CN108237149A - 一种钢管张力减径机刚度离线评价装置 - Google Patents
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Abstract
一种钢管张力减径机刚度离线评价装置，属于钢管张力减径机测量技术领域。包括液压缸、法兰盘、柔性装置、铜制球面垫、水平测力杆、上定位梁、上固定板、位移传感器固定架、固定台架、径向力传感器、力垫块、轴向力传感器外壳、左右定位梁。各部件装配定位后，液压缸的活塞杆推动法兰盘、铜制球面垫和水平测力杆进入张力减径机架内，通过带有锥度的力垫块将张力减径机架内的三个轧辊撑开，从而得到模拟在轧制力作用下的张力减径机轧辊的位移，将力和位移信号通过计算机数据实时采集，记录储存并输出显示。该装置实现了离线测量张力减径机刚度的功能，测量精度高，使用寿命长，同时可以根据不同张力减径机孔型大小改变力垫块尺寸，具有广泛的适用性。
Description
技术领域
本发明涉及钢管张力减径机刚度测量领域，特别是采用离线手段评价张力减径机刚度。
背景技术
张力减径机作为无缝热轧钢管生产的最后一道塑性成形工序，对以热轧态交货的无缝钢管形状尺寸精度起着重要作用。张力减径工序不仅决定了钢管的外径精度，而且对管子的壁厚也有着重要影响。另外，钢管的内、外表面缺陷主要来源于张力减径工序。作为此工序主体设备张力减径机架，其装配、加工质量和磨损对轧制钢管的质量影响很大。经过多年的使用，每台张力减径机的刚度发生了哪些变化，目前还没有方法可以定量表征，更没有判定标准。因此有必要掌握真实的设备状态，为钢管产品的质量、生产组织提供保障。
发明内容
本发明针对上述问题提供了一种离线测量张力减径机刚度的装置，可以准确表征张力减径机工作时的状态，对张力减径机的刚度做出定量评价。
为解决上述问题，本发明通过以下技术方案来实现张力减径机刚度的离线评价：包括液压缸、法兰盘、柔性装置、铜制球面垫、水平测力杆、上定位梁、上固定板、位移传感器固定架、固定台架、径向力传感器、力垫块、轴向力传感器外壳、左右定位梁以及张力减径机顺序相连，其中，脚端固定式液压缸与法兰盘相连接，法兰盘前端与铜制球面垫底面接触，铜制球面垫球面与水平测力杆接触，并通过柔性装置连接法兰盘和水平测力杆，水平测力杆上带有装有轴向力传感器和装有互成120度的径向力传感器，径向力传感器上方安装带有锥度的力垫块，张力减径机放置在固定台架上，固定台架安装与轧辊位置对应的的位移传感器固定架。所述法兰盘的左端有螺纹孔，与液压缸活塞杆螺纹连接，右端是带螺栓孔的圆盘，柔性装置的挤压弹簧在圆盘的左侧，圆盘右侧带有凹槽，安装铜质球面垫。
所述水平测力杆带有轴向力传感器的弹性体，用于布置应变式电阻片，弹性体外圈安装外壳，并作为出线航空插头的固定座，水平测力杆右端的位置设有三个互成120度的径向力传感器安装孔，水平测力杆中心处轴向设有引出线通孔。
所述张力减径机固定台架根据张力减径机结构尺寸，采用厚板焊接而成，焊后采用退火去应力处理，固定台架采用三方向活动梁定位固定方式，利用左右螺栓调节校正张力减径机机架的位置；固定台架上装有位移传感器固定架，可安装与轧辊位置对应的位移传感器。
所述带有锥度的力垫块安装在互成120度的径向力传感器上端面，并可根据张力减径机的不同孔型加工成不同的尺寸。
所述柔性装置是螺栓穿过挤压弹簧的组合，连接法兰盘、铜质球面垫和水平测力杆。通过调整螺栓螺母调节挤压弹簧的受力大小，允许水平测力杆受力时作相应的微小自适应调整。
本发明装置实现了离线测量张力减径机刚度的功能，能够准确的掌握张力减径机机架内的三个轧辊的刚度情况，对指导张力减径机组的轧机组成和改善钢管产品质量具有重要作用，并且可以根据不同张力减径机孔型改变力垫块尺寸，具有较大的广泛适用性。
附图说明
图1为本发明的钢管张力减径机刚度离线评价装置中法兰盘的结构示意图，简称法兰盘；图2为本装置中柔性装置的装配图，简称柔性装置；
图3为本装置中铜制球面垫；
图4为本装置中水平测力杆的结构示意图，简称水平测力杆；
图5为本装置中张力减径机固定台架的结构示意图，简称固定台架；
图6为本装置中径向力传感器的弹性体结构示意图，简称径向力传感器弹性体；
图7为本装置中与径向力传感器和轧辊接触的力垫块示意图，简称力垫块；
图8为本装置中水平测力杆轴向力弹性体外壳示意图，简称外壳；
图9为本装置中张力减径机刚度评价装置总体装配图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施进行详细描述。
本发明提供一种钢管张力减径机刚度离线评价装置。该装置包括液压缸(1)、法兰盘(2)、柔性装置(3)、铜制球面垫(4)、水平测力杆(5)、上定位梁(6)、上固定板(7)、位移传感器固定架(8)、固定台架(9)、径向力传感器(10)、力垫块(11)、轴向力传感器外壳(12)、左右定位梁(13)以及张力减径机(14)顺序相连，其中，脚端固定式液压缸(1)与法兰盘(2)相连接，法兰盘(2)前端与铜制球面垫(4)底面接触，铜制球面垫(4)球面与水平测力杆(5)接触，并通过柔性装置(3)连接法兰盘(2)和水平测力杆(5)，水平测力杆(5)上带有装有轴向力传感器(5-3)和装有互成120度的径向力传感器(10)，径向力传感器(10)上方安装带有锥度的力垫块(11)，张力减径机放置在固定台架(9)上，固定台架(9)安装与轧辊位置对应的的位移传感器固定架(8)。图1所示，张力减径机刚度评价装置，其法兰盘的螺纹孔(2-1)，与脚端固定式液压缸的活塞杆螺纹连接，右端是带6个螺栓孔(2-4)的圆盘。6套柔性装置(3)的挤压弹簧在圆盘的左侧，圆盘右侧带有凹槽，安装铜质球面垫。
图2所示，张力减径机刚度评价装置，6套柔性装置(3)用于连接法兰盘)2和水平测力杆(5)，其中挤压弹簧和铜制球面垫(4)使水平测力杆在进入张力减径机孔型时，可以对三个方向所受的不同大小的力起自适应调整作用，保证检测时的测量精度并减少水平测力杆的附加力。图3所示，张力减径机刚度评价装置，是铜制球面垫(4)，一面是平面，一面是球形面。
图4所示，张力减径机刚度评价装置，水平测力杆的球面凹槽(5-2)与铜质球面垫(4)接触，使水平测力杆在球面垫上通过柔性装置连接作自适应转动调整；轴向力传感器(5-3)用来检测液压缸施加的水平推力；互成120度的径向力传感器(10)用来检测撑开张力减径机三个轧辊的径向力，其值用来计算张力减径机各方向的刚度。
图5所示，张力减径机刚度评价装置，固定台架采用厚板焊接而成，液压缸(1)用螺栓固定在脚端底座(9-1)；张力减径机装入固定台架后，安装左右定位梁在定位梁底座(9-2)、(9-3)上，调整张力减径机在固定台架中的位置，使张力减径机的孔型中心与水平测力杆对正，调整定位锁紧张力减径机；立筋板(9-5)主要承受张力减径机在水平方向的受力，起到加固支撑作用，增加固定台架刚度，保证测量结果精度。固定台架上留有位移传感器固定架(8)的安装位置。
图6所示，张力减径机刚度评价装置，径向力弹性体，在弹性体(10-1)周边粘贴应变片，组桥输出信号；通过穿线孔(10-3)引出导线；用来方便放置是螺纹孔(10-2)。
图7所示，在水平力的作用下，可以通过不同锥度的力垫块(11)来撑开张力减径机的三个轧辊，其尺寸可以根据张力减径机孔型的大小来设计。图8所示，张力减径机刚度评价装置，水平测力杆轴向力弹性体外壳(12)，用来保护轴向力弹性体，构成水平力传感器，同时可以作为输出信号的航空插头的固定底座。图9所示，张力减径机刚度评价装置，将张力减径机(14)吊入固定台架上，并把张力减径机上方放置上定位梁(6)、定位梁压板(7)，在张力减径机(14)左右侧面固定定位梁(13)以调整定位张力减径机，在径向力传感器(10)上方安装带有锥度的力垫块(11)，各部件装配安装连接后，液压缸(1)的活塞杆推动，通过法兰盘(2)和柔性装置(3)连接推动水平测力杆(5)进入张力减径机架内，通过带有锥度的力垫块(11)将张力减径机架内的三个轧辊撑开，得到径向力的大小信号输出；对准三个轧辊安装固定的位移传感器输出位移信号，从而得到模拟在轧制力作用下的张力减径机轧辊的位移，将力和位移信号通过计算机数据实时采集系统，记录储存并输出显示。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种钢管张力减径机刚度离线评价装置，其特征在于：包括液压缸(1)、法兰盘(2)、柔性装置(3)、铜制球面垫(4)、水平测力杆(5)、上定位梁(6)、上固定板(7)、位移传感器固定架(8)、固定台架(9)、径向力传感器(10)、力垫块(11)、轴向力传感器外壳(12)、左右定位梁(13)；液压缸(1)与法兰盘(2)相连接，法兰盘(2)前端与铜制球面垫(4)底面接触，铜制球面垫(4)球面与水平测力杆(5)接触，并通过柔性装置(3)连接法兰盘(2)和水平测力杆(5)，水平测力杆(5)带有轴向力传感器，其前端装有互成120度的径向力传感器(10)，径向力传感器上方安装有锥度的力垫块(11)，张力减径机(14)放置在固定台架(8)后，通过安装上定位梁(6)、上固定板(7)和左右定位梁(13)来定位固定张力减径机(14)，固定台架(9)上安装有位移传感器固定架(8)，可安装位移传感器。
2.根据权利要求1所述的钢管张力减径机刚度离线评价装置，其特征在于：所述法兰盘的左端有螺纹孔(2-1)，并带锁紧螺丝孔2-2，用于锁紧液压缸(1)活塞杆螺纹连接，法兰盘的右端圆盘外侧带有圆形凹槽(2-3)，用于安装铜质球面垫(4)，圆盘带螺栓孔(2-4)。
3.根据权利要求1所述的钢管张力减径机刚度离线评价装置，其特征在于：所述柔性装置(3)是螺栓穿过挤压弹簧的组合，连接法兰盘(2)、铜质球面垫(4)和水平测力杆(5)。
4.根据权利要求1所述的钢管张力减径机刚度离线评价装置，其特征在于：所述水平测力杆左端圆盘侧带有螺栓孔(5-1)、球面凹槽(5-2)，并带有轴向力传感器弹性体(5-3)，轴向力传感器弹性体(5-3)上布置电阻应变片，轴向力传感器弹性体(5-3)外圈安装外壳(12)，外壳作为出线航空插头的固定座，水平测力杆右端的位置设有三个互成120度的径向力传感器安装孔(5-4)，水平测力杆中心处轴向设有引出线通孔(5-5)；径向力传感器(10)上端安装力垫块(11)，径向力传感器(10)弹性体(10-1)带有放置和取出螺纹孔(10-2)和信号线引出孔(10-3)。
5.根据权利要求1所述的钢管张力减径机刚度离线评价装置，其特征在于：所述固定台架采用厚板焊接而成，脚端底座(9-1)用于放置液压缸(1)；定位锁紧张力减径机左右定位梁底座(9-2)、(9-3)，用于调整张力减径机在固定台架中的位置，使张力减径机的孔型中心与水平测力杆对正；(9-4)是张力减径机的下定位梁，根据张力减径机机架的尺寸结构设计；立筋板(9-5)主要承受张力减径机在水平方向的受力，起到加固支撑作用，增加固定台架刚度，保证测量结果精度；固定台架上留有位移传感器固定架(8)的安装位置。
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