CN105478492B - 轧机轧制参数监测测点的确定方法及其轧机参数测量装置的布置结构 - Google Patents
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Abstract
一种轧机轧制参数监测测点的确定方法及其轧机参数测量装置的布置结构，该方法首先将加速度传感器和轧制参数测量装置设置在轧机的不同位置上；根据不同道次下采集的数据计算出轧制参数的影响因子，由此推算出轧制参数敏感度大小，快速且准确地确定轧机轧制参数的监测测点。本发明可以快速且准确地确定轧机除振动加速度信号之外的其他轧制参数的监测测点，可以准确地测量出二十辊轧机的轧制力和轧制速度，并且进一步确定对轧制力测量装置和轧制速度测量装置的设置角度，可以进一步提高轧制力和轧制速度的测量精度，在不影响轧机性能与生产的前提下，实现对轧机振动的在线精确监测，提供轧机运行状况信号，保证轧机的正常运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种轧机振动监测方法，尤其涉及一种用于二十辊轧机的轧机轧制参数监测测点确定方法及其轧机参数测量装置的布置结构。
背景技术
轧机在轧制过程中会出现频繁的振动，如何精确地监测轧机的振动一直是世界范围内的技术难题。轧机的振动问题，不仅使轧机的机械性能和精度受到严重影响，而且强烈的轧机振动会严重影响产品的表面质量，给企业带来巨大经济损失。由于轧机系统具有多参数多振源的特点，在轧机振动监测过程中为了消除其它参数干扰，获得更为精确的信号，传感器测点的布置尤为重要。
在轧机振动监测过程中通常采用对振动加速度信号进行分析的方式。为了更加精确地反映轧机的振动情况，也可以结合其他轧制参数实现轧机的振动监测。然而，目前大多数研究主要集中在四辊和六辊轧机的传感器测点布置上，由于二十辊轧机结构比较复杂且精度要求较高，四辊或者六辊轧机的传感器测点布置无法适用于二十辊轧机。
经查，现有专利号为CN201220396620.8的中国专利《一种轧机振动监测分析装置》，该装置由对轧机扭转振动，弯曲振动以及线振动信号的实时捕捉的信号传感器，用于对采集信号进行放大和转换处理的多通道振动信号隔离放大器，用于对信号进行滤波处理的多通道振动信号调理器，用于对接收到的信号进行数据分析，监测计算机和用于存储数据的数据库和用于提供电源的稳压电源组成；其中，安装在轧机上的所述信号传感器与所述多通道振动信号隔离放大器数据连接，所述多通道振动信号隔离放大器与所述多通道振动信号调理器数据连接，所述多通道振动信号调理器与所述计算机数据连接，所述计算机与所述数据库数据连接；所述稳压电源为所述多通道振动信号隔离放大器、多通道振动信号调理器和监测计算机提供电源。但是这只是个监测装置，并没有对传感器测点的位置确定及其布置进行说明，因此需要研发出一种对传感器测点确定及布置的方法，以获得精确的信号来监测轧机的振动。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种轧机轧制参数监测测点的确定方法，可以快速且准确地确定轧机除振动加速度信号之外的其他轧制参数的监测测点。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种轧机参数测量装置的布置结构，可以准确地测量出二十辊轧机的轧制力和轧制速度。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种轧机轧制参数监测测点的确定方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将加速度传感器和轧制参数测量装置设置在轧机的不同位置上，其中该轧制参数测量装置是用于测量除该振动加速度信号之外的其他轧制参数，包括速度或者轧制力信号的参数；
2)加速度传感器分别多次采集不同道次下的振动加速度信号，轧制参数测量装置采集不同道次下的轧制参数；
3)通过上述采集的数据计算出振动加速度信号均方根值的波动百分比其中xm表示m道次下振动加速度信号的均方根值，xn表示n道次下振动加速度信号的均方根值，同时计算出轧制参数的波动百分比其中ym表示m道次下的轧制参数，yn表示n道次下的轧制参数，其中m、n均为大于零的整数；
4)计算出轧制参数的影响因子若Φ>0，则表示该振动加速度信号的均方根值对该轧制参数的波动较为敏感，影响因子Φ数值越大，该轧制参数的敏感度越高；如果Φ<0，则表示该振动加速度信号的均方根值对该轧制参数的波动不敏感；
5)根据设置在轧机不同位置上的轧制参数测量装置采集到的轧制参数的敏感度大小，选择敏感度较高的轧机参数对应的轧机位置作为该轧制参数测量装置的布置方式，从而确定轧机轧制参数的监测测点。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种轧机参数测量装置的布置结构，轧机的辊系分为相对设置的上半部分和下半部分，所述上半部分和下半部分由内至外均依次设置有工作辊系、中间辊系、驱动辊系和支撑辊系，其中工作辊系为一个工作辊，中间辊系为两个中间辊，驱动辊系为两个驱动辊和一个惰性辊，支撑辊系为四个支撑辊，其特征在于：所述轧机轧制参数监测测量装置包括轧制力测量装置和轧制速度测量装置，其中轧制力测量装置设置在轧机辊系的上半部分最右侧的第一支撑辊的牌坊上，轧制速度测量装置设置在轧机辊系的下半部分最右侧的第五支撑辊的轴承座上。
作为改进，所述轧制力测量装置与上半部分最右侧的第一支撑辊的中心的连线的水平夹角为36～38°，轧制速度测量装置与下半部分最右侧的第五支撑辊的中心的连线的水平夹角为89～91°。
作为优选，所述轧制力测量装置与上半部分最右侧的第一支撑辊的中心的连线的水平夹角为37°，轧制速度测量装置与下半部分最右侧的第五支撑辊的中心的连线的水平夹角为90°。
作为改进，所述轧制力测量装置和轧制速度测量装置还可同时设置在轧机辊系的上半部分从左至右第二个支撑辊的牌坊上。
再改进，所述轧制力测量装置和轧制速度测量装置与上半部分从左至右第二个支撑辊的中心的连线的水平夹角均为89～91°。设置角度的确定，进一步提高了轧制力和轧制速度的测量精度。
优选地，所述轧制力测量装置和轧制速度测量装置与上半部分从左至右第二个支撑辊的中心的连线的水平夹角均为90°。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明可以快速且准确地确定轧机除振动加速度信号之外的其他轧制参数的监测测点，可以准确地测量出二十辊轧机的轧制力和轧制速度，并且进一步确定对轧制力测量装置和轧制速度测量装置的设置角度，可以进一步提高轧制力和轧制速度的测量精度，在不影响轧机性能与生产的前提下，实现对轧机振动的在线精确监测，提供轧机运行状况信号，保证轧机的正常运行。
附图说明
图1是本发明的轧机轧制参数监测测点确定方法的流程图；
图2是本发明中布置有轧制力测量装置和轧制速度测量装置的二十辊轧机的主视图；
图3是图2中沿箭线1-1的剖视图；
图4是图2中沿箭线3-3的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，一种轧机轧制参数监测测点的确定方法，包括以下步骤：
1、将加速度传感器和轧制参数测量装置设置在轧机的不同位置上，其中该轧制参数测量装置用于测量除该振动加速度信号之外的其他轧制参数，包括速度或者轧制力信号的参数。
2、该加速度传感器分别多次采集不同道次下的振动加速度信号，该轧制参数测量装置采集不同道次下的轧制参数。
3、计算出该振动加速度信号均方根值的波动百分比其中xm表示m道次下振动加速度信号的均方根值，xn表示n道次下振动加速度信号的均方根值，并且计算出该轧制参数的波动百分比其中ym表示m道次下的轧制参数，yn表示n道次下的轧制参数，其中m、n均为大于零的整数。
4、计算出该轧制参数的影响因子如果Φ>0，则表示该振动加速度信号的均方根值对该轧制参数的波动较为敏感，影响因子Φ数值越大，该轧制参数的敏感度越高；如果Φ<0，则表示该振动加速度信号的均方根值对该轧制参数的波动不敏感。
5、根据设置在轧机不同位置上的轧制参数测量装置采集到的轧制参数的敏感度大小，选择敏感度较高的轧机参数对应的轧机位置作为该轧制参数测量装置的布置方式，从而确定轧机轧制参数的监测测点。
上述轧机轧制参数监测测点确定方法，可以快速且准确地确定轧机除振动加速度信号之外的其他轧制参数的监测测点，诸如二十辊轧机。
在轧机振痕监测过程中，轧制力和轧制速度作为主要的轧制参数，与振动加速度信号结合可以更加精确地反映轧机的振动情况。
一种轧机参数测量装置的布置结构，如图2～4所示，该轧机包括相对设置的上半部分和下半部分，该上半部分和下半部分由内至外均依次为工作辊系1、中间辊系2、驱动辊系3和支撑辊系4，其中该工作辊系1包括一个工作辊，该中间辊系2包括两个中间辊，该驱动辊系3包括两个驱动辊和一个惰性辊，该支撑辊系4包括四个支撑辊，上半部分的四个支承辊从左至右为A、B、C、D，下半部分的四个支承辊从右至左为E、F、G、H，轧制力测量装置设置在该上半部分最右侧的第一支撑辊D的牌坊N上，轧制速度测量装置设置在该下半部分最右侧的第五支撑辊E上的轴承座P上，其中轧制力测量装置与该上半部分最右侧的第一支撑辊D的中心的连线的水平夹角为37°，且轧制速度测量装置与该下半部分最右侧的第五支撑辊E的中心的连线的水平夹角为90°。
此外，该轧制力测量装置和轧制速度测量装置还可同时设置在轧机的上半部分从左至右第二个支撑辊B的牌坊Q上，以获得支撑效果，且该轧制力测量装置、轧制速度测量装置与该上半部从左至右第二个支撑辊B的中心的连线的水平夹角均为90°。
经过实践论证本发明的方法和装置合理可行，按照本申请方法在二十辊轧机进行选点，并比较各个测试点的轧机振动状况，实验结果证明和我们申请方法的选点结果一致，在这些点上进行监测可以较大幅度地提供振动信号监测的敏感性，从而获得良好的监测精度，通常会提高20％以上，在不影响轧机性能与生产的前提下，实现对轧机振动的在线精确监测，提供轧机运行状况信号，保证轧机的正常运行。
本实施例为本发明的优选实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，这些变化、修改、替换和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种轧机轧制参数监测测点的确定方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将加速度传感器和轧制参数测量装置设置在轧机的不同位置上，其中该轧制参数测量装置是用于测量除振动加速度信号之外的其他轧制参数，所述其他轧制参数是指速度或者轧制力信号的参数；
2)加速度传感器分别多次采集不同道次下的振动加速度信号，轧制参数测量装置采集不同道次下的轧制参数；
3)通过上述采集的数据计算出振动加速度信号均方根值的波动百分比其中xm表示m道次下振动加速度信号的均方根值，xn表示n道次下振动加速度信号的均方根值，同时计算出轧制参数的波动百分比其中ym表示m道次下的轧制参数，yn表示n道次下的轧制参数，其中m、n均为大于零的整数；
4)计算出轧制参数的影响因子若Φ>0，则表示该振动加速度信号的均方根值对该轧制参数的波动较为敏感，影响因子Φ数值越大，该轧制参数的敏感度越高；如果Φ<0，则表示该振动加速度信号的均方根值对该轧制参数的波动不敏感；
5)根据设置在轧机不同位置上的轧制参数测量装置采集到的轧制参数的敏感度大小，选择敏感度较高的轧机参数对应的轧机位置作为该轧制参数测量装置的布置方式，从而确定轧机轧制参数的监测测点。
2.一种轧机参数测量装置的布置结构，轧机的辊系分为相对设置的上半部分和下半部分，所述上半部分和下半部分由内至外均依次设置有工作辊系、中间辊系、驱动辊系和支撑辊系，其中工作辊系为一个工作辊，中间辊系为两个中间辊，驱动辊系为两个驱动辊和一个惰性辊，支撑辊系为四个支撑辊，其特征在于：所述轧机轧制参数监测测量装置包括轧制力测量装置和轧制速度测量装置，其中轧制力测量装置设置在轧机辊系的上半部分最右侧的第一支撑辊的牌坊上，轧制速度测量装置设置在轧机辊系的下半部分最右侧的第五支撑辊的轴承座上；或者，轧制力测量装置和轧制速度测量装置同时设置在轧机的上半部分从左至右第二个支撑辊的牌坊上。
3.根据权利要求2所述的布置结构，其特征在于：所述轧制力测量装置与上半部分最右侧的第一支撑辊的中心的连线的水平夹角为36～38°，轧制速度测量装置与下半部分最右侧的第五支撑辊的中心的连线的水平夹角为89～91°；或者，所述轧制力测量装置和轧制速度测量装置与上半部分从左至右第二个支撑辊的中心的连线的水平夹角均为89～91°。
4.根据权利要求3所述的布置结构，其特征在于：所述轧制力测量装置与上半部分最右侧的第一支撑辊的中心的连线的水平夹角为37°，轧制速度测量装置与下半部分最右侧的第五支撑辊的中心的连线的水平夹角为90°；或者，所述轧制力测量装置和轧制速度测量装置与上半部分从左至右第二个支撑辊的中心的连线的水平夹角均为90°。
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