CN110763693A - 带钢表面周期性缺陷的周期测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带钢表面周期性缺陷的周期测量装置，其包括第一光电管、移动支架、齿条、标尺、第二光电管、驱动机构和复位机构；第一光电管的光线水平照射在带钢表面上；移动支架的一端安装有橡胶辊和主动链轮，另一端安装有从动链轮和齿轮，主动链轮和从动链轮通过链条连接；齿条与齿轮啮合，齿条的顶端安装有第二光电管，第二光电管的光线水平照射在标尺上；驱动机构能够驱动移动支架向靠近托辊的方向移动，以使橡胶辊与托辊接触并随托辊的转动而转动；当驱动机构释放后，移动支架能够在复位机构的作用下复位。本发明还公开了一种周期测量方法。采用本发明的周期性缺陷的周期测量装置及方法，能够快速准确地测量带钢表面周期性缺陷的周期。

Description

带钢表面周期性缺陷的周期测量装置及方法

技术领域

本发明涉及带钢表面缺陷测量领域，具体而言，涉及一种带钢表面周期性缺陷的周期测量装置及方法。

背景技术

带钢表面缺陷有很多种，包括翘皮、气泡、表面裂纹、精辊印和压痕等等。其中，辊印属于周期性缺陷，其外观呈凸块或凹坑状，且沿带钢表面长度方向周期性分布。该类周期性缺陷的产生原因是由于工作辊表面受到损伤或表面粘有异物，使局部辊面呈凹、凸状，轧制或精整加工时，压入带钢表面形成凸凹缺陷。该类周期性缺陷的对带钢表面的质量影响较大，凸块状辊印可能会导致后序轧制过程中产生折叠缺陷；凹坑状辊印可能会导致后序轧制过程中产生孔洞。

随着用户对带钢表面质量的要求越来越高，如何更好地控制带钢表面缺陷成为能够向高端用户供货的关键因素之一。对于带钢表面周期性缺陷，同一个工作辊造成的周期性缺陷中，沿带钢表面长度方向相邻两个周期性缺陷之间的距离即为该周期性缺陷的周期。由于各工作辊的辊径大小不同，因不同辊径的工作辊造成的周期性缺陷的周期也不一样，因此，可通过测量带钢表面周期性缺陷的周期即可判断使带钢表面产生该周期性缺陷的工作辊，从而可以迅速对该工作辊进行检查处理，消除由其造成的带钢表面周期性缺陷。

目前，检查带钢表面缺陷的主要手段是对钢卷进行开卷检查，而针对带钢表面周期性缺陷，首先需要切出一定长度的带钢，然后将这一段带钢翻面后才能用卷尺测量相邻周期性缺陷之间的长度，操作难度较大、时间较长。而且，在开卷过程中，由于用于钢卷开卷的托辊不可能一直保持匀速或者正转，所以也不可能采用秒表计时和托辊转速来计算周期性缺陷的周期。

针对现有技术中所存在的上述问题，提供一种带钢表面周期性缺陷的周期测量装置及方法具有重要意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种带钢表面周期性缺陷的周期测量装置及方法，其能够快速准确地测量待测钢卷的带钢表面周期性缺陷的周期。

为实现上述目的，本发明的带钢表面周期性缺陷的周期测量装置，待测钢卷随着托辊的转动而开卷，所述周期测量装置包括第一光电管、移动支架、齿条、标尺、第二光电管、驱动机构和复位机构；

所述第一光电管的光线水平照射在所述待测钢卷的带钢表面上；

所述移动支架的一端安装有橡胶辊和主动链轮，另一端安装有从动链轮和齿轮，所述橡胶辊和主动链轮同轴转动，所述从动链轮和齿轮同轴转动，所述主动链轮和从动链轮通过链条连接；

所述齿条与所述齿轮啮合，所述齿条随所述齿轮的转动而上升，所述齿条的顶端安装有所述第二光电管，所述标尺相对于所述齿条平行设置，所述第二光电管的光线水平照射在所述标尺上；

当所述第一光电管的光线照射在所述待测钢卷的第一个所述带钢表面周期性缺陷时，所述第二光电管的光线照射在所述标尺上的第一刻度值上，所述驱动机构驱动所述移动支架向靠近所述托辊的方向移动，以使所述橡胶辊与所述托辊接触并随所述托辊的转动而转动，所述齿条上升；当所述第一光电管的光线照射在所述待测钢卷的第二个所述带钢表面周期性缺陷时，释放所述驱动机构，所述移动支架在所述复位机构的作用下复位，所述齿条停止上升，所述第二光电管的光线照射在所述标尺上的第二刻度值上；所述带钢表面周期性缺陷的周期为所述第二刻度值和第一刻度值之差。

优选地，还包括平台，所述移动支架、驱动机构和复位机构均设于所述平台下方，所述驱动机构包括位于所述平台上方的脚踏板和第一弹簧以及位于所述平台下方的梯形块，所述脚踏板和梯形块之间连接有连杆，所述第一弹簧套设于所述连杆上，所述移动支架具有与所述梯形块配合的斜面，当下压所述脚踏板时，所述梯形块能够推动所述移动支架向靠近所述托辊的方向移动；当释放所述脚踏板后，所述移动支架能够在所述复位机构的作用下复位。

进一步地，所述周期测量装置还包括用于容置所述齿条的齿条盒，所述齿条盒的一端铰接于所述移动支架，另一端穿过所述平台延伸至所述平台上方，所述齿条盒上开设有供所述齿条与所述齿轮啮合的第一开孔，所述平台上开设有供所述齿条盒穿出所述平台的第二开孔，所述第二开孔上设有用于保持所述齿条与齿轮啮合的限位挡块。

优选地，所述复位机构包括推板和挡板，所述推板与所述移动支架固定连接，所述挡板固定于地面，所述推板和挡板之间设有第二弹簧，当所述驱动机构驱动所述移动支架向靠近所述托辊的方向移动时，所述第二弹簧被压缩；当所述移动支架被所述驱动机构释放后，所述移动支架在所述第二弹簧的弹性作用力下复位。

优选地，所述周期测量装置还包括固定于地面的滑槽，所述滑槽沿所述移动支架的移动方向延伸，所述滑槽内设有滑块，所述滑块与所述移动支架固定连接。

本发明基于上述带钢表面周期性缺陷的周期测量装置的周期测量方法，包括如下步骤：

S1.在所述待测钢卷开卷过程中，当所述第一光电管的光线照射在第一个周期性缺陷时，记录所述第二光电管的光线照射在所述标尺上的第一刻度值，启动所述驱动机构，所述驱动机构驱动所述移动支架向靠近所述托辊的方向移动，使得所述橡胶辊与托辊接触并随所述托辊的转动而转动，所述齿条开始上升；

S2.当所述第一光电管的光线照射在第二个周期性缺陷时，释放所述驱动机构，所述移动支架在所述复位机构的作用下复位，使得所述橡胶辊与托辊分离，所述齿条停止上升，记录所述第二光电管的光线照射在所述标尺上的第二刻度值，所述第二刻度值与第一刻度值之差即为所述带钢表面周期性缺陷的周期。

本发明的带钢表面周期性缺陷的周期测量装置及方法，通过将待测钢卷的开卷距离转化为齿条上升的距离，并通过标尺读出实际的开卷距离，同时配合带有橡胶辊的移动支架，可快速准确地测量待测钢卷的带钢表面周期性缺陷的周期。

附图说明

图1为本发明的带钢表面周期性缺陷的周期测量装置的结构示意图；

图2为图1的右视结构示意图；

图3为本发明的带钢表面周期性缺陷的周期测量装置的部分结构示意图，其示出了滑槽和滑块；

图4为本发明的带钢表面周期性缺陷的周期测量装置的部分结构示意图，其未示出滑槽和滑块；

图5为本发明的齿条、齿轮以及齿条盒的结构示意图；

图6为图5中A部的局部放大图。

具体实施方式

下面，结合附图，对本发明的结构以及工作原理等作进一步的说明。

参见图1～图6，待测钢卷1被放置于托辊2上开卷，随着托辊2的逆时针转动，待测钢卷1按如图1中箭头所示方向逐渐被打开，带钢表面上的周期性缺陷也逐渐暴露出来，为了测量这些周期性缺陷的周期，本发明的带钢表面周期性缺陷的周期测量装置包括第一光电管4、移动支架12、齿条28、标尺6、第二光电管7、驱动机构和复位机构。

如图1所示，第一光电管4安装在固定于地面上的安装板5上，其光线水平照射在待测钢卷1的带钢表面上。

如图3、图5、图6所示，移动支架12的一端安装有橡胶辊3和主动链轮17，另一端安装有从动链轮19和齿轮30，橡胶辊3和主动链轮17同轴转动，从动链轮19和齿轮30同轴转动，主动链轮17和从动链轮19通过链条18连接；齿条28与上述齿轮30啮合，该齿条28的顶端安装有第二光电管7，标尺6相对于齿条28平行设置，如图2所示，标尺6沿待测钢卷1的宽度方向设置在齿条28的右侧，第二光电管7的光线水平照射在标尺6上。

当第一光电管4的光线照射在待测钢卷1的第一个带钢表面周期性缺陷时，第二光电管7的光线照射在标尺6上的第一刻度值上，此时，驱动机构驱动移动支架12向靠近托辊2的方向移动，以使橡胶辊3与托辊2接触并随托辊2的转动而转动，当橡胶辊3随托辊2转动时，与橡胶辊3同轴的主动链轮17也开始转动，从而带动从动链轮19转动，与从动链轮19同轴的齿轮30也随之转动，齿轮30转动带动齿条28上升，即待测钢卷1顺时针开卷，托辊2逆时针转动，橡胶辊3、主动链轮17、从动链轮19、齿轮30均顺时针转动，从而带动齿条28上升。

当第一光电管4的光线照射在待测钢卷1的第二个带钢表面周期性缺陷时，释放驱动机构，移动支架12在复位机构的作用下复位，即向远离所述托辊2的方向移动，橡胶辊3与托辊2分离并停止转动，主动链轮17、从动链轮19、齿轮30也随之停止转动，齿条28停止上升，此时，第二光电管7的光线照射在标尺6上的第二刻度值上。

那么，待测钢卷1的带钢表面周期性缺陷的周期即为第二刻度值和第一刻度值之差。

在此过程中，待测钢卷1的开卷距离与齿条28上升的距离存在如下关系：

其中，橡胶辊3的半径与托辊2的半径相同，L为待测钢卷1的开卷距离，R_从为从动链轮19的半径，R_齿为齿轮30分度圆的半径，H为齿条28上升的距离，主动链轮17的半径和从动链轮19的半径相同。

因此，可根据上述公式通过在标尺6上标定相应的刻度来直观地表示待测钢卷1的开卷距离，进而得出带钢表面周期性缺陷的周期。例如，假设第一刻度值为0，若齿条28上升的距离H＝100mm，则标尺6上标定的相应的第二刻度值应为400mm。

如图1、图2所示，本发明的带钢表面周期性缺陷的周期测量装置还包括平台9，上述移动支架12、驱动机构和复位机构均设于平台9下方，结合图3，作为一种优选结构，驱动机构包括位于平台9上方的脚踏板8和第一弹簧21以及位于平台9下方的梯形块11，脚踏板8和梯形块11之间连接有连杆10，第一弹簧21套设于连杆10上，其一端连接脚踏板8，另一端连接平台9，移动支架12具有与梯形块11配合的斜面，当下压脚踏板8时，第一弹簧21被压缩，梯形块11能够推动移动支架12向靠近托辊2的方向移动；当释放脚踏板8后，脚踏板8带动梯形块11在第一弹簧21的弹性作用力下复位，移动支架12能够在复位机构的作用下复位。

具体地，如图4所示，复位机构包括推板15和挡板22，推板15与移动支架12固定连接，挡板22固定于地面，推板15和挡板22之间设有第二弹簧25，当驱动机构驱动移动支架12向靠近托辊2的方向移动，即下压脚踏板8时，第二弹簧25被压缩；当移动支架12被驱动机构释放，即释放脚踏板8后，移动支架12在第二弹簧25的弹性作用力下复位。其中，第二弹簧25的一端固定于推板15，另一端可直接固定于挡板22或通过连接块23固定于挡板22。

如图5、图6所示，本发明的带钢表面周期性缺陷的周期测量装置还包括用于容置齿条28的齿条盒27，齿条盒27的一端铰接于移动支架12，例如上述推板15具有弯折部24，齿条盒27的一端可铰接于该弯折部24上，齿条盒27的另一端则穿过平台9延伸至平台9上方，齿条盒27上开设有供齿条28与齿轮30啮合的第一开孔29，平台9上开设有供齿条盒27穿出平台9的第二开孔26，该第二开孔26上设有用于保持齿条28与齿轮30啮合的限位挡块20。初始状态下，齿条28的一端处于齿条盒27底部，齿条28与齿轮30啮合，第二光电管7的光线照射在标尺6上的刻度值为0。

齿条28停止上升后，计算第二刻度值与第一刻度值之差即为当前待测钢卷1的带钢表面周期性缺陷的周期，然后将限位挡块20拆下，推动齿条盒27向远离齿轮30的方向转动，以使齿条28和齿轮30分离，齿条28在自身重力作用下下降至齿条盒27的底部，并重新安装限位挡块20，齿条28与齿轮30又重新啮合，可以开始进行下一个待测钢卷1的周期性缺陷的周期测量。

如图2、图3所示，本发明的带钢表面周期性缺陷的周期测量装置还包括固定于地面的滑槽13，移动支架12两侧均设有滑槽13，该滑槽13沿移动支架12的移动方向延伸，滑槽13内设有滑块14，滑块14与移动支架12通过连接支架16固定连接。通过滑块14与滑槽13的配合，可确保移动支架12的移动方向。为了结构的紧凑性，推板15可与连接支架16固定连接。

基于上述周期测量装置，本发明的带钢表面周期性缺陷的周期测量方法包括如下步骤：

S1.在待测钢卷1开卷过程中，当第一光电管4的光线照射在第一个周期性缺陷时，记录第二光电管7的光线照射在标尺6上的第一刻度值，启动驱动机构，即下压脚踏板8，梯形块11推动移动支架12向靠近托辊2的方向移动，使得橡胶辊3与托辊2接触并随托辊2的转动而转动，齿条28开始上升；

S2.当第一光电管4的光线照射在第二个周期性缺陷时，释放驱动机构，即释放脚踏板8，移动支架12在复位机构的作用下复位，使得橡胶辊3与托辊2分离，齿条28停止上升，此时，记录第二光电管7的光线照射在标尺6上的第二刻度值，第二刻度值与第一刻度值之差即为两个带钢表面周期性缺陷沿带钢表面长度方向的距离，即带钢表面周期性缺陷的周期。

以上，仅为本发明的示意性描述，本领域技术人员应该知道，在不偏离本发明的工作原理的基础上，可以对本发明作出多种改进，这均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种带钢表面周期性缺陷的周期测量装置，待测钢卷随着托辊的转动而开卷，其特征在于，所述周期测量装置包括第一光电管、移动支架、齿条、标尺、第二光电管、驱动机构和复位机构；

所述第一光电管的光线水平照射在所述待测钢卷的带钢表面上；

所述移动支架的一端安装有橡胶辊和主动链轮，另一端安装有从动链轮和齿轮，所述橡胶辊和主动链轮同轴转动，所述从动链轮和齿轮同轴转动，所述主动链轮和从动链轮通过链条连接；

所述齿条与所述齿轮啮合，所述齿条随所述齿轮的转动而上升，所述齿条的顶端安装有所述第二光电管，所述标尺相对于所述齿条平行设置，所述第二光电管的光线水平照射在所述标尺上；

当所述第一光电管的光线照射在所述待测钢卷的第一个所述带钢表面周期性缺陷时，所述第二光电管的光线照射在所述标尺上的第一刻度值上，所述驱动机构驱动所述移动支架向靠近所述托辊的方向移动，以使所述橡胶辊与所述托辊接触并随所述托辊的转动而转动，所述齿条上升；当所述第一光电管的光线照射在所述待测钢卷的第二个所述带钢表面周期性缺陷时，释放所述驱动机构，所述移动支架在所述复位机构的作用下复位，所述齿条停止上升，所述第二光电管的光线照射在所述标尺上的第二刻度值上；所述带钢表面周期性缺陷的周期为所述第二刻度值和第一刻度值之差。

2.如权利要求1所述的带钢表面周期性缺陷的周期测量装置，其特征在于，还包括平台，所述移动支架、驱动机构和复位机构均设于所述平台下方，所述驱动机构包括位于所述平台上方的脚踏板和第一弹簧以及位于所述平台下方的梯形块，所述脚踏板和梯形块之间连接有连杆，所述第一弹簧套设于所述连杆上，所述移动支架具有与所述梯形块配合的斜面，当下压所述脚踏板时，所述梯形块能够推动所述移动支架向靠近所述托辊的方向移动；当释放所述脚踏板后，所述移动支架能够在所述复位机构的作用下复位。

3.如权利要求2所述的带钢表面周期性缺陷的周期测量装置，其特征在于，所述周期测量装置还包括用于容置所述齿条的齿条盒，所述齿条盒的一端铰接于所述移动支架，另一端穿过所述平台延伸至所述平台上方，所述齿条盒上开设有供所述齿条与所述齿轮啮合的第一开孔，所述平台上开设有供所述齿条盒穿出所述平台的第二开孔，所述第二开孔上设有用于保持所述齿条与齿轮啮合的限位挡块。

4.如权利要求1所述的带钢表面周期性缺陷的周期测量装置，其特征在于，所述复位机构包括推板和挡板，所述推板与所述移动支架固定连接，所述挡板固定于地面，所述推板和挡板之间设有第二弹簧，当所述驱动机构驱动所述移动支架向靠近所述托辊的方向移动时，所述第二弹簧被压缩；当所述移动支架被所述驱动机构释放后，所述移动支架在所述第二弹簧的弹性作用力下复位。

5.如权利要求1所述的带钢表面周期性缺陷的周期测量装置，其特征在于，所述周期测量装置还包括固定于地面的滑槽，所述滑槽沿所述移动支架的移动方向延伸，所述滑槽内设有滑块，所述滑块与所述移动支架固定连接。

6.一种基于如权利要求1所述的带钢表面周期性缺陷的周期测量装置的周期测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.在所述待测钢卷开卷过程中，当所述第一光电管的光线照射在第一个周期性缺陷时，记录所述第二光电管的光线照射在所述标尺上的第一刻度值，启动所述驱动机构，所述驱动机构驱动所述移动支架向靠近所述托辊的方向移动，使得所述橡胶辊与托辊接触并随所述托辊的转动而转动，所述齿条开始上升；

S2.当所述第一光电管的光线照射在第二个周期性缺陷时，释放所述驱动机构，所述移动支架在所述复位机构的作用下复位，使得所述橡胶辊与托辊分离，所述齿条停止上升，记录所述第二光电管的光线照射在所述标尺上的第二刻度值，所述第二刻度值与第一刻度值之差即为所述带钢表面周期性缺陷的周期。

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