CN104511488B - 森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置，它包括校准用面板、固定支撑座、四个测量单元；所述固定支撑座通过面板调节机构与所述校准用面板连接；所述测量单元包括千分表和探杆，所述探杆的一端与千分表接触，所述探杆的另一端穿过所述校准用面板后与探头连接，所述千分表通过固定座固定在所述校准用面板上；所述探头分别与森吉米尔轧机的工作辊母线接触；所述探杆为可调节探杆。本发明还提供一种森吉米尔轧机工作辊位置关系测量方法。该装置使得森吉米尔轧机工作辊位置关系的测量变得简单，且测量准确；该方法能准确测量森吉米尔轧机工作辊的位置关系，指导生产准确调整辊系，减少钢板板型不佳的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置及方法。
背景技术
二十辊森吉米尔轧机的本体内部为梅花孔状，其内部辊系采用4-3-2-1的结构，即上下各有4个支承辊，3个中间辊，2个中间辊，以及1个工作辊，共20辊。在实际生产过程以及日常设备检修维护过程中，辊系间的相对位置，以及机构的调节对轧机轧制板型精度有着很大的影响。
二十辊森吉米尔轧机的板型精度控制基本是采用AGC自动测厚系统进行反馈，然后利用ASU和一中间机构进行调节，消除板型波动等问题。但由于支持工作辊的辊系及其机构之间会存在磨损，导致工作辊的位置关系发生变化。当工作辊交叉严重时，钢板的浪形严重，2#、4#浪及镰刀弯加重，无法通过ASU和一中间辊调节来消除。目前针对二十辊森吉米尔轧机辊系工作辊位置交叉问题的相关研究并不多，解决和检测的方法也非常有限。
现有的热轧和冷轧方框型牌坊的轧机工作辊采取对工作侧及传动侧轴承座位置的测量来推定工作辊的位置关系，以及用与牌坊机架中心位置的比较来判断工作辊位置的交叉情况。而二十辊轧机牌坊为梅花孔形状，工作辊因经常更换无法采用轴承座，无法使用上述测量方法。为了能准确得出森吉米尔轧机工作辊的位置关系，我们迫切需要一种新的测量装置及方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置及方法，该装置使得森吉米尔轧机工作辊位置关系的测量变得简单，且测量准确；该方法能准确测量森吉米尔轧机工作辊的位置关系，减少钢板板型不佳的问题。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置，它包括校准用面板、固定支撑座、四个测量单元；
所述固定支撑座通过面板调节机构与所述校准用面板连接；
所述测量单元包括千分表和探杆，所述探杆的一端与千分表接触，所述探杆的另一端穿过所述校准用面板后与探头连接，所述千分表通过固定座固定在所述校准用面板上；
所述探头分别与森吉米尔轧机的工作辊母线直接接触；
所述探杆为可调节探杆。
本发明还提供一种利用上述装置对森吉米尔轧机工作辊位置关系进行测量的方法，它主要包括以下步骤：
1）、将四个千分表进行调零；
2）、将森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置的固定支撑座安设在森吉米尔轧机上；
3）、先将下工作侧工作辊探杆上的探头与下工作侧工作辊的轮廓母线相切，将下传动侧工作辊探杆上的探头与下传动侧工作辊的轮廓母线相切；再将上工作侧工作辊探杆上的探头与上工作侧工作辊的轮廓母线相切，将上传动侧工作辊探杆上的探头与上传动侧工作辊的轮廓母线相切；
4）、读取4个千分表的数据，第一千分表上显示第一千分表与上工作侧工作辊的距离L1，第二千分表上显示第二千分表与上传动侧工作辊的距离L2，第三千分表上显示第三千分表与下工作侧工作辊的距离L3，第四千分表上显示第四千分表与下传动侧工作辊的距离L4；
5)、根据三角函数正切公式得出上工作侧工作辊的中轴线与上传动侧工作辊的中轴线夹角θ1，θ1=ATAN(L1-L2)/1000mm；
根据三角函数正切公式得出下工作侧工作辊的中轴线与下传动侧工作辊的中轴线夹角θ2，θ2=ATAN(L3-L4)/1000mm；
6）、计算出工作辊的交叉量△θ，△θ=θ1-θ2。
本测量方法得出的数据，并能根据测量结果进行最方便、最直接、最有效的调整，大大减少板型不佳的情况。
本森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置采用面板调节机构使校准用面板与地面基准（水平面）垂直及下工作辊校零，确保了测量准确性；本装置采用弹簧调节测量推杆的长度，结构简单，容易实现；制作简单，安装方便；工作辊交叉量测量准确，通过准确的工作辊交叉量数据，可以对辊系进行有效调整，从而降低轧制过程中出现的板型波动等问题，有效的提高产品质量，降低废品率。
本森吉米尔轧机工作辊位置关系测量方法不仅简单，而且能准确测量工作辊的交叉量；通过准确的工作辊交叉量数据，可以对辊系进行有效调整，从而降低轧制过程中出现的板型波动等问题，能有效提高产品质量，降低废品率。
附图说明
图1为本发明森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置的结构示意图。
图2为千分表与固定座的连接结构示意图。
图3为面板调节机构的结构示意图。
图4为可调探头的结构示意图。
图5为测点布置图。
图6为测量原理计算简图。
图7为采用森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置对工作辊位置关系进行测量的示意图。
图中：1、校准用面板，2、千分表，2-1、第一千分表，2-3、第三千分表，3、固定支撑座，4、面板调节机构，5、探杆，5-1、上工作侧工作辊探杆，5-3、下工作侧工作辊探杆，6、探头，6-1、第一探头，6-2、第二探头，6-3、第三探头，6-4、第四探头，7、弹簧，8、调节螺母，9、锁紧螺母，10-1、上工作侧工作辊，10-2、下工作侧工作辊，11、森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置，12、固定座，13、支撑座顶紧螺栓，14、圆柱，15、孔，16、面板顶紧螺栓，17、面板调节螺钉，18、蝶形弹簧，19、U形固定座，20、固定螺栓，21、通孔，22、表夹持杆，23、锁紧螺钉。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
参见图1-图5，一种森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置，它包括校准用面板1、固定支撑座3、四个千分表2（第一千分表2-1、第二千分表、第三千分表2-3、第四千分表）、四个探杆5（上工作侧工作辊探杆5-1、上传动侧工作辊探杆、下工作侧工作辊探杆5-3、下传动侧工作辊探杆）、四个探头6（第一探头6-1、第二探头6-2、第三探头6-3、第四探头6-4）；
所述固定支撑座3通过面板调节机构4与所述校准用面板1连接；
所述上工作侧工作辊探杆5-1的一端与第一千分表2-1接触，所述上工作侧工作辊探杆5-1的另一端穿过所述校准用面板1后与第一探头6-1连接，所述第一千分表2-1通过固定座12固定在所述校准用面板1上；所述上传动侧工作辊探杆的一端与第二千分表接触，所述上传动侧工作辊探杆的另一端穿过所述校准用面板1后与第二探头6-2连接，所述第二千分表通过固定座12固定在所述校准用面板1上；所述下工作侧工作辊探杆5-3的一端与第三千分表2-3接触，所述下工作侧工作辊探杆5-3的另一端穿过所述校准用面板1后与第三探头6-3连接，所述第三千分表2-3通过固定座12固定在所述校准用面板1上；所述下传动侧工作辊探杆的一端与第四千分表接触，所述下传动侧工作辊探杆的另一端穿过所述校准用面板1后与第四探头6-4连接，所述第四千分表通过固定座12固定在所述校准用面板1上；所述探头（第一探头6-1、第二探头6-2、第三探头6-3、第四探头6-4）的外表面为平面，所述探头的外表面与工作辊的轮廓母线相切；4个探头与工作辊的轮廓母线形成面接触，并相切。千分表、探杆、探头分别组成4个测量单元，对工作辊进行测量；使用时，通过调整面板调节机构4使校准用面板1与水平面垂直，4个探头与工作辊的轮廓母线形成面接触，并相切，以保证测量结果的准确性。
本实施例中，所述四个探杆（上工作侧工作辊探杆5-1、上传动侧工作辊探杆、下工作侧工作辊探杆5-3、下传动侧工作辊探杆）为可调节探杆，所述可调节探杆包括与千分表接触的阶梯轴状探杆，所述阶梯轴状探杆能在校准用面板1的孔15内轴向游动；所述阶梯轴状探杆上设有弹簧7，弹簧7的一端与校准用面板1接触，弹簧7的另一端与阶梯轴状探杆的轴肩接触；所述阶梯轴状探杆上设有调节螺母8，所述调节螺母8与阶梯轴状探杆上的外螺纹相适配，可实现探头检测面与校准用面板1距离的调节，调节螺母8用锁紧螺母9定位。弹簧7的作用使得探头有效伸出并能与工作辊的母线接触。通过调节螺母8可实现探杆的伸长与缩短，便于探杆上探头与工作辊接触，确保了测量结果的准确性。
本实施例中，所述面板调节机构包括位于校准用面板1四角的4个调节单元和和位于校准用面板1中部的2个面板顶紧螺栓16，每个调节单元包括1个面板调节螺钉17和2片蝶形弹簧18，面板调节螺钉17穿过固定支撑座3后再穿过2片蝶形弹簧18，最后与校准用面板1连接；面板顶紧螺栓16穿过固定支撑座3后与校准用面板1连接。通过面板调节螺钉17和蝶形弹簧18可实现校准用面板1的微调，使校准用面板1垂直于水平面，保证了测量的准确性。
本实施例中，所述固定支撑座3包括与乳化液喷射管的固定槽连接的圆柱14，且所述固定支撑座3通过支撑座顶紧螺栓13固定于轧机内牌坊上。这种结构能便于将森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置11固定在森吉米尔轧机上。
本实施例中，所述固定座12包括U形固定座19，所述U形固定座19的两端通过固定螺栓20固定在校准用面板1上，所述U形固定座19上设有通孔21，所述通孔21内设有夹持千分表的表夹持杆22，所述表夹持杆22通过锁紧螺钉23固定在U形固定座19上；千分表通过表夹持杆22固定后与探杆接触。
本实施例中，为了确保测量方便及准确性，所述上工作侧工作辊探杆5-1和上传动侧工作辊探杆平行，且上工作侧工作辊探杆5-1的中轴线和上传动侧工作辊探杆的中轴线的距离为1000mm；所述下工作侧工作辊探杆5-3和下传动侧工作辊探杆平行，且下工作侧工作辊探杆5-3的中轴线和下传动侧工作辊探杆的中轴线的距离为1000mm，所述上工作侧工作辊探杆5-1和下工作侧工作辊探杆5-3位于同一垂直线上；所述上传动侧工作辊探杆和下传动侧工作辊探杆位于同一垂直线上。
参见图6和图7，本发明还提供一种采用上述森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置进行位置关系测量的方法，它主要包括如下步骤：
1）、将四个千分表（第一千分表2-1、第二千分表、第三千分表2-3、第四千分表）进行调零；
2）、将森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置11的固定支撑座3插入乳化液喷射管的固定槽中，调节面板调节机构4的面板调节螺钉17，使校准用面板1垂直于水平面；
3）、先将第三探头6-3与下工作侧工作辊的轮廓母线相切，将第四探头6-4与下传动侧工作辊的轮廓母线相切；再将第一探头6-1与上工作侧工作辊的轮廓母线相切，将第二探头6-2与上传动侧工作辊的轮廓母线相切；
4）、读取4个千分表（第一千分表2-1、第二千分表、第三千分表2-3、第四千分表）的数据，第一千分表2-1上显示第一千分表与上工作侧工作辊的距离L1，第二千分表上显示第二千分表与上传动侧工作辊的距离L2，第三千分表2-3上显示第三千分表2-3与下工作侧工作辊的距离L3，第四千分表上显示第四千分表与下传动侧工作辊的距离L4；
5)、根据三角函数正切公式得出上工作侧工作辊的中轴线与上传动侧工作辊的中轴线夹角θ1，θ1=ATAN(L1-L2)/1000；
根据三角函数正切公式得出下工作侧工作辊的中轴线与下传动侧工作辊的中轴线夹角θ2，θ2=ATAN(L3-L4)/1000；
6）、计算出工作辊的交叉量△θ，△θ=θ1-θ2。
步骤1）中的调零方法为：设校准用面板1为基准面A，该校准用面板1加工时，采用研磨工艺将校准用面板1加工到零级，然后用标准样块校正，使四个探头的伸出值一致（也可采用零级平板将探头检测共面），将四个千分表的指针调整为零位，完成4个千分表的调零。
步骤3）中，让下工作辊母线与第三探头6-3、第四探头6-4轻轻接触（先将第三探头6-3与下工作侧工作辊的轮廓母线相切，将第四探头6-4与下传动侧工作辊的轮廓母线相切），使第三千分表和第四千分表到零位；给适当压下的力将上工作辊的工作侧工作辊和传动侧工作辊稳定住，将第一探头6-1和第二探头6-2压靠在上工作辊的侧面母线上。
本发明根据二十辊森吉米尔轧机的孔系结构，借用轧机喷油板的固定槽，将固定支撑座设计成圆柱状，方便森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置的安设与拆卸。本发明依据L1、L2、L3、L4即可计算工作辊交叉位置。
由于轧辊采用磨削加工，其精度十分高，辊系又为塔形结构，工作辊的约束十分精密，故选用千分表，测量精度可达到0.001mm。
第一探头6-1与第二探头6-2水平高度保持一致，第三探头6-3与第四探头6-4水平高度保持一致，第一探头6-1与第三探头6-3在同一垂直线上，第二探头6-2与第四探头6-4在同一垂直线上，以确保测量准确性。
本发明中，通过面板调节螺钉17使校准用面板1在进行测量时保持与地面基准（水平基准）垂直，探头的前端面与工作辊相切；弹簧给探杆一个推力，使其具有一定的张力；当探杆动作时，千分表准确显示移动量，测量非常方便。
本发明还可通过千分表调零，设定新的基准面，通过探杆与新的基准面的位移计算出工作辊的交叉量，使用非常方便。
本发明通过测量出两辊的相对偏移量，可以计算出交叉的夹角、交叉点位置等信息，通过森吉米尔轧机的支撑管对工作辊进行调节，以减少板型不佳等问题。
本发明主要解决的技术问题是：
①在结构紧凑的牌坊内部，建立测量基准平台以便于精确测量；
②选用合适的测量点和精密仪器测量满足辊系精度要求；
③在静态实现小轧制力工作辊位置的变化可测量。
Claims (9)
1.一种森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置，其特征在于：它包括校准用面板、固定支撑座和四个测量单元；
所述固定支撑座通过面板调节机构与所述校准用面板连接；
所述四个测量单元分别包括千分表和探杆，所述探杆的一端与千分表接触，所述探杆的另一端穿过所述校准用面板后与探头连接，所述千分表通过固定座固定在所述校准用面板上；
所述探头与森吉米尔轧机的工作辊母线直接接触；
所述探杆为可调节探杆；
四个探杆分别为上工作侧工作辊探杆、上传动侧工作辊探杆、下工作侧工作辊探杆、下传动侧工作辊探杆，所述上工作侧工作辊探杆和上传动侧工作辊探杆平行，且上工作侧工作辊探杆的中轴线和上传动侧工作辊探杆的中轴线的距离为1000mm；所述下工作侧工作辊探杆和下传动侧工作辊探杆平行，且下工作侧工作辊探杆的中轴线和下传动侧工作辊探杆的中轴线的距离为1000mm，所述上工作侧工作辊探杆和下工作侧工作辊探杆位于同一垂直线上；所述上传动侧工作辊探杆和下传动侧工作辊探杆位于同一垂直线上。
2.如权利要求1所述的森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置，其特征在于：所述固定支撑座装设在轧机出口乳化液喷射管位置，且所述固定支撑座通过支撑座顶紧螺栓固定于轧机内牌坊上。
3.如权利要求1所述的森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置，其特征在于：所述面板调节机构包括位于校准用面板四角的4个调节单元和和位于校准用面板中部的2个面板顶紧螺栓，每个调节单元包括1个面板调节螺钉和2片蝶形弹簧，面板调节螺钉穿过固定支撑座后再穿过2片蝶形弹簧，最后与校准用面板连接；面板顶紧螺栓穿过固定支撑座后与校准用面板连接。
4.如权利要求1所述的森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置，其特征在于：所述可调节探杆包括与千分表接触的阶梯轴状探杆，所述阶梯轴状探杆能在校准用面板的孔内轴向游动；所述阶梯轴状探杆上设有弹簧，弹簧的一端与校准用面板接触，弹簧的另一端与阶梯轴状探杆的轴肩接触；所述阶梯轴状探杆上设有调节螺母，所述调节螺母与阶梯轴状探杆上的外螺纹相适配，可实现探头检测面与校准用面板距离的调节，并用锁紧螺母定位。
5.如权利要求1或4所述的森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置，其特征在于：所述探头的外表面为平面，所述探头的外表面与工作辊的轮廓母线相切。
6.如权利要求1所述的森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置，其特征在于：所述固定支撑座包括与乳化液喷射管的固定槽连接的圆柱；所述固定座包括U形固定座，所述U形固定座的两端通过固定螺栓固定在校准用面板上，所述U形固定座上设有通孔，所述通孔内设有夹持千分表的表夹持杆，所述表夹持杆通过锁紧螺钉固定在U形固定座上；千分表通过表夹持杆固定后与探杆接触。
7.一种采用权利要求1-6中任一所述森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置进行位置关系测量的方法，其特征在于包括如下步骤：
1）、将四个千分表进行调零；
2）、将森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置的固定支撑座安设在森吉米尔轧机上；
3）、先将下工作侧工作辊探杆上的探头与下工作侧工作辊的轮廓母线相切，将下传动侧工作辊探杆上的探头与下传动侧工作辊的轮廓母线相切；再将上工作侧工作辊探杆上的探头与上工作侧工作辊的轮廓母线相切，将上传动侧工作辊探杆上的探头与上传动侧工作辊的轮廓母线相切；
4）、读取4个千分表的数据，第一千分表上显示第一千分表与上工作侧工作辊的距离L1，第二千分表上显示第二千分表与上传动侧工作辊的距离L2，第三千分表上显示第三千分表与下工作侧工作辊的距离L3，第四千分表上显示第四千分表与下传动侧工作辊的距离L4;
5)、根据三角函数正切公式得出上工作侧工作辊的中轴线与上传动侧工作辊的中轴线夹角θ1，θ1=ATAN(L1-L2)/1000mm；
根据三角函数正切公式得出下工作侧工作辊的中轴线与下传动侧工作辊的中轴线夹角θ2，θ2=ATAN(L3-L4)/1000mm；
6）、计算出工作辊的交叉量△θ，△θ=θ1-θ2。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤2）中，森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置的固定支撑座插入轧机出口乳化液喷射管的固定槽中。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤2）中，将森吉米尔轧机工作辊位置关系测量装置的固定支撑座安设在森吉米尔轧机上后，调节面板调节螺钉和面板顶紧螺栓，使校准用面板垂直于水平面。
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