CN104198104B - 一种冷轧带钢张力检测方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷轧带钢张力检测方法及其装置。能够保证设备的正常运行，提高带钢轧制的质量。该方法包括：张力检测装置安装在拉矫机机架上；在张力检测装置上安装张力检测传感器，构成全桥测量电路；将全桥测量电路与BZ2201动态电阻应变仪连接；张力检测传感器电阻的变化量转换成电压变化量，电压变化量转换成相应的应变和应力，由计算公式求出冷轧带钢所受到的张力。该装置包括：拉矫机张力辊的轴承座、拉矫机机架、杠杆、挡板、张力检测传感器和底座。本发明能够提高张力检测的检测精度，保证设备的正常运行，提高带钢轧制的质量，节省生产成本。有利于提高企业设备管理水平。
Description
技术领域
本发明涉及机械系统中张力检测方法及其装置，特别是一种冷轧带钢张力检测方法及其装置。
背景技术
在冷轧带钢连续生产过程中，对带钢张力进行有效地检测可以消除带钢缺陷、改善带钢板形及提高带钢质量。
在张力检测系统中，张力检测传感器是感知和获取检测信息的窗口，它所获得的信息，将直接关系到张力检测系统的性能的好坏。
在现有的冷轧厂的拉伸弯曲矫直机组中，用于检测带钢张力的传感器价格昂贵，而且检测精度和使用寿命不高。
专利公开(公告)号：CN102980705A，公开了“一种钢带张力检测装置”，该装置可以有效地降低断带率，但其结构比较复杂。
发明内容
本发明提供了一种冷轧带钢张力检测方法及其装置。能够保证设备的正常运行，提高带钢轧制的质量。
一种冷轧带钢张力检测方法包括以下步骤：
a.张力检测装置通过拉矫机张力辊的轴承座和底座安装在拉矫机机架上；
b.在张力检测装置上安装张力检测传感器，在张力检测传感器的左下盲孔底部的中心位置，分别粘贴两片电阻应变片R1和R2，R1和R2互成90°，且与张力检测传感器的弹性体轴线成45°或135°；在张力检测传感器的右下盲孔底部的中心位置，分别粘贴两片电阻应变片R3和R4，R3和R4互成90°，且与弹性体轴线成45°或135°，电阻应变片R1、R2、R3和R4上的导线穿过弹性体的下导线孔和导线引出孔构成全桥测量电路；
c.将全桥测量电路与BZ2201动态电阻应变仪连接，BZ2201动态电阻应变仪与安装在计算机上的A/D板连接；
d.完成设备安装和连接后，开始检测，当张力检测传感器受到外载荷作用时，在张力检测传感器盲孔底部粘贴的应变片的应变被转化成应变片电阻的变化量，该变化量通过全桥测量电路被转换成电压变化量，然后再通过应变仪显示该电压变化量，该电压变化量通过安装在计算机上的A/D板转换成相应的应变和应力，得到张力检测传感器测得的力Fc；
e.设杠杆与拉矫机机架的固定铰链点为A，每个张力辊的入口张力和出口张力转化的水平方向的合力即冷轧带钢张力，设冷轧带钢张力为FB，设杠杆受到的FB的通过点为B，设张力检测传感器测得的力为Fc，设杠杆作用在张力检测传感器上的力通过点为C，AC＝2AB，由计算公式求出冷轧带钢所受到的张力FB。
一种冷轧带钢张力检测方法采用的装置，该装置包括：拉矫机张力辊的轴承座(1)、拉矫机机架(2)、杠杆(3)、挡板(4)、张力检测传感器(5)和底座(6)，所述拉矫机张力辊的轴承座(1)位于拉矫机机架(2)上，拉矫机机架(2)与杠杆(3)之间为固定铰链连接，拉矫机张力辊的轴承座(1)通过杠杆(3)与张力检测传感器(5)相连接，挡板(4)被安装在底座(6)上，底座(6)被固定在拉矫机机架(2)上；所述张力检测传感器(5)包括：弹性体(7)、左上卡簧槽(8)、左缩颈(9)、左上防尘盖(10)、左上盲孔(11)、弹性体的上导线孔(12)、右上卡簧槽(13)、右缩颈(14)、右上防尘盖(15)、右上盲孔(16)、防转槽(17)、导线引出孔(18)、左下卡簧槽(19)、左下防尘盖、左下盲孔、右下卡簧槽、右下防尘盖、右下盲孔和弹性体的下导线孔，所述弹性体(7)为实心销轴，弹性体(7)上有左缩颈(9)和右缩颈(14)，在左缩颈(9)上设有对称的左上盲孔(11)和左下盲孔，在右缩颈(14)上设有对称的右上盲孔(16)和右下盲孔(24)，在左下盲孔底部的中心位置，粘贴两片电阻应变片R1和R2，R1和R2互成90°，且与弹性体(7)轴线成45°或135°；在右下盲孔底部的中心位置粘贴两片电阻应变片R3和R4，R3和R4互成90°，且与弹性体(7)轴线成45°或135°，左上防尘盖(10)封装在左上盲孔(11)的孔口处；右上防尘盖(15)封装在右上盲孔(16)的孔口处；左下防尘盖封装在左下盲孔的孔口处；右下防尘盖封装在右下盲孔的孔口处，挡板(4)安装在底座(6)上，挡板(4)和张力检测传感器弹性体(7)上的防转槽(17)相配合，用于防止张力检测传感器(5)转动，进而实现张力检测传感器(5)的定位。电阻应变片R1、R2、R3和R4上的导线穿过弹性体(7)的下导线孔和导线引出孔(18)构成全桥测量电路。
所述电阻应变片R1、R2、R3和R4的阻值均为120Ω，应变片的材料为镍铬合金，测量电路均采用全桥等臂直流电路；所述弹性体材料选用弹簧钢35CrMoV。
本发明与现有同类技术相比，其显著的有益效果体现在：
本发明具有通用性强、性能稳定、灵敏度高、线性好、体积小、重量轻、易于安装和维护等特点。能够提高张力检测的检测精度，保证设备的正常运行，提高带钢轧制的质量，节省生产成本。有利于提高企业的设备管理水平。
附图说明
图1是一种冷轧带钢张力检测装置的结构示意图。
图2是一种冷轧带钢张力检测装置的测量电路图。
图3是一种冷轧带钢张力检测装置中张力检测传感器的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，一种冷轧带钢张力检测方法及其装置，检测方法的步骤如下：
a.张力检测装置通过拉矫机张力辊的轴承座1和底座6安装在拉矫机机架(2上；
b.在张力检测装置上安装张力检测传感器5，在张力检测传感器5的左下盲孔21底部的中心位置，粘贴两片电阻应变片R1和R2，R1和R2，互成90°，且与弹性体7轴线成45°或135°；在张力检测传感器的右下盲孔24底部的中心位置，粘贴两片电阻应变片R3和R4，R3和R4互成90°，且与弹性体7轴线成45°或135°，电阻应变片R1、R2、R3和R4上的导线穿过弹性体的下导线孔25和导线引出孔18构成全桥测量电路；
c.将全桥测量电路与BZ2201动态电阻应变仪连接，BZ2201动态电阻应变仪与安装在计算机上的A/D板连接；
d.完成设备安装和连接后，开始检测，当张力检测传感器5受到外载荷作用时，在张力检测传感器5盲孔底部粘贴的应变片的应变被转化成应变片电阻的变化量，该变化量通过全桥测量电路被转换成电压变化量，然后，再通过应变仪显示该电压变化量。该电压变化量通过安装在计算机上的A/D板被转换成相应的应变和应力以及力。即可得到张力检测传感器测得的力Fc；
e.如图1所示，设杠杆3与拉矫机机架2的固定铰链点为A，每个张力辊的入口张力和出口张力转化的水平方向的合力即冷轧带钢张力，设冷轧带钢张力为FB，设杠杆3受到的FB的通过点为B，设张力检测传感器5测得的力为Fc，设杠杆3作用在张力检测传感器5上的力通过点为C，AC＝2AB，由计算公式求出冷轧带钢所受到的张力FB。
为了验证本发明的张力检测传感器是否能够满足现场的刚度和强度要求，在本发明中做了如下工作：
通过对张力检测传感器弹性体的强度计算验证了本发明所设计的张力检测传感器能够满足现场的强度要求；
通过对张力检测传感器弹性体的有限元分析验证了本发明所设计的张力检测传感器能够满足现场的刚度和强度要求；
采用WDW3100微机控制电子万能试验机、张力检测传感器、接线盒、BZ2201动态应变仪、A/D板以及计算机组成了张力检测传感器弹性体的静态压缩刚度实验系统。通过该实验系统对张力检测传感器弹性体进行了静态压缩刚度实验。实验结果表明，在张力检测传感器正常工作时，其弹性体仍处在弹性阶段，相应的变形仍为弹性变形。所以，本发明提供的张力检测传感器能够满足现场的刚度和强度要求。
Claims (2)
1.一种冷轧带钢张力检测方法，其特征是该方法采用的装置包括：拉矫机张力辊的轴承座(1)、拉矫机机架(2)、杠杆(3)、挡板(4)、张力检测传感器(5)和底座(6)，所述拉矫机张力辊的轴承座(1)位于拉矫机机架(2)上，拉矫机机架(2)与杠杆(3)之间为固定铰链连接，拉矫机张力辊的轴承座(1)通过杠杆(3)与张力检测传感器(5)相连接，挡板(4)被安装在底座(6)上，底座(6)被固定在拉矫机机架(2)上；所述张力检测传感器(5)包括：弹性体(7)、左上卡簧槽(8)、左缩颈(9)、左上防尘盖(10)、左上盲孔(11)、弹性体的上导线孔(12)、右上卡簧槽(13)、右缩颈(14)、右上防尘盖(15)、右上盲孔(16)、防转槽(17)、导线引出孔(18)、左下卡簧槽(19)、左下防尘盖、左下盲孔、右下卡簧槽、右下防尘盖、右下盲孔和弹性体的下导线孔，所述弹性体(7)为实心销轴，弹性体(7)上有左缩颈(9)和右缩颈(14)，在左缩颈(9)上设有对称的左上盲孔(11)和左下盲孔，在右缩颈(14)上设有对称的右上盲孔(16)和右下盲孔，在左下盲孔底部的中心位置，粘贴两片电阻应变片R1和R2，R1和R2互成90°，且与弹性体(7)轴线成45°或135°；在右下盲孔底部的中心位置粘贴两片电阻应变片R3和R4，R3和R4互成90°，且与弹性体(7)轴线成45°或135°，左上防尘盖(10)封装在左上盲孔(11)的孔口处；右上防尘盖(15)封装在右上盲孔(16)的孔口处；左下防尘盖(20)封装在左下盲孔的孔口处；右下防尘盖封装在右下盲孔的孔口处，挡板(4)安装在底座(6)上，挡板(4)和张力检测传感器弹性体(7)上的防转槽(17)相配合，用于防止张力检测传感器(5)转动，进而实现张力检测传感器(5)的定位；电阻应变片R1、R2、R3和R4上的导线穿过弹性体(7)的下导线孔和导线引出孔(18)构成全桥测量电路；
冷轧带钢张力检测方法，包括以下步骤：
a.张力检测装置通过拉矫机张力辊的轴承座和底座安装在拉矫机机架上；
b.在张力检测装置上安装张力检测传感器，在张力检测传感器的左下盲孔底部的中心位置，分别粘贴两片电阻应变片R1和R2，R1和R2互成90°，且与张力检测传感器的弹性体轴线成45°或135°；在张力检测传感器的右下盲孔底部的中心位置，分别粘贴两片电阻应变片R3和R4，R3和R4互成90°，且与弹性体轴线成45°或135°，电阻应变片R1、R2、R3和R4上的导线穿过弹性体的下导线孔和导线引出孔构成全桥测量电路；
c.将全桥测量电路与BZ2201动态电阻应变仪连接，BZ2201动态电阻应变仪与安装在计算机上的A/D板连接；
d.完成设备安装和连接后，开始检测，当张力检测传感器受到外载荷作用时，在张力检测传感器盲孔底部粘贴的应变片的应变被转化成应变片电阻的变化量，该变化量通过全桥测量电路被转换成电压变化量，然后再通过应变仪显示该电压变化量，该电压变化量通过安装在计算机上的A/D板转换成相应的应变和应力，得到张力检测传感器测得的力Fc；
e.设杠杆与拉矫机机架的固定铰链点为A，每个张力辊的入口张力和出口张力转化的水平方向的合力即冷轧带钢张力，设冷轧带钢张力为FB，设杠杆受到的FB的通过点为B，设张力检测传感器测得的力为Fc，设杠杆作用在张力检测传感器上的力通过点为C，AC＝2AB，由计算公式求出冷轧带钢所受到的张力FB。
2.根据权利要求1所述一种冷轧带钢张力检测方法，其特征是所说的电阻应变片R1、R2、R3和R4的阻值均为120Ω，应变片的材料为镍铬合金，测量电路均采用全桥等臂直流电路；所述弹性体材料选用弹簧钢35CrMoV。
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