного стану устаткування головної лінії приводу прокатної кліті, (патент України № 70137, МПК GO1M7/00, опубл. 15.09.2004) що включає серію вимірів вібраційного параметра щонайменше у двох точках ділянок лінії приводу і визначення часу запізнення віброреакції ділянок на ударне навантаження, що діє на валки і прокатну кліть під час захоплення заготівки валками, коли швидкість підходу заготівки до валків перед її захопленням співпадає з окружною швидкістю робочих валків. У період захоплення заготівки валками періодично вимірюють щонайменше у двох точках значущий вібропараметр зв'язаний з технічним станом лінії приводу. За даними запису вібропараметра визначають час запізнювання реакції ділянок лінії приводу на ударне навантаження. За часом запізнення установлюють тенденцію зміни визначеної залежності під часу наробітку і визначають технічний стан лінії привода і прогноз його зміни. Недолік відомого способу полягає в тому, що за результатами вперше виконуваних вимірів проблематично дійти до висновку відносно технічного стану лінії приводу оскільки ні з чим порівняти дані одержаних вимірів. В основу поставлена задача удосконалення способу визначення технічного стану устаткування лінії головного приводу шляхом проведення додаткової серії вимірів, яку виконують в режимі короткочасної зупинки заготівки перед валками і наступного задання у валки та визначення середнього часу запізнення реакції ділянок і за їх різницею визначення технічного стану ділянок лінії приводу, що дозволяє визначити рівень зносу елементів ділянок лінії приводу та кутових зазорів, що забезпечить технічне обслуговування устаткування з урахуванням його фактичного стану. Вирішення поставленої задачі досягається тим, що у способі визначення технічного стану устаткування лінії головного приводу валків прокатної кліті включає серію вимірів вібраційного параметра, пов’язаного з технічним станом лінії приводу, щонайменше у двох точках ділянок лінії приводу, визначення часу запізнення віброреакції ділянок на ударне навантаження, що діє на валки і прокатну кліть під час захоплення заготівки валками, коли швидкість підходу заготівки до валків перед її захопленням збігається з коловою швидкістю робочих валків, згідно з винаходом, виконують додаткову серію вимірів після короткочасної зупинки заготівки перед валками на відстані 0,5-1 товщини заготівки та наступної подачі її у валки, в кожній серії вимірів визначають середнє значення часу запізнення реакції ділянок, потім визначають різницю між середніми значеннями часу запізнення ділянок в першій та другій серіях вимірів і за їх різницею визначають технічний стан обладнання ділянок лінії приводу. Те, що виконують додаткову серію вимірів після короткочасної зупинки заготівки перед валками на відстані 0,5-1 товщини заготівки та наступної подачі її у валки, та визначання середнього часу запізнення ділянок, що дозволяє визначити рівень зносу елементів ділянок лінії приводу та кутових зазорів, що забезпечить технічне обслуговування устаткування з урахуванням його фактичного стану. У першій серії вимірів швидкість задання заготівки в валки на 2-5 % більша окружної швидкості бочки валків. Тому в результаті удару заготівки по бочці валків завжди відбувається розмикання зазору перш за все на шпиндельній ділянці. При короткочасній зупинці заготівки на невеликій відстані перед валками і наступному заданні в валки її захоплення відбувається майже з нульовою швидкістю, удар заготівки по валках відсутній або мінімальний, тому зазори в зчленуваннях не розмикаються, час запізнення реакції ділянок зменшується і дорівнює природному часу запізнення реакції в системі без зазорів. Таким чином, в другій серії вимірів одержують середнє значення часу запізнення реакції ділянок, з яким проводять порівняння середнього значення часу запізнення реакції ділянок, одержаних в першій серії вимірів. Суть пропонованого рішення пояснюється кресленням, де на фіг. 1 (вигляд зверху) приведена схема лінії головного приводу валків і розташування чотирьох вібродатчиків Д1, Д2, Д3, Д4 на ділянках н2, ,3, ,4. На фіг. 2 показано розташування заготівки перед валками та швидкість заготівки і валків перед захопленням заготівки в валки для першої серії вимірів. На фіг. 3 показано розташування заготівки перед валками для другої серії вимірів. Лінія головного приводу складається з валкової системи і прокатної кліті 1, шпинделів 2, валків шестеренної кліті 3, редуктора 4, проміжного валу 5, електродвигуна 6. На прокатній кліті 1 (фіг. 1) установлюють вібродатчик Д1 і уздовж лінії приводу вібродатчики - Д2, Д3, Д4, наведені позначення часу (фіг. 1) запізнення реакції ділянки ,2 датчика Д2 відносно датчика Д1, ділянки т3 датчика з відносно датчика Д1, ділянки ,4 датчика Д4 відносно датчика Д1. В першій серії вимірів захоплення заготівки 7 валками 8 і 9 (фіг. 2) відбувається, коли швидкість підходу заготівки до валків перед її захопленням збігається з коловою швидкістю робочих валків (Vз=Vв). В другій серії вимірів захоплення заготівки 7 валками 8 і 9 (фіг. 3) відбувається, коли швидкість підходу заготівки до валків перед її захопленням дорівнює нулю (Vз=0). Пропонований спосіб здійснюють таким чином. На прокатній кліті (точка Д1) і в декількох точках на устаткуванні уздовж лінії приводу установлюють вібродатчики - Д2, Д3, Д4. Потім першу серію вимірів виконують в режимі прокатки, коли швидкість підходу заготівки до валків перед її захопленням збігається з коловою швидкістю бочки робочих валків, другу серію вимірів виконують в режимі короткочасної зупинки заготівки перед валками на відстані 0,5-1 товщин заготівки, та наступного задання заготівки у валки, в кожній серії вимірів визначають середнє значення часу запізнення реакції ділянок, визначають різницю між середніми значеннями часу запізнення ділянок в першій та другій серії вимірів і за їх різницею визначають технічний стан обладнання лінії приводу. Приклад конкретної реалізації Після установки датчиків у точках Д1, Д2, Д3, Д4, в останній чорновій кліті № 4 широкосмугового стану 1680 металургійного комбінату "Запоріжсталь" при одному й тому ж технічному стані лінії приводу виконали дві серії вимірів вібрації. В першій серії виміри виконали в штатному режимі прокатки 17 заготівок і за результатами вирахували середнє значення часу запізнення реакції ділянок, значення яких наведено в таблиці. Другу серію вимірів виконали з зупинкою кожної з 19 заготівок перед валками на відстані 45 мм до валків, тобто 0,8 від товщини заготівки з наступною задачею в кліть та за результатами вимірів вирахували середнє значення часу запізнення реакції ділянок, значення яких наведено в таблиці. У таблиці приведені результати вимірів середнього часу запізнення ділянок лінії приводу (фіг. 1), згідно з найбільш близьким відомим та пропонованим способом. В таблиці наведено час запізнення реакції під час прокатки без та з зупинкою полоси перед валками чорнової кліті № 4 стану 1680. Таблиця Час запізнення Умови прокатки2, МС3, МС4, МССередні значення С в першій серії вимірів при Vз=Vв212935Середні значення С в другій серії вимірів з зупинкою смуги перед валками, Vв=091523Різниця121412 Згідно з даними вимірів, наведених в таблиці, під час короткочасної зупинки заготівки перед валками час запізнення реакції ділянок значно зменшився в порівнянні з прокаткою заготівки без зупинки. Це свідчить про те, що в способі з зупинкою заготівки при відсутності удару по валках зазори не розмикаються перш за все на шпиндельній ділянці, внаслідок чого зменшується час запізнення реакції ділянок. Різниця часу запізнення реакції першої ділянки в двох серіях вимірів дорівнює 21-9=12 мс. Значення 12 мс обумовлене розмиканням зазору на шпиндельній ділянці і пропорційне його величині. Зменшення часу запізнення до 15 мс та 23 мс на інших двох ділянках відбулося за рахунок першої ділянки. Різниці часу 29-15=14 мс і 35-23=12 мс залишились майже однаковими (з урахуванням похибок) з першою різницею. Це вказує на те, що технічний стан цих ділянок не змінився. Зміну їх технічного стану одержують під час періодичних наступних серій вимірів. Таким чином, виконуючи періодичні виміри без зупинки заготівки та з її короткочасною зупинкою перед валками шляхом порівняння часу запізнення реакції ділянок, встановлюють технічний стан зчленувань лінії приводу, що дозволяє визначити рівень зносу елементів ділянок лінії приводу та кутових зазорів, що забезпечить технічне обслуговування устаткування з урахуванням його фактичного стану.