DE4121116A1 - Measuring the rolling force in roll stand having support rolls - involves monitoring the rise of the summit point of the roll frame body, overcoming influence of temp. changes which cause fluctuations in expansion of rolling stand - Google Patents
Measuring the rolling force in roll stand having support rolls - involves monitoring the rise of the summit point of the roll frame body, overcoming influence of temp. changes which cause fluctuations in expansion of rolling standInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen der Walz kraft gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dargestellten Art. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for measuring the roll Force according to the one presented in the preamble of claim 1 Art. Furthermore, the invention relates to a device for Execution of the procedure.
Die Walzkraft ist eine der maßgeblichen Führungsgrößen für das Kaltwalzen, weil sie die Stichabnahme und damit die Umformung be stimmt. Die unmittelbare Walzkraftmessung im Kraftschluß des Ge rüstes, beispielsweise durch Anordnung von Kraftmeßdosen, ist jedoch nicht möglich, so daß man auf eine mittelbare Messung angewiesen ist. Hierfür eignen sich unter anderem die hydrauliche Anstellung von Zahnstangen, die in formschlüssiger Verbindung mit endseitig auf die Stützachsen zu deren Anstellung aufgesetzten Zahnrädern stehen. Über induktive Druckaufnehmer läßt sich in diesem Falle die Walzkraft ermitteln. Die Genauigkeit einer derartigen Messung hängt stark von der die sich ändernden Kraftflußverteilung beim Einsatz unterschiedlicher Walzendurchmesser ab. Um derartige Fehler sowie Störungen durch damit verbundene Veränderungen der Reibungsverhält nisse, der Verkeilung und des Verstellsystems zu beheben, wurde die Ständerdehnung als Grundlage der Messung gewählt. Diese läßt sich durch Dehnungsmeßstreifen einfach erfassen. Ihr haftet jedoch der Nachteil an, daß betriebliche Außentemperaturschwankungen zu einer starken Verfälschung der Meßergebnisse führen. So bewirkt eine Temperaturänderung um 1°C eine Dehnung des Ständers von ca. 12 µ/m. Weiterhin läßt sich durch zentrisches Aufbohren einer Ar beitswalze und Einbringen von Spannhülsen, die mit Meßstreifen ver sehen sind, die Verformung der Arbeitswalze während des Walzens und, hiervon ausgehend, die Walzkraft in ihrer Verteilung quer zur Walzrichtung ermitteln. Für die betriebliche Messung ist dieses Verfahren jedoch ungeeignet, da entsprechend vorbereitete Arbeits walzen nicht in der notwendigen Anzahl zur Verfügung gestellt werden können. Nachteilig erwies sich hierbei auch die aufwendige Meßdatenübertragung.The rolling force is one of the key parameters for the Cold rolling, because they are the stitch take-off and thus the forming Right. The immediate rolling force measurement in the frictional connection of the Ge equilibrium, for example by arranging load cells, is not possible, so you have to rely on an indirect measurement is. Among other things, the hydraulic adjustment is suitable for this of racks that are in positive connection with ends on the support axles for their gear wheels stand. In this case, inductive pressure transducers can be used Determine rolling force. The accuracy of such a measurement depends strongly from the changing power flow distribution during use different roller diameters. To such errors as well Disruptions caused by changes in the friction ratio to fix the wedges and the adjustment system Column expansion selected as the basis for the measurement. This can be easy to measure using strain gauges. However, you are liable Disadvantage that operational outside temperature fluctuations at a lead to severe falsification of the measurement results. So does one Temperature change by 1 ° C an expansion of the stand of approx. 12 µ / m. Furthermore, an Ar beitswalze and insertion of clamping sleeves ver with measuring strips see the deformation of the work roll during rolling and, based on this, the rolling force in its distribution across Determine rolling direction. This is for operational measurement However, the method is unsuitable because of the correspondingly prepared work rolls are not provided in the necessary number can be. The complex also proved disadvantageous Measurement data transmission.
Der Erfindung liegt, hiervon ausgehend, die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine dazu geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe eine zuverlässige und wirtschaftlich vertretbare Dauer walzkraftmessung bei dem einleitend beschriebenen Walzwerktyp zu ermöglichen.Proceeding from this, the invention is based on the object To create methods and a suitable device with their help a reliable and economically justifiable duration Rolling force measurement for the rolling mill type described in the introduction enable.
Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung durch die im Kenn zeichnungsteil des Patentanspruchs 1 vorgeschlagenen, verfahrens mäßigen Merkmale, für deren Ausführung in den Unteransprüchen 2 bis 4 Vorrichtungen vorgeschlagen sind.The invention solves this problem by the in the characteristic Drawing part of claim 1 proposed method moderate features, for their implementation in subclaims 2 to 4 devices are proposed.
Somit führt die Erfindung zu einer indirekten Walzkraftermittlung, die auf einer Durchbiegung des Querhauptscheitels beruht. Dies hat den Vorteil, daß sich Temperaturänderungen praktisch so nicht auswirken. Darüber hinaus wird diese Messung an Außenteilen des Walzgerüstes vorgenommen, so daß sich Meßeinrichtungen leicht an bringen lassen. Wie sich rechnerisch für die Verformung des Quer hauptes nachweisen läßt, beträgt dessen elastische Verformung während des Walzens je nach Walzkraft und Bandbreite mehrere Zehntel Millimeter. Derartige Maßabweichungen sind mit her kömmlichen Mitteln leicht erfaßbar, sofern eine demgegenüber orts feste Position verbleibt. Als diese eignen sich die beidseitig an die Querhäupter anschließenden Ständerköpfe, da in diesen auf Grund ihrer Position keine Spannung mehr aufgebaut wird und somit Ver formungen unterbleiben.The invention thus leads to an indirect determination of the rolling force, which is based on a deflection of the transverse main apex. this has the advantage that temperature changes practically not impact. In addition, this measurement on the outer parts of the Roll stand made so that measuring devices easily let bring. How calculated for the deformation of the cross can be verified at all, is its elastic deformation several during rolling depending on the rolling force and strip width Tenths of a millimeter. Such dimensional deviations are from conventional means can be easily grasped, provided one is located opposite fixed position remains. Both are suitable as these the crossheads adjoining stand heads, because in these on the bottom no tension is built up in their position and thus Ver no formations.
Die erwähnten Querhauptverwölbungen sind dank ihres Ausmaßes sowohl der berührungslosen als auch der berührenden Wegmessung zugänglich. Maßgeblich hierfür ist, daß bei Messungen im Scheitel des Quer hauptes relativ zu den Ständerköpfen ein nahezu linearer Zusammen hang zwischen der Verwölbung einerseits und der Walzkraft anderer seits gegeben ist. Es ist dabei unkritisch, ob die Wegmessung die Verwölbung genau im Scheitel des Querhauptes oder in dessen Nähe erfaßt. Es besteht ein parabolischer Verlauf der Querhauptde formation über die Breite des Querhauptes, wobei der Scheitel der Parabel mit dem geometrischen Scheitel des Querhauptes zusammen fällt, indes besteht die Linearität des Zusammenhanges zwischen Deformation und Walzkraft auch noch in den angrenzenden Bereichen der vom Scheitel ausgehenden Parabeläste.Thanks to their size, the above-mentioned cross-head vaults are both the contactless as well as the touching distance measurement accessible. The decisive factor here is that when measuring in the apex of the cross mainly relative to the stand heads an almost linear combination slope between the warping on the one hand and the rolling force of the other is given. It is not critical whether the distance measurement is the Warping in or near the apex of the crosshead detected. There is a parabolic course of the transverse head formation across the width of the crosshead, with the apex of the Parabola with the geometric apex of the crosshead falls, meanwhile there is linearity of the relationship between deformation and Rolling force also in the adjacent areas of the parting outgoing parabola branches.
Für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist kennzeichnend, daß sie eine Relativmessung nach dem Vorschlag des Anspruchs 1 ermöglicht.It is characteristic of the device according to the invention that it allows a relative measurement according to the proposal of claim 1.
Zu diesem Zweck findet ein Meßsystem Anwendung, welches im wesent lichen im Querhauptscheitel einerseits und an wenigstens einen der Ständerköpfe andererseits angreift, so daß die Relativmessung zwischen Querhauptscheitel und dem Ständerkopf besteht. Die Signale des Meßsystems werden von einer Meßwertverarbeitungsschaltung aufgenommen, die Bestandteil einer Steuer- bzw. Regeleinrichtung sein kann, wobei eine Einstellung auf Vorgabewerte möglich ist.For this purpose, a measuring system is used, which essentially Lichen in the transverse main parting on the one hand and at least one of the Stand heads attack on the other hand, so that the relative measurement between the main crosspiece and the stand head. The signals of the measuring system are from a measured value processing circuit added, which is part of a control or regulating device can be, whereby an adjustment to default values is possible.
Insbesondere sind nach dem Vorschlag der Erfindung die beiden Füße eines Bügels auf die beiden, an das Querhaupt anschließenden Ständerköpfe aufgesetzt. Dieser Bügel überbrückt das Querhaupt, wo bei von seiner dem Scheitel des Querhauptes am nächsten kommenden Stelle ein das Querhaupt berührender Wegaufnehmer ausgeht, der so mit die Querhauptverwölbung proportional erfaßt. Das Meßsignal findet in einer Meßwertverarbeitung, an die der Wegaufnehmer offen bar angeschlossen ist, seine vorgesehene Verwendung.In particular, according to the proposal of the invention, the two feet a bracket on the two, which adjoin the crosshead Stand heads attached. This bracket bridges the crosshead where at its closest to the crest of the crosshead Place a crosshead touching the crosshead, so with the cross head warp recorded proportionally. The measurement signal takes place in a measured value processing to which the displacement transducer is open bar is connected, its intended use.
Die Biegesteifigkeit ist für den Bügel der vorstehend erörterten Ausführungsform der Erfindung eine selbstverständliche Voraus setzung. Insbesondere muß auf die Biegesteifigkeit geachtet werden, wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung auf nur einen Ständerkopf ein auf die Mitte eines Querhauptes gerichteter Arm aufgesetzt ist, der hinreichend biegesteif gestaltet ist, um ohne Einfluß auf die Messungen zu bleiben. Das freie Ende des Armes trägt einen Wegaufnehmer, der den Scheitel des Querhauptes berührt, und dessen Ausgang an die Meßwertverarbeitung angeschlossen ist.The flexural rigidity for the bracket is that discussed above Embodiment of the invention a natural advance settlement. Particular attention must be paid to the bending stiffness, if according to a further proposal of the invention on only one Stand head an arm aimed at the center of a crosshead is attached, which is designed sufficiently rigid to without Influence on the measurements. The free end of the arm carries a displacement sensor that touches the apex of the crosshead, and whose output is connected to the processing of measured values.
Neben den berührenden Meßverfahren eignen sich weiterhin be rührungslos arbeitende Meßverfahren nahezu einschränkungslos. Von besonderem Interesse ist die Anordnung einer Laserstrahlverbindung zwischen wenigstens einem Ständerkopf und der Querhauptmitte. Bei der aus zwei Teilen bestehenden Anordnung wird der eine Teil vom anderen anvisiert, wobei eine Diodenzeilenkamera Verwendung findet, die Lageabweichungen im wesentlichen senkrecht zu dem Laserstrahl darstellt, und die gleichfalls an eine Meßwertverarbeitung ange schlossen ist.In addition to the touching measurement method, be non-contact measuring methods almost unrestricted. From The arrangement of a laser beam connection is of particular interest between at least one stator head and the crosshead center. At of the arrangement consisting of two parts, one part of the others, using a diode line camera, the positional deviations substantially perpendicular to the laser beam represents, and also attached to a measurement processing is closed.
Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die Zeich nungen Bezug genommen. Darin zeigen:To further illustrate the invention, reference is made to the drawing referred to. In it show:
Fig. 1 den Gerüstkörper oberhalb der Walzebene, Fig. 1 the frame body above the rolling plane,
Fig. 2 die Querhauptdeformation in Abhängigkeit von der Gerüstbreite, Fig. 2, the transverse main deformation depending on the width of the scaffold,
Fig. 3 die Abhängigkeit zwischen Walzkraft und Querhauptver wölbung und Fig. 3 shows the dependence between rolling force and Querhauptver bulge and
Fig. 4 die Anordnung des Walzensatzes oberhalb der Walzebene entsprechend Fig. 1. Fig. 4 shows the arrangement of the roll set above the rolling plane according to FIG. 1.
Zu dem in Fig. 1 oberhalb der Walzebene 10 dargestellten Gerüst körper gehört unterhalb der Walzebene 10 ein im wesentlichen in gleicher Weise ausgebildeter Teil des Gerüstkörpers, von dessen Darstellung abgesehen wurde. Oberhalb der Walzebene 10 sind die Arbeitswalze, die Zwischenwalzen und die Stützwalzen eines Sendzimirgerüstes angeordnet, wie es Fig. 4 darstellt. Von der Arbeitswalze 11 wird die Kraft entsprechend den Pfeilrichtungen in die Zwischenwalzen eingeleitet, die ihrerseits die Stützwalzen 12, 13 sowie 12′ und 13′ beaufschlagen. Die Stützwalzen sind zu mehreren auf einer Achse angeordnet, wobei Stützsättel 14 und 15 bzw. 14′ und 15′ die Walzkraft von Rollenlagern auf das Gerüst übertragen. Durch Verdrehen der beiden oberen Stützachsen 16 bzw. 16′, auf denen Rollenlager exzentrisch aufgereiht sind, kann die Walzkraft erhöht bzw. herabgesetzt werden, zu welchem Zweck eine Zahnstange 17 im Ein griff mit Zahnrädern 18 bzw. 18′ steht. Diese Walzenanstellung ist als Exzenteranstellung bekannt.To the scaffold body shown in Fig. 1 above the roller level 10 includes below the roller level 10 a substantially similarly formed part of the scaffold body, the representation of which has been disregarded. The work roll, the intermediate rolls and the backup rolls of a Sendzimir stand are arranged above the roll plane 10 , as shown in FIG. 4. From the work roll 11 , the force is introduced according to the directions of the arrows into the intermediate rolls, which in turn act on the support rolls 12 , 13 and 12 'and 13 '. The support rollers are arranged in several on an axis, with support saddles 14 and 15 or 14 'and 15 ' transfer the rolling force of roller bearings to the stand. By turning the two upper support axes 16 and 16 ', on which roller bearings are lined up eccentrically, the rolling force can be increased or decreased, for which purpose a rack 17 in a handle with gears 18 and 18 ' is. This roller adjustment is known as an eccentric adjustment.
Als Folge dieser Krafteinleitung kommt es zu Verwölbungen der Quer häupter, die über die Gerüstbreite die bereits erwähnte parabel förmige Krümmung aufweisen. Einen derartigen Verlauf zeigt Fig. 2. Der Scheitel dieses Deformationsverlaufes entspricht dem Querhaupt scheitel 1, wie in Fig. 1 ersichtlich.As a result of this introduction of force, the cross heads are warped, which have the parabolic curvature already mentioned over the width of the scaffold. Such a course is shown in FIG. 2. The vertex of this deformation course corresponds to the crosshead vertex 1 , as can be seen in FIG. 1.
Bei Änderung der Walzkraft erfährt die in Fig. 2 dargestellte Querhauptdeformation eine Verschiebung nach oben bzw. unten. Die dabei eintretende Durchbiegung in µm verläuft entsprechend der in Fig. 4 dargestellten Beziehung zwischen Walzkraft und Durchbie gung.When the rolling force changes, the crosshead deformation shown in FIG. 2 is displaced upwards or downwards. The resulting deflection in µm runs according to the relationship between rolling force and deflection shown in FIG. 4.
Die am Querhauptscheitel auftretenden Verwölbungen werden ent sprechend Fig. 1 durch eine Wegmessung erfaßt. Für diesen Zweck ist der Bügel 7 mit seinen Füßen 5 und 6 auf die beiden Ständer köpfe 2 und 3 aufgesetzt, so daß der Wegaufnehmer 9, der von der Mitte des Bügels 7 ausgeht, den Querhauptscheitel 1 berührt. Auf diese Weise werden Erhöhungen des Querscheitels 1 gegenüber den de formationsfrei verbleibenden Ständerköpfen 2 und 3 empfangen. Die Signale des Wegaufnehmers 9 sind auf eine Meßwertverarbeitung 4 ge schaltet, um von dort aus bestimmungsgemäß zur Anzeige, zur Registrierung, zum Regeln oder zum Steuern verwendet zu werden.The curvatures occurring at the top of the cross are accordingly recorded in Fig. 1 by a distance measurement. For this purpose, the bracket 7 with its feet 5 and 6 heads 2 and 3 is placed on the two stands, so that the displacement sensor 9 , which starts from the center of the bracket 7 , touches the crosshead 1 . In this way, increases in the cross vertex 1 compared to the de formation-free remaining stator heads 2 and 3 are received. The signals of the displacement sensor 9 are switched to a measured value processing 4 in order to be used from there as intended for display, registration, regulation or control.
Claims (5)
daß eine beim Walzen auftretende Erhöhung des Querhaupt scheitels des oberen Gerüstkörpers
und/oder eine beim Walzen auftretende Absenkung des Querhauptscheitels des unteren Gerüstkörpers
relativ zur Ständerkopflage gemessen und als Maß der Walzkraft verwendet wird.1. A method for measuring the rolling force in support roller cold rolling mills, with a frame body closed on all sides, in which the crossheads have stator heads on both sides, in particular in Sendzimir frames, the elastic change in shape being determined during the rolling and being used as a measure of the rolling force, characterized in that
that an increase occurring during rolling of the crosshead crest of the upper frame body
and / or a lowering of the transverse main apex of the lower stand body that occurs during rolling
measured relative to the stator head position and used as a measure of the rolling force.
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