CN117840236A - 一种辊型测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及质量分析技术领域，特别涉及一种辊型测量装置及测量方法，测量装置包括托辊、右连杆、量角器、左连杆、铰链、量尺、锁定机构、支座、紧固螺栓、千分表和测量头，调整右连杆和左连杆间的夹角改变2个托辊间的跨距实现不同辊径测量；通过量尺读出铰链和测量头间的垂直距离，并根据结构间的几何关系计算出辊径，该装置可沿轧辊轴向移动，通过千分表度数变化实现辊型曲线的测定，本申请实现对不同轧辊辊径区间的测量，适用性广，同时该装置采用两个托辊与被测轧辊接触，提高了装置稳定性；另外，通过量尺与千分表的组合可以同时测得轧辊的辊径和轴向辊型曲线，该装置体积小，成本低，轻便灵活，具有一定的应用价值。

Description

一种辊型测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及板带轧制过程技术领域，特别涉及一种辊型测量装置及测量方法。

背景技术

在钢铁冶金行业的板带材生产中，轧辊作为板带轧制过程的重要组成要素之一，轧辊辊型精度直接影响了轧制产品的板形、厚度质量。在轧制过程中，轧辊原始辊型受到轧制温度、磨损等多个因素的影响，导致轧辊辊型曲线发生变化。近年来对辊型曲线研究工作逐渐增加，尤其在辊型优化方面，掌握准确的轧辊磨削曲线式辊型工作的前提条件。由于磨床测量精度问题，在线测定辊型偶尔无法反映出真是情况，需采用线下测量方法对线上仪器精度进行验证，从而获得真实的辊型曲线。

现有技术中，国内大多采用外径千分尺测量轧辊直径，由于需要包住整个轧辊直径，造成设备体量大，操作不方便，并且千分尺容易从辊面滑落，造成辊面划伤。

随着钢铁产业的发展升级，对轧辊质量提出的越来越高的要求。因此有必要开发一种能满足不同辊径区间的测量，并能同时测量轧辊辊径和轴向辊型曲线的辊型检测仪器。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中无法满足不同辊径区间测量，并同时测量轧辊辊径和轴向辊型曲线的问题。

本发明至少包括以下几个方面：

第一方面，本发明提供了一种辊型测量装置，包括托辊、右连杆、量角器、左连杆、铰链、量尺、锁定机构、支座、紧固螺栓、千分表和测量头，其中：

所述右连杆和所述左连杆通过所述紧固螺栓与所述托辊固定连接；所述托辊为两个，且两个托辊与被测轧辊相切；

所述量角器固定安装在所述左连杆的后侧，以获取所述右连杆和所述左连杆间的夹角；

所述支座通过所述铰链固定安装在所述右连杆的前侧；

所述量尺、所述千分表和所述测量头为一体式结构，并沿所述支座上下滑动。

在本发明的一个实施例中，当获取所述右连杆和所述左连杆间的夹角后，调整所述量尺的位置，直至所述测量头与被测轧辊辊面接触，将所述千分表置零位，并拧紧所述锁定机构。

在本发明的一个实施例中，所述辊型测量装置沿被测轧辊轴向移动，以获取所述千分表的分度值。

在本发明的一个实施例中，所述量尺带有刻度，通过所述量尺测量得到所述测量头和所述铰链之间的距离。

在本发明的一个实施例中，所述右连杆和所述左连杆围绕所述铰链旋转，并形成不同的夹角，以通过改变两个托辊之间的跨距测量不同的辊径。

在本发明的一个实施例中，所述紧固螺栓的数量为两个。

第二方面，本发明提供了一种辊型测量方法，应用于上述任一项实施例所述的辊型测量装置中，其特征在于，包括：

调整两个托辊间的跨距，并锁紧铰链，通过量角器测量得到当前右连杆与左连杆之间的夹角；

松开锁定机构，调节千分表位置，直至测量头与被测轧辊辊面接触，拧紧锁定机构，并将千分表置零位，获取当前量尺刻度值；

将所述右连杆与所述左连杆之间的夹角和所述量尺刻度值代入辊径计算公式，得到被测轧辊直径；

将辊型测量装置沿被测轧辊轴向移动，并按预设单位长度分别记录得到多个千分表读值，直至完成被测轧辊轴向全部数据的测定，并将所述多个千分表读值代入辊型计算公式，以绘制得到被测轧辊辊型曲线。

在本发明的一个实施例中，所述辊径计算公式为：

其中，R为被测扎辊的半径，O′A为铰链和紧固螺栓间的有效长度，定义为500mm，α为右连杆和左连杆间的夹角，l₀为测量头和铰链之间的距离，r为托辊半径，定义为100mmm。

在本发明的一个实施例中，所述辊型计算公式为：

其中，R为被测扎辊的半径，O′A为铰链和紧固螺栓间的有效长度，定义为500mm，α为右连杆和左连杆间的夹角，l₀为测量头和铰链之间的距离，r为托辊半径，定义为100mmm，Δ\为千分表读值。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的一种辊型测量装置及测量方法中，通过本发明提供的可旋转式辊型测量装置，能够通过调节托辊间的跨距，实现对不同轧辊辊径区间的测量，适用性广；同时该装置采用两个托辊与被测轧辊接触，提高了装置稳定性；另外，通过量尺与千分表的组合可以同时测得轧辊的辊径和轴向辊型曲线。该装置体积小，成本低，轻便灵活，具有一定的应用价值。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明提供的一种辊型测量装置的结构示意图；

图2为本发明提供的一种辊型测量方法的流程图；

图3为本发明提供的利用辊型测量装置计算被测轧辊半径的几何关系图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种辊型测量装置，如图1所示，图1为本发明提供的一种辊型测量装置的结构示意图，包括托辊2、右连杆3、量角器4、左连杆5、铰链6、量尺7、锁定机构8、支座9、紧固螺栓10、千分表11和测量头12，其中：

所述右连杆3和所述左连杆5通过所述紧固螺栓10与所述托辊2固定连接；所述托辊2为两个，且两个托辊2与被测轧辊1相切；

所述量角器4固定安装在所述左连杆5的后侧，以获取所述右连杆3和所述左连杆5间的夹角；

所述支座9通过所述铰链6固定安装在所述右连杆3的前侧；

所述量尺7、所述千分表11和所述测量头12为一体式结构，并沿所述支座9上下滑动。

示例性的，如图1示例的方向，量角器4固定安装在左连杆5背面，可以读出右连杆3和左连杆5间的夹角；右连杆3和左连杆5通过紧固螺栓10与托辊2固定连接，两个托辊2与轧辊1相切；支座9通过铰链6固定在右连杆3正面，量尺7、千分表11和测量头12为一体式结构，可以沿支座9上下滑动。

在一种实施例中，当获取所述右连杆3和所述左连杆5间的夹角后，调整所述量尺7的位置，直至所述测量头12与被测轧辊1辊面接触，将所述千分表11置零位，并拧紧所述锁定机构8。

示例性的，待连杆夹角确定后，调整量尺7的位置，直到测量头12与被测轧辊1接触，千分表11置零位，然后拧紧锁定机构8。

在一种实施例中，所述辊型测量装置沿被测轧辊1轴向移动，以获取所述千分表11的分度值。

示例性的，该装置可以沿被测轧辊1轴向移动，读取千分表11的值。

在一种实施例中，所述量尺7带有刻度，通过所述量尺7测量得到所述测量头12和所述铰链6之间的距离。

示例性的，量尺7上面带有刻度，刻度值为测量头12和铰链6之间的距离。

在一种实施例中，所述右连杆3和所述左连杆5围绕所述铰链6旋转，并形成不同的夹角，以通过改变两个托辊2之间的跨距测量不同的辊径。

示例性的，右连杆3和左连杆5可以绕铰链6旋转，形成不同的夹角，进而通过改变2个托辊2间的跨距实现对不同辊径的测量。

在一种实施例中，所述紧固螺栓10的数量为两个。

综上所述，本申请提供的辊型测量装置，通过调节托辊间的跨距，实现不同轧辊辊径区间的测量、适用范围广；同时采用托辊与轧辊表面接触，提高装置稳定性；通过量尺与千分表的组合实现对轧辊辊径及辊型值的测量，该装置体积小、成本低、轻便灵活，具有一定的应用价值。

基于同一申请构思，本申请实施例中还提供了与上述实施例提供的一种辊型测量装置对应的辊型测量方法，由于本申请实施例中的方法解决问题的原理与本申请上述实施例的装置相似，因此方法的实施可以参见装置的实施，重复之处不再赘述。

参见图2，图2为本申请提供的一种辊型测量方法的流程图。本申请实施例提供的一种辊型测量方法，应用于任一项上述实施例中提供的辊型测量装置中，包括：

S101：调整两个托辊2间的跨距，并锁紧铰链6，通过量角器4测量得到当前右连杆3与左连杆5之间的夹角；

S102：松开锁定机构8，调节千分表11位置，直至测量头12与被测轧辊1辊面接触，拧紧锁定机构8，并将千分表11置零位，获取当前量尺7刻度值；

S103：将所述右连杆3与所述左连杆5之间的夹角和所述量尺7刻度值代入辊径计算公式，得到被测轧辊直径；

示例性的，如图3所示，图3为利用辊型测量装置计算被测轧辊半径的几何关系图，其计算过程为下式(1)：

根据|OO′|²＝|O′B|²+|OB|²得到下式(2)：

(r+R)²＝[|O′A|·sin(α/2)]²+[R+l₀-|O′A|·cos(α/2)]² (2)；

简化上式得到被测轧辊1半径R的计算公式(3)：

在一种实施例中，所述辊径计算公式为：

其中，R为被测扎辊的半径，O′A为铰链和紧固螺栓间的有效长度，定义为500mm，α为右连杆和左连杆间的夹角，l₀为测量头和铰链之间的距离，r为托辊半径，定义为100mmm。

通过量尺7测量得到测量头12和铰链6之间的距离l₀带入辊径计算公式(3)，进一步计算得到被测轧辊1的直径，由于量尺7精度较低，因此辊径值为粗测量。

辊径沿轴向相对变化值及辊型计算过程为：

根据|OO′|²＝|O′B|²+|OB|²得到下式(5)：

(r+R)²＝[|O′A|·sin(α/2)]²+[R+l₀+Δ;-|O′A|·cos(α/2)]² (5)；

简化上式得到被测扎辊1辊型的计算公式(6)：

S104：将辊型测量装置沿被测轧辊1轴向移动，并按预设单位长度分别记录得到多个千分表11读值，直至完成被测轧辊1轴向全部数据的测定，并将所述多个千分表11读值代入辊型计算公式，以绘制得到被测轧辊辊型曲线。

在一种实施例中，所述辊型计算公式为：

其中，R为被测扎辊的半径，O′A为铰链和紧固螺栓间的有效长度，定义为500mm，α为右连杆和左连杆间的夹角，l₀为测量头和铰链之间的距离，r为托辊半径，定义为100mmm，Δl为千分表读值。

将千分表11的读值代入辊型计算公式完成辊型曲线的测定。由于千分表11的精度较高，因此此处辊型值为精测。

在一具体的实施方式中，首先松开左连杆5和右连杆3间的铰链6，根据被测轧辊1的大致辊径调整连杆夹角，一般将托辊间跨距调整为被测轧辊1直径2/3左右最佳，然后锁紧铰链6，从量角器4刻度盘上读出此时连杆夹角α。接下来松开锁定机构8，上下调节千分表11位置，直到测量头12与被测轧辊1辊面恰好接触，拧紧锁定机构8，并将千分表11置零位，记录下此时量尺刻度值l₀。将角度α和量尺刻度l₀带入辊径计算公式(3)得到被测轧辊直径。最后将辊型测量仪沿轧辊轴向从一端向另一端缓慢移动，每移动10mm记录一个千分表读值，直到完成轧辊轴向全部数据的测定，将千分表11测定数据带入辊型计算公式(6)，绘制得到轧辊辊型曲线。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种辊型测量装置，其特征在于，包括托辊、右连杆、量角器、左连杆、铰链、量尺、锁定机构、支座、紧固螺栓、千分表和测量头，其中：

所述右连杆和所述左连杆通过所述紧固螺栓与所述托辊固定连接；所述托辊为两个，且两个托辊与被测轧辊相切；

所述量角器固定安装在所述左连杆的后侧，以获取所述右连杆和所述左连杆间的夹角；

所述支座通过所述铰链固定安装在所述右连杆的前侧；

所述量尺、所述千分表和所述测量头为一体式结构，并沿所述支座上下滑动。

2.根据权利要求1所述的辊型测量装置，其特征在于，当获取所述右连杆和所述左连杆间的夹角后，调整所述量尺的位置，直至所述测量头与被测轧辊辊面接触，将所述千分表置零位，并拧紧所述锁定机构。

3.根据权利要求1所述的辊型测量装置，其特征在于，所述辊型测量装置沿被测轧辊轴向移动，以获取所述千分表的分度值。

4.根据权利要求1所述的辊型测量装置，其特征在于，所述量尺带有刻度，通过所述量尺测量得到所述测量头和所述铰链之间的距离。

5.根据权利要求1所述的辊型测量装置，其特征在于，所述右连杆和所述左连杆围绕所述铰链旋转，并形成不同的夹角，以通过改变两个托辊之间的跨距测量不同的辊径。

6.根据权利要求1所述的辊型测量装置，其特征在于，所述紧固螺栓的数量为两个。

7.一种辊型测量方法，应用于权利要求1-6所述的辊型测量装置中，其特征在于，包括：

调整两个托辊间的跨距，并锁紧铰链，通过量角器测量得到当前右连杆与左连杆之间的夹角；

松开锁定机构，调节千分表位置，直至测量头与被测轧辊辊面接触，拧紧锁定机构，并将千分表置零位，获取当前量尺刻度值；

将所述右连杆与所述左连杆之间的夹角和所述量尺刻度值代入辊径计算公式，得到被测轧辊直径；

将辊型测量装置沿被测轧辊轴向移动，并按预设单位长度分别记录得到多个千分表读值，直至完成被测轧辊轴向全部数据的测定，并将所述多个千分表读值代入辊型计算公式，以绘制得到被测轧辊辊型曲线。

8.根据权利要求7所述的辊型测量方法，其特征在于，所述辊径计算公式为：

其中，R为被测扎辊的半径，O′A为铰链和紧固螺栓间的有效长度，定义为500mm，α为右连杆和左连杆间的夹角，l₀为测量头和铰链之间的距离，r为托辊半径，定义为100mmm。

9.根据权利要求7所述的辊型测量方法，其特征在于，所述辊型计算公式为：

其中，R为被测扎辊的半径，O′A为铰链和紧固螺栓间的有效长度，定义为500mm，α为右连杆和左连杆间的夹角，l₀为测量头和铰链之间的距离，r为托辊半径，定义为100mmm，Δl为千分表读值。