CN100421826C - 分片内孔压磁式板形仪 - Google Patents

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本发明属于冶金机械设备自动化测量、测试仪器技术领域，是一种在线自动检测冷轧带材平直度(板形)的检测装置。该发明由检测辊(1)、轴承座(2)、集流环(3)、相敏检波器(4)、低通滤波放大器(5)、峰值保持器(6)、数据采集板(7)、计算机(8)及显示器(9)组成，其特征是：所述检测辊(1)的空心芯轴(13)上采用过盈配合形式安装5-40个独立的辊片(10)，在辊片(10)的片体(14)圆周对称位置的腔体中安装两只或四只压磁式测压传感器(11)，用自锁调整垫(12)将片体(14)与压磁式传感器(11)固定为一体。此结构有别于其它接触式板形仪，它没有辊环，因此不存在辊环与芯轴间的周向滑动问题。该板形仪具有结构合理、信号稳定、检测精度高、抗干扰能力强、使用寿命长和易于安装维护等优点，对提高轧制带材板形质量和成材率具有重要实用价值。

Description

分片内孔压磁式板形仪
技术领域
本发明属于冶金机械设备自动化测量、测试仪器技术领域，是一种在线自动检测冷轧带材平直度(板形)的检测装置。适宜于各种冷轧带材平直度的在线检测。
背景技术
随着人们对板形质量要求的不断提高，板形检测技术越来越受到国内外广泛重视。然而板形检测是个十分困难的问题，一方面是因为检测环境恶劣，干扰因素多；另一方面也是因为板形缺陷有多种复杂的表现形式。板形检测是板形控制的前提和关键。由于冷轧板带材工业生产的迫切需要和板带材板形改善所带来的巨大经济效益，使板形检测技术的研究依然是当前板带轧制技术方面的一个重要课题。多年来，板形检测的研究工作开展得十分活跃，人们不断地探求新的检测原理和检测方法，研制开发满足工业生产需要的板形仪。国内板形仪的研究工作从上世纪80年代初开始，但在工业生产中能够长期稳定运行的国产板形仪目前仍属空白。国外从上世纪60年代开始，投入相当多的人力和物力进行板形检测仪的研制。尽管目前国内外已开发出不少形式的板形仪，但成功应用到生产实践中的只有几种。可见，开发高精度的板形测量传感器，寻求合理的检测方法，研制高质量的板形仪对改善板形质量非常关键和重要。
板形检测分为接触式和非接触式两种形式。非接触式板形仪具有结构相对简单，传感器为非转动元件，安装方便，与带材表面不存在摩擦，不会划伤带材等优点。但它有许多弊端，板形信号为非直接信号，信号处理易失真，而且易受板厚波动、温度变化、振动等许多因素的影响。因此，接触式板形仪在冷轧带材板形检测方面得到比较广泛的重视和一定的应用。
目前应用最多的接触式板形检测仪是瑞典ABB公司的分段式检测辊板形仪(简称分段式板形仪)和英国DAVY公司的空气轴承式板形仪。这些板形仪的核心元件都是板形检测辊。
分段式板形仪检测辊是由辊体、压力传感器、辊环组成。辊环是经过淬火的钢环，其厚度一般小于10mm，辊环与辊体之间采用热装，以便于有一定的预压力，通过辊环将带材的张力传递给压头。这种分段式检测辊在使用过程中，即使检测辊的加工精度很高，由于温度的变化引起辊环与辊体之间的予压力发生变化、轧制速度的变化引起带材与检测辊之间摩擦力的变化等原因，也极易使辊环相对于辊体产生相对转动，使检测辊的表面不光滑而划伤带材。由于这种检测辊的结构导致这个棘手的问题很难解决。另外，装辊环前的磨辊过程是断续磨削，磨辊质量难以保证；由于辊环内径磨削很难达到一致，因此难以保证辊环与辊体之间的预压力一致，而且预压力无法调整。
空气轴承式板形仪检测辊的中心是一根轴，外面套着辊套。在轴与轴套之间留有一定间隙，间隙里充以高压空气，带材张力变化引起间隙变化，使气体的压力产生变化，以此检测出带材的张力分布。但这种板形仪对工作环境的要求极为苛刻，需要特别洁净的空气，否则检测辊的空气通道易被堵塞而不能正常工作。因而，这种板形仪的应用受到很大的限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在线自动检测冷轧带材板形的分片内孔压磁式板形仪。该板形仪具有结构合理、信号稳定、检测精度高、抗干扰能力强、使用寿命长、易于安装维护和适用范围广等优点。对提高轧制带材板形质量和成材率具有重要实用价值。
该分片内孔压磁式板形仪由检测辊、轴承座、集流环、相敏检波器、低通滤波放大器、峰值保持器、数据采集板、计算机及显示器组成，其特征是：所述检测辊的空心芯轴上采用过盈配合形式安装5-40个独立的辊片，所有辊片和辊休两端的端盖通过4-6个长销螺栓固联在一起，每一辊片为一个独立的板形检测单元；每个辊片由片体、压磁式测压传感器及自锁调整垫组成，在片体圆周对称位置的腔体中安装两只或四只压磁式测压传感器，用自锁调整垫将片体与压磁式传感器固定为一体。同时，利用自锁调整垫极小的斜度精确调整压磁式传感器的预压力。此结构有别于其它接触式板形仪，它没有辊环，因此不存在辊环与芯轴间的滑动问题。从而从根本上解决了由于温度变化、摩擦力等原因造成的辊环周向滑动问题。在工作过程中不会出现对带材的划伤现象。
该分片内孔压磁式板形仪利用集流装置的法兰直接将集流装置固定在检测辊轴承座端面上，结构紧凑，振动小。集流装置的刷架采用了铍青铜材料，几何形状设计合理，使得电刷与滑环之间的接触压力始终基本不变，保证了信号的良好传递。
该分片内孔压磁式板形仪在一次信号处理上对每一路板形信号采用了峰值保持器，使得计算机对其数据采集尤为简单、方便，有利于提高信号的采集精度。
附图说明
图1是分片内孔压磁式板形仪系统简图；
图2是分片内孔压磁式板形仪检测辊简图。
在图1、图2中，1.检测辊，2.轴承座，3.集流装置，4.相敏检波器，5.低通滤波放大器，6.峰值保持器，7.数据采集板，8.计算机，9.显示器，10.辊片，11.压磁式测压传感器，12.自锁调整垫，13.芯轴，14.片体。
具体实施方式
图2是本发明公开的分片内孔压磁式板形仪的一个实施例，该检测辊1将15个独立的辊片10采用过盈配合形式安装于一支空心芯轴13上，所有辊片10和辊体两端的端盖通过4个长销螺栓固联在一起。每个辊片由片体14、压磁式测压传感器11及自锁垫12组成，在片体14圆周对称位置的腔体中安装4只性能相近压磁式测压传感器11，利用自锁调整垫12将片体14与压磁式传感器11固定为一体，同时，利用自锁调整垫12极小的斜度精确调整压磁式传感器11的预压力。
该分片内孔压磁式板形仪的工作原理是：在轧制过程中，带材包紧在检测辊1上，因而，检测辊1将受到与带材张力成正比的压力，由于检测辊1上的每一辊片10构成一个独立的压力检测单元，所以能够检测出带材张力沿辊身轴向的分布规律，从而测得带材的板形。检测辊1将测到的带材板形信号通过集流装置3送给一次信号处理装置，相敏检波器4对来自检测辊1的信号进行相敏检波，低通滤波放大器5对已经相敏检波的信号进行低通滤波、放大，变成适合于计算机8采集的电压信号，峰值保持器6对每路信号峰值进行保护，便于计算机8对信号的采集。数据采集板7对各路板形信号进行采集送给计算机8进行运算处理，处理后的板形信号送给显示器9进行板形显示，从而完成板形的检测和显示，为板形控制提供依据。

Claims (2)

1. 一种分片内孔压磁式板形仪，包括检测辊(1)、轴承座(2)、集流环(3)、相敏检波器(4)、低通滤波放大器(5)、峰值保持器(6)、数据采集板(7)、计算机(8)及显示器(9)，其特征是：所述检测辊(1)的空心芯轴(13)上采用过盈配合形式安装5-40个独立的辊片(10)，所有辊片(10)和辊体两端的端盖通过4-6个长销螺栓固联在一起，每一辊片(10)为一个独立的板形检测单元。
2. 根据权利要求1所述的板形仪，其特征在于：每一辊片(10)由片体(14)、压磁式测压传感器(11)及自锁调整垫(12)组成，在片体(14)圆周对称位置的腔体中安装两只或四只压磁式测压传感器(11)，用自锁调整垫(12)将片体(14)与压磁式传感器(11)固定为一体。
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