CN100396393C - 用于确定带特别是钢带和金属带中表面均匀度误差的方法及表面均匀度测量辊 - Google Patents

用于确定带特别是钢带和金属带中表面均匀度误差的方法及表面均匀度测量辊 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种方法及一种表面均匀度测量辊，用于确定钢带和金属带中的表面均匀度测量误差，该表面均匀度测量辊包括至少一个具有部分测头的测头，这些部分测头结合在一起并分别在辊罩中偏置180°且分别支撑在两个力传递器上，并还通过一个圆周运动间隙与辊罩分离，并通过至少一根拉杆相互固定，其中在整个带宽上对带进行拉伸应力分布测量的过程中，带以一个预定的接触弧包围在表面均匀度测量辊的周围，从而在表面均匀度测量辊上施加压力，该带在整个带宽上承受张力，通过该压力可以确定带中张力的分布。

Description

用于确定带特别是钢带和金属带中表面均匀度误差的方法及表面均匀度测量辊
技术领域
本发明涉及一种用于当带例如通过带处理线或者轧机机组时，确定所述带，特别是钢带和金属带的表面均匀度误差的方法。
背景技术
这种方法的实施从例如EP 1369186A2中已经了解，在EP 1369186A2中一种表面均匀度(evenness)测量辊具有至少一个结合的梁式传感器(beam sensor)，该梁式传感器在辊子的长度上沿纵向以波形线或者直线延伸，以便确定带作用在所述辊子上的张力，该带部分地包围在传感器辊子周围，其中，在确定张力的过程中，具有开始区域和终止区域的梁式传感器至少偶尔处于接触弧内，该接触弧由带形成并且其端部支撑在测力传感器和/或力传递器上。
梁式传感器在两个预紧螺栓的辅助下固定在辊身上，这两个预紧螺栓通过力传递器内部镗孔被导向且向力传递器施加一个预定的预紧力。这种方法还在实现力传递器的径向压紧的和形成环面的盖中为人所知(又见DE 4236657C2)。
力传递器为压电晶体，该压电晶体需要一个偏压以便能够测量压力。然而穿过预紧螺栓的压电晶体必然产生一个力分流(force shunt)，这样并非所有的被测力都传入力传递器中，而是其一部分传入预紧螺栓中。力分流可以高达30％。尽管力分流的影响在最初可以与通过校准将其滤出后一样，然而力分流保持为常量。然而实际上存在力分流的大小在操作过程中发生改变的危险，例如由于温度的改变而发生变化，从而歪曲了测量结果。另外被测信号将不与全部被测力一致。必须好好考虑用作力传递器应变片，该力传递器应变片不需要偏压，从而不会产生力分流。然而，这种应变片与压电晶体相比具有相对小的测量精度。
发明内容
本发明是以限定一种方法和一种表面均匀度测量辊的技术问题为基础的，该方法和表面均匀度测量辊用于确定带特别是钢带和金属带的表面均匀度误差，按照该方法压电晶体可以用作不具有无益的力分流的力传递器。
为了实现这个目的，本发明的主题是一种用于确定带特别是钢带和金属带的表面均匀度测量误差的方法，在对带的带宽上拉伸应力分布的测量过程中，带以一个预定的接触弧包围在一个表面均匀度测量辊周围，从而向表面均匀度测量辊施加局部压力，其中该带在其整个宽度上承受拉伸应力，该局部压力对应于带宽方向上的局部纵向拉伸应力分布，通过该局部压力可以确定带中的拉伸应力分布，其中表面均匀度测量辊包括至少一个测头，该测头具有两个部分测量传递器，这两个部分测量传递器结合在一起并分别在辊罩中偏置180°且分别支撑在两个力传递器上，并进一步通过一个圆周运动间隙与辊罩分开，并通过至少一根拉杆相互固定，其中每个部分测头中的力传递器的测量值加在一起，然后两个部分测头的总值相减，这样得到的测量值的差与总的局部压力减去测头和/或其部分测头的重量相一致。本发明的这些测量提供对局部压力的完全没有力分流的测量。实际上考虑到最优的动态响应特性和力传递器的足够刚度，按照本发明的方法的特征在于高测量精度。由于两个部分测头相对彼此偏置180°布置，两个部分测头的离心力将自我抵消，该离心力在辊子高转速下可以达到被测力的数量级。再者，在校准测量过程中，存在将测头重量确定为辊子转矩角的函数而不含压力的机会，并且使用所述重量作为被测值分析的校正函数。重量分量描述了一种同时被测的传感器辊子转矩角的正弦函数。通过单次校准可以将一个校正函数确定为转矩角的函数，这样重量对测量的影响被抵消。因此在预定转矩角上的被测力可以完全通过力传递器的被测信号来确定。实际上在对带测量的情况下，被校正的被测信号与局部压力完全一致。
此外本发明的主题是一种表面均匀度传感器辊子，该表面均匀度传感器辊子用于实施按照本发明的方法，从而在所述带例如通过带处理线或轧机机组时，用来确定带特别是钢带和金属带的表面均匀度误差，并且包括至少一个具有两个部分测头的测头，该部分测头结合在一起并分别在辊罩中偏置180°且支撑在两个力传递器上，并通过一个圆周运动间隙与辊罩分离，并通过至少一根拉杆相互固定，其中在整个带宽上对带的拉伸应力分布进行测量的过程中，带以一个预定的接触弧包围在一个表面均匀度传感器辊子周围，从而向表面均匀度传感器辊子施加局部压力，其中该带在其整个宽度上承受拉伸应力，该局部压力对应于带宽方向上的局部纵向拉伸应力分布，通过该局部压力可以确定带的拉伸应力的分布。为了正确并且完全地检测测量压力，位于带包围区域的部分测头上力传递器的被测信号总和首先被计算出来。从这个值中减去相对布置的部分测头上力传递器的被测信号总和与测头从而是两个局部测头的重量。部分测头可以是泪珠形的并且分别沿中心方向支撑在力传递器上。然而按照本发明的一种优选实施例，部分测头由梁式传感器形成，并且支撑在力传递器的梁端部区域。力传递器以压电石英形成。梁式传感器可以布置成直线或者相对于辊子轴倾斜。通过倾斜配置，其结果是梁式传感器的波形发展。在局部测头包围运动间隙内可以插入永久性弹性粘合剂和/或一个密封件或者在测头为圆形实施例的情况下插入一个O形圈。有利地，测头包括两个以上的部分测头，从而辊子每转的测量数目得以增加。优选地，在测头和/或其部分测头上覆盖一层金属箔，该金属箔粘合连接在辊子顶面上，以防止在被压紧的带区域上产生剪切应力。在按照本发明的表面均匀度传感器辊子包括一个由橡胶、合成材料或者硬质合金制成的外壳时使用同样的金属箔。最后在每个带宽区域上布置两个或者更多的测头，这样在辊子每转中的测量数目也得以增加。
附图说明
随后是在以一个示例性的实施例的图示的基础上，对本发明更加详细的说明。在附图中
图1示出了一个表面均匀度传感器辊子的示意性平面视图，该表面均匀度传感器包括作为部分测头的梁式传感器，
图2示出了通过按照图1的主题的一个A-A剖视图，该剖视图包括下半张图，该下半张图局限于剖面内，
图3示出了按照图1的主题的一种修改实施例，该修改实施例包括圆形部分测头，
图4示出了通过按照图3的主题的一个径向剖视图，该剖面位于部分测头区域，以及
图5示出了按照图2的主题的力简图。
具体实施方式
在图1到4中示出了一种表面均匀度传感器辊子1，该表面均匀度传感器辊子1用于当带2通过例如通过带处理线或者轧机机组时，确定带2中特别是钢带和金属带中的表面均匀度误差。这种表面均匀度传感器辊子包括至少一个具有两个部分测头的测头3，该部分测头结合在一起并分别在辊罩中偏置180°且支撑在两个力传递器上，并通过一个圆周运动间隙6与辊罩5分开，并通过至少一根拉杆7相互固定，其中在整个带宽上对带2的拉伸应力分布进行测量的过程中，带2以一个预定的接触弧包围在一个表面均匀度传感器辊子1周围，从而向表面均匀度传感器辊子1施加局部压力，其中该带2在其整个宽度上承受拉伸应力，该局部压力对应于带宽方向的局部纵向拉伸应力分布，通过该局部压力可以确定带中的拉伸应力分布。在按照图1和2的实施例的情况中，部分测头3a、3b形成梁式传感器的形式，并且支撑在力传递器4的梁端部区域上。在按照图3和4的实施例的情况中，局部测头3a、3b包括一个圆形形式，并且分别沿中心方向支撑在力传递器4上。力传递器4由压电晶体形成。
在具有梁式传感器的实施例的情况中，梁式传感器相对于辊子轴8倾斜布置，并且因此呈现出波形发展。优选地，在每个带宽区域上配置两个或者更多测头3。为了容纳测头3和/或它们的部分测头，辊身具有切口9，其中部分测头3a、3b与辊子顶面对齐并且形成一个非常狭窄的运动间隙6，部分测头3a、3b包围该切口。
在Z方向上作用在测头和/或它的部分测头上3a、3b上的力在图5中示出，因此下式适用：
FG，I＝FG，II
FFlleh，I＝FFlieh，II
F＝0-＞FMess＝FIL+FIR+FIIL+FIIR-2FG，I
关于力传感器下式适用：
FS，IL＝FIL；FS，IR＝FIR；
-＞FMess＝∑FSI-∑FSII-2FG，I

Claims (12)

1.一种用于确定带的表面均匀度误差的方法，在对带的整个带宽上拉伸应力分布的测量过程中，带以一个预定的接触弧包围在一个表面均匀度传感器辊子周围，从而向表面均匀度传感器辊子施加局部压力，其中该带在其整个带宽上承受应力，该局部压力对应于带宽区域上的局部纵向拉伸应力分布，通过该局部压力可以确定带的拉伸应力分布，其中表面均匀度传感器辊子包括至少一个具有两个部分测头的测头，这两个部分测头结合在一起，其分别在辊罩中沿圆周方向偏置180°且分别支撑在两个力传递器上，并进一步通过圆周运动间隙与辊罩分离，且通过至少一根拉杆相互固定，进一步地，每个部分测头的力传递器的测量值加在一起，然后两个部分测头的总值相减，因此得到的测量值的差与总的局部压力减去测头的重量相一致。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，测头的重量在校准测量中被确定为辊子转矩角的函数，而不包括压力，且用作被测变量分析的校正函数。
3.用于实施如权利要求1或2所述方法的表面均匀度传感器辊子(1)，其具有至少一个包括两个部分测头的测头(3)，该两个部分测头结合在一起，其分别在辊罩(5)中沿圆周方向偏置180°且支撑在两个力传递器上，并进一步地通过圆周运动间隙(6)与辊罩(5)分离，并通过至少一根拉杆(7)相互固定，其中在整个带宽上对带的拉伸应力分布进行测量的过程中，带(2)以一个预定的接触弧包围在一个表面均匀度传感器辊子(1)周围，从而向表面均匀度传感器辊子施加压力，其中该带(2)在其整个带宽上承受拉伸应力，该压力对应于带宽方向上的局部纵向拉伸应力分布，通过该压力可以确定带中的拉伸应力分布。
4.如权利要求3所述的表面均匀度传感器辊子，其特征在于，部分测头(3a、3b)为圆形并且分别沿中心方向支撑在力传递器(4)上。
5.如权利要求3所述的表面均匀度传感器辊子，其特征在于，部分测头(3a、3b)形成为梁式传感器，并且支撑在力传递器(4)的梁端部区域上。
6.如权利要求3到5之一所述的表面均匀度传感器辊子，其特征在于，力传递器(4)由压电晶体形成。
7.如权利要求5所述的表面均匀度传感器辊子，其特征在于，梁式传感器以直线布置或者相对于辊子轴(8)倾斜布置。
8.如权利要求3所述的表面均匀度传感器辊子，其特征在于，在部分测头(3a、3b)包围运动间隙(6)内插入永久弹性粘合剂和/或密封件。
9.如权利要求3所述的表面均匀度传感器辊子，其特征在于，测头(3)包括两个以上的部分测头(3a、3b)。
10.如权利要求3所述的表面均匀度传感器辊子，其特征在于，测头(3)和/或它们的部分测头(3a、3b)由金属箔覆盖。
11.如权利要求3所述的表面均匀度传感器辊子，其特征在于，一个由橡胶、合成材料或硬质合金制成的外壳。
12.如权利要求3所述的表面均匀度传感器辊子，其特征在于，两个或多个测头(3)布置在每个带宽区域上。
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