DE2949842A1

DE2949842A1 - Monitoring strength of annealed wire - where wire travels round set of rollers using strain gauges for indirect measurement of wire strength and for adjusting annealing temp.

Info

Publication number: DE2949842A1
Application number: DE19792949842
Authority: DE
Inventors: Joerg Krieger; Hubert Dipl Ing Winkler; Karl-Heinz Wunderling
Original assignee: Schwermaschinenbau Kombinat Ernst Thalmann VEB
Current assignee: Schwermaschinenbau Kombinat Ernst Thalmann VEB
Priority date: 1979-02-27
Filing date: 1979-12-12
Publication date: 1980-09-04
Also published as: DD141198A1

Abstract

The appts. consists of a set of rollers employed to carry the annealed wire along a path consisting of several loops. The path includes two rollers located at the two ends of a measuring beam on which two strain gauges are mounted; and one of the other rollers has an increased dia. so a tensile strain is exerted on the wire. The strain gauges are connected in an electronic circuit which measures the force required to produce the known amt. of strain in the wire. The force is used as an indirect indication of the strength of the wire, and also to adjust the electric current fed through the wire in the annealing process, i.e. electric resistance heating is used for annealing. For example in cable mfg. works, where wire is hard drawn and is then heated so it becomes half-hard or soft. The invention ensures that constant mechanical properties are obtd. in the continuous annealing of the wire. A deflection beam (1) is fitted with two strain gauges (2) and two rollers (7,8), which are located above a pair of coaxial idling rollers (5, 6) mounted on one shaft. Another ther pair (3, 4) of rollers has one (4) with a dia. 5% larger than the dia. of roller (3). The annealed wire travels round the rollers in the sequence (5,7,6,3,8,4); and strain is applied on the wire between rollers (8,4). Gauges (2) are connected in a bridge circuit with a voltage proportional to the stress on beam (1). A potentiometer provides compensation for dynamic measuring errors; and the bridge voltage is used to control the annealing current.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Einrichtung und Schaltungsanordnung zur Festigkeftsmessung geglühter Drähte Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung findet Anwendung in Kabel- und Drahtseilwerken, insbesondere bei hinter Ziehmaschinen angeordneten Durchlaufglühen, die den durch den Ziehprozeß verfestigten Draht wieder weich bzw. halbhart glühen.Device and circuit arrangement for strength measurement of annealed Wires Field of application of the invention The invention finds application in cable and Wire rope works, especially with continuous annealing arranged behind drawing machines, which anneal the wire solidified by the drawing process to be soft or semi-hard again.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bei der Kaltverformung von Drahten oder Bändern aus Metall erfolgt eine Verfestigung des Werkstoff gefüges. Dabei steigen die Bruchfestigkeit und die Streckgrenze des verformten Materials stark an. Die Bruchdehnung nimmt stark ab. Dadurch wird die Weiterverarbeitung und die Qualitat des Endprodukt es negativ beeinflußt.Characteristics of the known technical solutions In cold forming wires or bands made of metal strengthen the structure of the material. This increases the breaking strength and the yield strength of the deformed material strong. The elongation at break decreases sharply. This will further processing and the quality of the final product negatively affects it.

Bekannt sind Durchlaufglüheinrichtungen, die durch direkte Widerstandserhitzung über Kontaktrollen, an denen Spannung anliegt, den Draht oder das Band erwärmen, Die Glühspannung wird in der Regel in Abhängigkeit von der Drahtlaufgeschwindigkeit gesteuert. Änderungen der Betriebsbedingungen während des Drahtdurchlaufes, wie z. B. Änderungen der Werkstoffeigenschaften des Drahtes, Änderungen der bergangswiderstände, werden dabei nicht kompensiert. Die hieraus resultierenden Festigkeitsänderungen beeinträchtigen die Weiterverarbeitung des Drahtes. Hieraus folgernd wurden bereits Meßverfahren vorgeschlagen, das erreichte Glühniveau des Drahtes hinter der Glühe zu messen und die gewonnenen Werte als Stellgröße für die anzulegende Glühspannung zu nutzen. Diese Ze3- und Regeleinrichtungen arbeiten derart, daß sie den Draht nach dem Glühen um einen bestimmten Betrag in der Länge dehnen und die dafür erforderliche Kraft messen oder den Draht mit einer bestimmten Kraft beaufschlagen und die Dehnung als Maß für die Festigkeit nehmen.Continuous annealing devices are known which are produced by direct resistance heating heat the wire or strip using contact rollers to which voltage is applied, The annealing voltage is usually dependent on the wire speed controlled. Changes in the operating conditions during the wire passage, such as z. B. Changes in the material properties of the wire, changes in the contact resistance, are not compensated. The resulting changes in strength affect the further processing of the wire. Inferring from this were already Proposed measuring method, the achieved annealing level of the wire behind the annealing to measure and the values obtained as a manipulated variable for the annealing voltage to be applied to to use. These Ze3- and control devices work in such a way that after annealing, they stretch the wire by a certain amount in length and measure the force required for this or apply a certain force to the wire and take elongation as a measure of strength.

Bekannte Geräte, die die Zugkraft messen, weisen eine Schaltun5sanordnung, bestehend aus £ransduktoren, Siliziumgleichrichter, einem ziegler für die Vormagnetisierung, einem Ist-Wertgeber, eisen Sollwerteinsteller, einem Gleichrichter und elner iebkette, auf. Hierbei wird das vom Istwert-Geber stammende Signal zunächst durch den Gleichrichter gleichgerichtet.Known devices that measure the tensile force have a circuit arrangement consisting of transducers, silicon rectifiers, a Ziegler for the premagnetization, an actual value transmitter, iron setpoint adjuster, a rectifier and an electronic chain, on. The signal from the actual value encoder is first passed through the rectifier rectified.

Anschließend wird diese der ecnselspannungskomponente proportionale Gleichspannung mit dem eingestellten Sollwert vergleichen. Die der Messung zugrunde liegende Zugkraft wird durch ein Umlenkrollensystem erzeugt, bei dem in der letzten Stufe Umlenkrollen unterschiedlichen Durchmessers vorhanden sind, die den Draht um einen vorbestimmten Betrag in der Länge dehnen. An oder zwischen den Rollenlagerungen ist die Kraftmeßeinrichtung angeordnet. Schaltungen dieser Art haben den Nachteil, daß Meßfehler, die durch unterschiedliche Biegearbeit und unterschiedliche Lagerreibung, die in den Rollen auftreten, gar nicht oder recht schwierig zur Korrektur eingestellt werden können Bei mechanischer Einstellung, z. B. durch Verschiebung des Drehpunktes (Auflager), ist besonders die Einstellung im laufenden Betrieb erschwerend. Das ist aber bei der Korrektur von dynamischen Fehlern (abhängig von der Geschwindigkeit) basonders wichtig. Des weiteren führt die Verschiebung des Drehpunktes zu einer Maßstabsveränderung und auch zu zusätzlichen Meßfehlern.This then becomes proportional to the voltage component Compare the DC voltage with the setpoint that has been set. The basis of the measurement lying tensile force is generated by a pulley system, in which in the last Stage pulleys of different diameters are present that hold the wire stretch in length by a predetermined amount. On or between the roller bearings the force measuring device is arranged. Circuits of this type have the disadvantage that measurement errors caused by different bending work and different bearing friction, that appear in the roles are not set at all or are very difficult to correct With mechanical adjustment, e.g. B. by shifting the pivot point (Support), the setting during operation is particularly difficult. That but is in the correction of dynamic errors (depending on the speed) especially important. Furthermore, the shifting of the pivot point leads to a Change of scale and also to additional measurement errors.

Ziel der Erfindung Es ist Ziel der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die mit hoher Genauigkeit und guter Bedienbarkeit zur Messung des Glühniveaus eingesetzt werden kann.Object of the invention It is the object of the invention to provide a circuit arrangement to create that with high accuracy and good operability for measuring the glow level can be used.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Glühniveau eines geglühten Drahtes zu messen und die dabei im Meßgerät entstehenden Meßfehler auf ein Minimum zu reduzieren, bzw.Statement of the essence of the invention The object of the invention is to be found the basis of measuring the glow level of an annealed wire and that in the measuring device to reduce resulting measurement errors to a minimum, or

durch eine Korrektur zu vermeiden.to avoid by making a correction.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem ein Umlenkrollensystem, bestehend aus zwei an einem Biegebalken angeordneten Umlenkrollen und unter diesen angeordneten zwei Rollenpaaren, von denen das erste aus zwei lose auf einer Welle umlaufenden Rollen gleichen urchmessers und das zweite aus zwei miteinander gekoppelten Rollen unterschiedlichen Durchmessers besteht, deren Kopplung lösbar ist und an der Biegestelle zwei Dehnmeßstreifen oder eine andere Meßeinrichtung zur Messung der Biegekraft angeordnet sind.According to the invention, this object is achieved by a pulley system, consisting of two deflection rollers arranged on a bending beam and under them arranged two pairs of rollers, the first of which consists of two loosely on a shaft rotating rollers of the same diameter and the second of two coupled with each other There are roles of different diameters, the coupling of which is releasable and on the bending point two strain gauges or another measuring device for the measurement the bending force are arranged.

Es gehört auch zur erfindung, daß die Dehnmeßstreifen mit zwei Widerständen eine Brückenschaltung bilden, die der mechanischen Spannung im Biegebalken proportional ist und mit einem Operationsverstärker verstärkt und die verstärkte Spannung mit einer weiteren Spannung aus einem Potentiometer, welches die dynamischen Meßfehler kompensiert und einem zweiten Operationsverstärker nochmals verstärkt und so zu dem Anzeigeninstrument und dem Regler für die Glühspannung gelanze Ausführungsbeispiel Die Erfindung wird anhand beiliegender Zeichnungen näher erläutern. Es zeiten: Fig. 1 Umlenkrollensystem Fig. 2 Schaltungsanordnung.It is also part of the invention that the strain gauges have two resistors form a bridge circuit that is proportional to the mechanical stress in the bending beam is and amplified with an operational amplifier and the amplified voltage with another voltage from a potentiometer, which the dynamic measurement error compensated and a second operational amplifier amplified and so on the display instrument and the regulator for the glow voltage gelanze embodiment The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings. The time is: Fig. 1 deflection pulley system Fig. 2 circuit arrangement.

Die beiden Dehnmeßstreifen 2, die an dem Biegebalken 1 befestigt sind, bilden mit den beiden Widerständen 9 eine Brückenschaltung. Diese wird aus einer Speiseeinrichtung 14 gespeist. Die Brückenspannung, die der mechanischen Spannung im Biegebalken 1 proportional ist, wird mit dem Operationsverstärker 10 verstärkt0 Die verstärkte Bruckenspannung und eine Spannung aus dem Potentiometer 11 wird nochmals mit dem Operationsverstärker 10a verstärkt und gelangt so zu dem Anzeigeinstrument 12 und der Anschlußleitung für den Regler 13. Mit dem Potentiometer 11 werden die dgnamischen Meßfehler kompensiert. Dazu wird das Gerät bei gelösten Rollen 3, 4 mit seiner Nennabzugsgeschwindigseit betrieben und mit dem Potentiometer 11 das Anzeigeinstrument 12 auf Null gestellt. Danach müssen zur Messung die Rollen 3, 4 wieder starr gekoppelt werden.The two strain gauges 2, which are attached to the bending beam 1, form a bridge circuit with the two resistors 9. This becomes from a Feed device 14 fed. The bridge tension, that of the mechanical tension is proportional in the bending beam 1, is amplified with the operational amplifier 10 The increased bridge tension and a voltage from the potentiometer 11 is again amplified with the operational amplifier 10a and thus arrives at the display instrument 12 and the connection line for the controller 13. With the potentiometer 11 the dynamic measurement error compensated. For this purpose, the device is released with rollers 3, 4 with its nominal take-off speed operated and with the potentiometer 11 the display instrument 12 is set to zero. Then the rollers must be used for the measurement 3, 4 are rigidly coupled again.

Das Umlenkrollensystem gem. Fig. 1 dient in erster Linie dem Ausgleich von Zugspannungsänderungen. Am Biegebalken 1 ist an der Dranteinlaufseite die Umlenkrolle 7 angeordnet Darüber befinden sich die auf der gleichen Achse lose angeordneten Umlenkrollen 5 und 6c An der brahtauslauseite ist die Umlenkrolle 8 am Biegebalken 1 angeordnet. Darunter befindet sich das Rollenpaar 3, 4. Die Rolle 4 weist einen um einon vorbestimmten Betrag, beispielsweise 5 %, größeren Durchmesser auf. Beide Rollen 3, 4 sind starr miteinander gekoppelt, aber erforderlichenfalls lösbar. Der Draht wird in der @eihenfelge 5, 7, 6, 3, C> 4 über die Umlenkrollen geföhrt und zwischen 8 und 4 um einen bestimmten Betrag gedehnt. Die hierdurch erzeugte Biegespannung im Biegebalken 1 wird durch die Dehnmeßstreifen 2 gemessen.The deflection pulley system according to Fig. 1 is primarily used for compensation of changes in tensile stress. On the bending beam 1 is the pulley on the drant inlet side 7 arranged Above are those loosely arranged on the same axis Deflection rollers 5 and 6c The deflection roller 8 on the bending beam is on the brahtauslauseite 1 arranged. Below is the pair of rollers 3, 4. The roller 4 has a by a predetermined amount, for example 5%, larger diameter. Both Rollers 3, 4 are rigidly coupled to one another, but can be detached if necessary. Of the Wire is fed over the pulleys in the row rims 5, 7, 6, 3, C> 4 and stretched between 8 and 4 by a certain amount. The resulting The bending stress in the bending beam 1 is measured by the strain gauges 2.

Claims

Invention claim 1. Device for strength: nessun glazed Wires characterized by a pulley system consisting of two on a bending beam (1) arranged deflection rollers (7; 8) and arranged under these two pairs of rollers (3, 4; 5, 5), of which the first (5, 6) consists of two loosely rotating on a shaft and the second of two different rollers (3, 4) coupled to one another Diameter consists, the coupling is releasable and at the bending point of the bending beam (1) two strain gauges (2) or another measuring device to measure the bending force are arranged.

2. Device according to item 1, characterized in that the strain gauges (2) with two resistors (9) bileen a bridge circuit, that of the mechanical one Tension in the bending beam (11) is proportional and with an operational amplifier (10) amplified and the amplified tension with another tension of one Potentiometer (11), which compensates for the dynamic measurement errors, and a second one Operational amplifier (10a) amplified again and thus to the display instrument (12) and the regulator for the glow voltage arrives.