CN221055931U - 一种平整机板带残余应力在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平整机板带残余应力在线检测装置，包括支撑板、应变花、应变测量仪和快速打孔装置，所述支撑板支撑在被检测板带的下部并位于运输辊系的两个相邻的辊子之间，在支撑板上开设有缝隙，所述应变花粘贴在板带的上表面且应变花的定位孔位于缝隙的正上方，应变花的信号输出端通过线缆与应变测量仪连接，所述快速打孔装置的底部设有磁吸底座，所述磁吸底座吸附在板带上，快速打孔装置的钻头与应变花上的定位孔相对。本实用新型利用开设有缝隙的支撑板来支撑被检测板带和快速打孔装置，可利用平整工序短暂的停车间隙，实现对板带残余应力水平的快速、精确测量，大大提高了板带残余应力的检测效率，保证了平整机生产线的正常运行。

Description

一种平整机板带残余应力在线检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种采用钻孔法对平整机板带残余应力进行在线检测的装置，属于检测技术领域。

背景技术

钢铁产品中残余应力的存在会造成应力腐蚀、加速疲劳断裂，在后加工过程中残余应力的释放还会引发变形影响工件尺寸精度，因此残余应力水平是评价钢材质量的重要指标。钻孔法作为一种成熟的残余应力检测方法，具有设备成本低、方便携带、应力测量深度适中等优势，可有效地应用于带钢产品的快速残余应力检测。采用钻孔法对带钢进行残余应力检测时，需对应变花标记的中心位置进行钻孔，通过钻孔前后引残余应力释放引起的3个应变片应变的测量值来进行残余应力计算。

使用平整机对板带进行平整加工时，由于平直度比残余应力对板带质量的影响更大，因此当板带平直度尚未达标需要进行二次平整时，不进行残余应力的检测，只有当平直度符合要求后，才对板带进行残余应力的检测。目前，由于没有适用于平整机的板带残余应力在线检测装置，当需要对平整机正在加工的板带进行残余应力的检测时，只能先从正在加工的板带上裁切试样，然后利用残余应力检测装置对试样进行检测，不仅检测效率低，设备停机时间长，而且对板带造成的损伤大，板带浪费多，如果从板带中部部裁切试样，还会将钢带截断，严重影响钢带质量。

在对板带产品的残余应力进行检测时往往需要延板带宽度方向设置多个测量点以获得残余应力的横向分布，由于应变花的尺寸小，钻孔位置精度要求很高（极小的位置偏差也会影响残余应力的释放过程，进而影响应变数值的采集并造成残余应力检测结果偏差），采用标准GB/T 31310中给出的钻孔装置对板带钻孔时定位过程耗时过长，加之应变花的接线爪需要电烙铁焊接，现场操作不便，导致检测工作量大，检测效率很低，严重影响了平整机生产线的正常运行。因此设计一种能快速、精确地在线检测板带残余应力的装置是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种平整机板带残余应力在线检测装置，以快速、精确地检测板带残余应力，保证平整机生产线的正常运行。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种平整机板带残余应力在线检测装置，包括支撑板、应变花、应变测量仪和快速打孔装置，所述支撑板支撑在平整机所加工的被检测板带的下部并位于运输辊系的两个相邻的辊子之间，在支撑板上开设有缝隙，所述应变花粘贴在板带的上表面且应变花的定位孔位于缝隙的正上方，应变花的信号输出端通过线缆与应变测量仪连接，所述快速打孔装置的底部设有磁吸底座，所述磁吸底座吸附在板带上，快速打孔装置的钻头与应变花上的定位孔相对。

上述平整机板带残余应力在线检测装置，所述支撑板上的缝隙的长度方向与被检测板带的宽度方向一致，所述应变花设置多个，它们沿缝隙的长度方向排列。

上述平整机板带残余应力在线检测装置，所述缝隙的宽度为5-10mm。

上述平整机板带残余应力在线检测装置，所述应变花通过六股线缆与应变测量仪连接，在六股线缆与应变花之间设有接线端子，应变花的6根线脚通过拆装焊点组连接到接线端子上，六股线缆通过固定焊点组连接到接线端子上。

上述平整机板带残余应力在线检测装置，所述六股线缆的各股线路之间设有绝缘屏蔽层。

本实用新型利用开设有缝隙的支撑板来支撑被检测板带和快速打孔装置，可利用平整工序短暂的停车间隙，实现对板带残余应力水平的快速、精确测量，大大提高了板带残余应力的检测效率，减少了停机时间，保证了平整机生产线的正常运行。

应变花与应变测量仪之间通过六股线缆和接线端子连接，可减少线缆的连接和拆卸时间，进一步提高了检测效率。

该装置各部件结构简单、操作便捷，可在保证板带残余应力检测精度的同时，提高检测效率，适于平整机板带残余应力的在线检测，具有良好的推广和应用价值。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的三维图；

图2是本实用新型的局部放大图。

图中各标号为：1、板带；2、平整辊系；3、运输辊系；4、平直度测量装置；5、应变花；6、快速打孔装置；7、支撑板；8、应变测量仪；9、六股线缆；10、接线端子；11、磁吸底座；12、缝隙；13、拆装焊点组；14、固定焊点组；15、绝缘汇合点；16、定位孔。

具体实施方式

本实用新型提供了一种平整机板带残余应力在线检测装置，该装置可以在平整工序生产过程中，通过平直度测量装置甄别出需要进行残余应力检测的板带后，利用平整工序短暂的停车间隙采用钻孔法快速测量板带的残余应力水平。

参看图1，本实用新型主要包括应变花5、快速打孔装置6、支撑板7、应变测量仪8、六股线缆9、接线端子10等零部件。

在图1中，平整辊系2、运输辊系3是一般平整生产线上的现有设备，板带1通过平整辊系2按照一定的平整工艺平整后，通过运输辊系3输送到下道工序进行后续生产。

应变花5粘贴在板带1表面，并依次通过接线端子10、六股线缆9连接到应变测量仪8上，快速打孔装置6快速精确地在定位孔16的位置完成钻孔，并通过应变测量仪8测量钻孔前后的应变变化量。

支撑板7用于支撑板带1和快速打孔装置6，起到实验室平面操作台的作用。支撑板7固定在被检测板带1的下方，并位于运输辊系3的两个相邻的辊子之间，支撑板7上开有缝隙12，缝隙12的宽度可以使快速打孔装置6的钻头通过，但是钻头钻孔过程中对板带1的压力会使板带1产生弯矩，造成残余应力测量误差，因此需要控制缝隙12的宽度。经过测试，缝隙12优选的宽度为5-10mm。将应变花5粘贴在板带1表面时，首先将应变花5的定位孔16位置对齐支撑板7的缝隙12，然后按照GB/T 31310中给出的规定，使用电磨头、电抛光机等设备快速清理板带1表面，并涂抹酒精清理后，使用速干胶粘贴应变花5。

应变花5的6根线脚通过拆装焊点组13（拆装焊点组是指需要经常拆装的焊点组，每次检测都要拆装一次）连接到接线端子10上，与应变测量仪8相连的六股线缆9则通过固定焊点组14（固定焊点组是指不需要经常拆装的焊点组，焊接后可以重复使用）连接到接线端子10上。六股线缆9的各股线路之间做绝缘屏蔽，绝缘汇合点15处也制作绝缘分离，避免各线路之间的弱电信号干扰。

快速打孔装置6设有磁吸底座11，通过磁吸底座11，快速打孔装置6可以吸附在板带1上，并可方便地调整快速打孔装置6的水平位置，快速精确地将钻头对准定位孔16，完成钻孔。

检测残余应力前，首先按照GB/T 31310建立钻孔法的有限元模型，根据板带1厚度、应变花5的关键尺寸、快速打孔装置6的钻头尺寸，提前计算出应力应变转换的AB系数，最后通过应变测量仪8输出的钻孔前后的应变值，实现板带1各方向残余应力的计算。

平整机板带残余应力在线检测装置的使用方法如下：

a. 根据板带1厚度、应变花5的尺寸、快速打孔装置6的钻头尺寸，提前完成AB系数计算；完成应变花5和接线端子10之间拆装焊点阻13的焊接工作，以尽量缩短停车时长。

b. 通过平直度测量装置4实现板带1的平直度的快速检测，判定板带是否需要进行残余应力检测，挑选并标记需要进行残余应力检测的板带，并在合适位置停车开始进行残余应力检测。

c. 依据板带1的宽度，在板带1上选定沿板带宽度分布的多个测量点，所有测量点都位于支撑板7的缝隙12上方，按照GB/T 31310中给出的规定，使用电磨头、电抛光机等设备快速清理板带1表面，并涂抹酒精清理后，使用速干胶在各个测量点粘贴应变花5，待速干胶凝固，应变测量仪8核实线路通断情况并进行测量前平衡和归零。

d. 将快速打孔装置6通过磁吸底座11吸附到板带1上，调整快速打孔装置6的水平位置，使其钻头对准应变花5的定位孔16，启动快速打孔装置6完成钻孔，应变测量仪8通过应变花5测量板带打开前后的应变数值，由此即可计算出板带1各方向的残余应力。

e. 拆除快速打孔装置6、接线端子10、六股线缆9，使用电磨头打磨残存应变花5及其粘贴痕迹，标示测量位置，完成板带1残余应力测试，启动生产设备继续生产。

本实用新型的有益效果：

本实用新型利用平整工序短暂的停车间隙，采用钻孔法实现了板带1残余应力水平的快速测量，保证平整机生产线的正常运行，避免了取试样造成的产量损失，而且钻孔法属于半无损检测，仅在测量位置留下微小孔洞，对前后产品质量不产生影响。同时，本实用新型操作简单，容易实现标准化操作，可提高检测效率，具有良好的推广和应用价值。

Claims (5)

1.一种平整机板带残余应力在线检测装置，其特征是，包括支撑板（7）、应变花（5）、应变测量仪（8）和快速打孔装置（6），所述支撑板（7）支撑在平整机所加工的被检测板带（1）的下部并位于运输辊系（3）的两个相邻的辊子之间，在支撑板（7）上开设有缝隙（12），所述应变花（5）粘贴在板带（1）的上表面且应变花（5）的定位孔（16）位于缝隙（12）的正上方，应变花（5）的信号输出端通过线缆与应变测量仪（8）连接，所述快速打孔装置（6）的底部设有磁吸底座（11），所述磁吸底座（11）吸附在板带（1）上，快速打孔装置（6）的钻头与应变花（5）上的定位孔（16）相对。

2.根据权利要求1所述的一种平整机板带残余应力在线检测装置，其特征是，所述支撑板（7）上的缝隙（12）的长度方向与被检测板带（1）的宽度方向一致，所述应变花（5）设置多个，它们沿缝隙（12）的长度方向排列。

3.根据权利要求2所述的一种平整机板带残余应力在线检测装置，其特征是，所述缝隙（12）的宽度为5-10mm。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种平整机板带残余应力在线检测装置，其特征是，所述应变花（5）通过六股线缆（9）与应变测量仪（8）连接，在六股线缆（9）与应变花（5）之间设有接线端子（10），应变花（5）的6根线脚通过拆装焊点组（13）连接到接线端子（10）上，六股线缆（9）通过固定焊点组（14）连接到接线端子（10）上。

5.根据权利要求4所述的一种平整机板带残余应力在线检测装置，其特征是，所述六股线缆（9）的各股线路之间设有绝缘屏蔽层。