SE461298B - Planhetsmaetare foer valsade band - Google Patents

Description

2 åáNïKEhïš%ßXNnPuNKT, TEKNIsxT PRøâLEM För att kunna redovisa uppfinningen och därmed även kunna visa de tekniska problem i samband med valsning av band som uppfinningen kan lösa, skall först som exempel ges en mycket kort beskrivning av de viktigaste delarna i ett färdigverk där uppfinningen kan komma till användning.

Ett sådant verk består av i regel upp till 6-7 efter varandra följande valsstolar med en efterföljande kylsträcka på upp till 80-100 m och en haspel för upprullning av det valsade och kylda bandet.

Mellan valsstolarna finnes så kallade slinglyftare med en rulle över vil- ket bandet löper. Slinglyftaren är vridbart lagrad excentriskt relativt rullens centrum. Valsningen regleras dels på att hålla vinkeln mellan en linje i horisontalplanet och linjen mellan slinglyftarens vridcentrum och rullens centrum konstant och lika för samtliga slinglyftare och dels en hastighetsreglering. Efterhand som bandet passerar valsstolarna ökas bandets hastighet. Det finnes därför också en överordnad reglering som anpassar hastigheten för varje valsstols valsar så att slinglyftarnas vinkel kan hållas konstant.

Slinglyftarens rulle användes som matrulle och är därför uppdelad i ett antal delrullar som kan komma att belastas med en kraft som kan variera inom rätt stora gränser beroende på bandets omslutningsvinkel, önskad noggrannhet i planhetsprofilen, aktuell bandtjocklek, temperatur. mate- rialsammansättning m m. Samlad kraft på mätrullen på 30-50 kN och mera kan mycket väl förekomma.

Det finnes ett flertal faktorer som kan leda till att bandets planhet inte är den önskade. Det finnes också nâgra olika metoder att påverka bandplan- heten så att man får den önskade. För att kunna göra någon form av styr- ning eller reglering av bandplanheten måste man då på något sätt kunna bestämma bandets planhet eller bandprofilen tvärs över bandet.

Ett av huvudkraven för ett bra bandvalsverk är att det upphasplade bandet uppvisar en god planhet. För att åstadkomma detta krävs i regel en stor processkännedom. Ett plant upphasplat band behöver nämligen inte alltid betyda att bandet då det lämnar sista valsstolen skall ha en rak planhets- profil. I själva verket är det så att optimal profil då bandet lämnar sista valsstolen för att vid hasplingen ha ett plant band är avhängig av bandets avsvalningsförlopp m m. 3 Den profil som bandet har då det kdmmer fram till sista¿kÉl§std2éaåÅr i huvudsak avhängig av bandets ursprungliga planhet och av de i valsstolarna befintliga rullarnas inbördes parallellitet och krökning. Om dessa inte är rätt justerade kan bandet uppvisa bucklor beroende på att banden enligt fackterminologien blir "kantlånga" eller "mittlånga". Bandet kan således få en tendens att bli längre vid kanterna, respektive mitt på bandet.

Valsning av band kan som det har redovisats uppvisa problem med att få önskade egenskaper hos den slutgiltiga produkten. Om man har tillgång till aktuell bandplanhet, t ex mellan de två sista valsparen finnes det möjlig- het att påverka planheten genom omställning av i valsstolarna befintliga rullar. Önskemàlet att kunna få kännedom om bandprofilen vid eller nära sista valsstolarna i ett bandvalsverk har funnits under lång tid och olika metoder och medel har med mer eller mindre lyckade resultat tagits fram.

En grov uppskattning av oplanheten för kall- eller varmvalsade band redo- visas i patentskriften US U 512 170. Mätrullen är inte här uppdelad i mätzoner utan man anser sig med kännedom om aktuella krafter, nedböjning eller böjmoment pà mätrullens axel i närheten av dess ändar, genom jäm- förelse med teoretiskt beräknade oplanheter för nämnda parametrar, få ett mått pà aktuell bandprofil. Noggrannheten vid ett sådant förfarande kan med all nödvändighet inte vara speciellt stor.

I US-patentskriften 4 116 029 redovisas en mätrulle för att mäta planheten i valsade band. där mätrullen är uppdelad i ett antal mätzoner med var sin av tvâ gavlar uppburna delrullar. Genom att mäta kraften som varje gavel utsattes för kan man således få ett mått på bandets planhet. Den utför- andeform i detta patent som. så som teknikens ståndpunkt, kan ha ett visst intresse för uppfinningen visas i figur 3 i nämnda patent. I detta utför- ande sitter mätelementet i en till gavlarna, vinklad och i tre led rörlig arm. Vid en sådan konstruktion maste risken vara stor för glapp och frik- tion i leden. Detta leder i sin tur till dålig lägestolerans hos rullarna och hysteres hos givarsignalerna. Eftersom varje delrulle liksom övriga kända mätrullar uppdelade i delrullar har två gavlar kan den spalt som uppstår mellan rullarna bli icke försumbar varvid risk finnes att få en märkning av bandet. Risken är också stor att spalten kan fyllas med glödskal från bandet som kan ge en okontrollerad koppling mellan intill- liggande mätrullar. 461 298 u En omfattande sammanställning av kända principer för planhetsmätning finnes redovisat i “Iron and Steel Engineer" Aug 1986 sid 48-56, New developments improve hot strip shape: Shapemeter-Looper and Shape Actimeter. Figur 9 i denna skrift återger ovan nämnda utförande.

Så som teknikens ståndpunkt, dock utan relevans för uppfinningen, kan omtalas att det också finnes utrustningar för beröringsfri bestämning av ett bands planhet med hjälp av optiska system och även med hjälp av ljudvågor.

RITNINGSFÖRTECKNING Figurerna 1, 2 och 3 visar i stora drag olika utföranden av en principiell uppbyggnad av en gavel för lagring av delrullar ingående i en planhets- mätare enligt uppfinningen.

Figur 4 visar en föredragen utföringsform av en gavel med kraftkënnande organ och motsvarande överfall samt i övrigt en delrulle, löpande band och slinglyftare.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN En planhetsmätare enligt uppfinningen består av en mätrulle uppdelad i ett antal delrullar. Delrullarna har separata axlar. Där axlarna för två intill varandra liggande delrullar möts är de infästa i en gemensam mellan dessa befintlig gavel. De enskilda gavlarna är i sin tur monterade på en gemensam platta infäst vid den tidigare nämnda slinglyftaren. Kraftnät- ningen sker företrädesvis med magnetoelastiska kraftgivare infästa i på ett för uppfinningen speciellt sätt.

Uppfinningen omfattar dels fördelningen av gavlar längs med mätrullar, dels utformningen av kraftgivarnas infästning och dels axlarnas utformning och infästning för att kunna mata de olika krafter som kan uppträda tvärs- över bandet.

Infästningen av det kraftkännande organet sker enligt uppfinningen i de gavlar som uppbär delrullarna. Om det kraftkännande organet utgöres av en magnetoelastisk givare kan med fördel den mätande delen utgöra en integre- rad del av gaveln, dvs gavel och givare kan tillverkas ur ett och samma material. Självfallet kan också separata kompletta kraftgivare monteras in 5 461 298 i gaveln. Detta kräver dock slipning av infästningsytor och övrig anpass- ning som kan vara nog så både arbetsam och kostsam.

Den mekaniska dimensioneringen av gavlarna och dimensioneringen av de i gavlarna infästa kraftgivarna sker med utgångspunkt från hur stor del av den totala kraften varje gavel skall uppta och med tillräcklig marginal för den spridning i kraft som kan uppstå utefter bandbredden.

Figurerna l-3 visar tre alternativa gavelkonstruktioner enligt uppfinn- ingen. Samtliga är baserade på samma princip med en, kring ett moment- armcentrum. cirkulär kraftöverföring från bandets kraft på delrullens axel till kraftgivaren.

Gaveln enligt figur 1 består i stort av tre i form av en triangel hopfästa balkar. Via en balk A fästes gaveln till en platta 1 som sedan monteras pà vickbordet. Vid denna balks första ände via en försvagning i form av ett membran 2 är infäst balk Bs första ände. Kraften F från bandet via del- rullens axelcentrum appliceras på balken Bs andra ände varvid man kring membranet 2 erhåller ett vridande moment lika med produkten av kraften F och balken Bs längd melllan membran och kraftens angreppspunkt.

Gavelns tredje balk Ö utgöres av kraftgivare som sammanbinder balkarna As och Bs andra ändar. Om balken Bs momentaktiva längd är lika med avståndet från membranet 2 till kraftgivarens angreppspunkt, blir den kraft som kraftgivaren känner ett resultat av de krafter som verkar på de två till gaveln angränsande delrullarna bortsett från den marginella delen som shuntas via membranet.

Med utgångspunkt från momentlikhet kan man genom att variera avståndet från membran till kraftgivarens angreppspunkt få en kraft på givaren som är större eller mindre än den från delrullarna erhållna kraften.

Ett annat sätt att variera kraften på givaren är att vinkla eller vrida givaren så att dess längsgående symmetriaxel ej ligger vinkelrät mot momentarmen från membranet till kraftangreppspunkten.

De tre balkarna A, B och C från figur 1 är också lätt identifierbara pà en gavel enligt figur 2. En viss vridbelastning kan uppstå på kraftgivaren pâ grund av balken Bs trots allt minimala vridning kring membranet 2. 461 298 6 Ett tredje alternativ för en gavelkonstruktion framgår av figur 3. Även här är balkarna A, B och C identifierbara.

Det finnes självfallet en mängd snarlika gavelkonstruktioner som också omfattas av uppfinningen. Rent allmänt för samtliga gavelkontruktioner gäller att kraftresultanten från bandet mot varje delrulle bör ligga med 900 vinkel mot momentarmen från membranet till rullarnas axelcentrum för att få största möjliga kraft in till kraftgivarna. Nu är det dock så att slinglyftarens vinkel mot horisontalplanet, som visserligen för ett och samma band och i övrigt samma processförutsättningar skall hållas konstant, kan för optimal valsning komma att variera då olika band skall valsas. Därvid kan bandets omslutningsvinkel kring delrullarna variera något vilket i sin tur gör att kraftangreppsvinkel relativt momentarmen kommer att variera något kring den optimala 900 vinkeln. För att få en så rätt mätning av bandprofilen som möjligt får inte, som tidigare indike- rats, delrullarnas axlar vara för styvt kopplade till varandra. För detta ändamål har därför axlarna försetts med membran som möjliggör en viss relativ rörelse gavlarna emellan och som också gör att axlarna kan ta upp skillnader i temperatur mellan axlarna och den gemensamma platta som gavlarna är monterade pa.

Ett speciellt utförande av det överfall som låser delrullarnas axlar mot gavlarna ingår också i uppfinningen. Utformningen medger. trots att varje gavel uppbär och utgör infästning av axeltapparna för tvâ intill varandra liggande delrullar, en praktiskt taget individuell inspänning av dessa.

BESKRIVNING AV UTFÜRINGSFORMER En föredragen utföringsform av en gavel enligt uppfinningen framgår av figur Ä. Figuren omfattar en slinglyftare 3 med ett vridcentrum 4. Ett löpande valsat band 5 glider på slinglyftaren och omsluter delar av delrullens 6 yttre mantelring. Denna ring är på konventionellt sätt axiellt styrd och lagrad via kullager på delrullens axel. Olika axel- tappsinfästningar i gavlarna kan komma till användning. I det utförande som visas i figur 4 har axeltappen 7 som det framgår en parallelltra- petsliknande form med motsvarande öppning i den kraftupptagande delen 8 av gaveln. För att underlätta delrullarnas montering och låsa fast axeltapp- arna finnes till varje kraftupptagande gavel ett överfall 9 som också är utformat på ett speciellt sätt beroende på att en gavel skall uppbära och I: m 461 298 utgöra infästning av axeltapparna för två intill varandra liggande del- rullar. Överfallets utförande skall beskrivas senare.

Av figur H framgår också att det är ett gavelutförande enligt figur l som utgör en föredragen utföringsform. Balken A är fäst vid den för samtliga balkar A gemensamma plattan l vilken i sin tur är monterad på slinglyft- aren 3. Den på axelcentrum verkande resulterande kraften från det valsade bandet åstadkommer en kring membrandet 2 minimal cirkulär vridande rörelse och motsvarande moment och kraft på kraftgivaren C. Den mätande delen är i figuren visad som en integrerad del av balken, men kan som omtalat utgöras av en separat givare.

Axeländarna har vid infästningen i gavlarna ett utförande som omfattar ett första och ett andra membran som medger att spänningar i axlarna på grund av temperaturskillnader mellan delrullar och den för gavlarna gemensamma plattan minskar och ett tredje membran som medger individuell nedböjning av gavlarna.

För att förklara hur membranen är bildade skall en kropp i form av ett cylindersegment definieras. Ett cylindersegment är begränsat av två lika och parallella cirkelsegment samt den del av en rak cylindrisk mantelyta som förbinder cirkelsegmentens cirkelbàgar och en rektangel med sidor lika med cirkelsegmentens kordor och avståndet mellan cirkelsegmenten. Om man skär bort tvà lika cylindersegment med parallella rektangelytor från en cirkulär cylinder återstår en kropp i form av en centralsymmetrisk kord- stav, hädanefter kallad kordstav. med en höjd lika avståndet mellan cir- kelsegmenten och en bredd lika med avståndet mellan kordorna i samma plan.

Om två lika cirkelsegment med parallella rektanglar arbetas bort parallellt med och nära en axelände bildas en första kordstav. Om dennas bredd görs tillräckligt liten kan en viss böjlighet uppnås mellan axeln och dess axeltapp. Kordstaven kan därvid fungera som ett membran och utgör det tidigare omtalade tredje membranet. Axeltappen kan lämpligen utformas så som tidigare omtalat och som visas vid 7 på figur 4. Kordstaven får i så fall en avkortad längd.

Genom att arbeta bort en andra kordstav med en bredd som är något mindre än axelns diameter och med rektanglar parallella med den första kordstaven 461 298 parallellt med och nära intill denna, bildas i den axeländvägg som vänder mot den första kordstaven två membran, ett på var sin sida av den första kordstaven.

Dessa två membran utgör de tidigare omtalade första och andra membranen.

Den andra axeltappen utformas på samma sätt och därvid kan en längdföränd- ring av den del av axeln som ligger mellan membranen tas upp av dessa.

Som tidigare omtalat uppbär varje gavel, förutom mätrullens yttre gavlar, axeltapparna för två intill varandra liggande axlar.

Till varje gavel hör ett överfall som i var sin ände är försett med hål för fastskruvning mot gaveln. En bit innanför ändarna är överfallet delat med en slits som i ett föredraget utförande är parallell med gavelns sidoytor. Därvid kommer överfallet i princip att bestå av två fristående balkar. Axeltapparna från två intill varandra liggande delrullar som är lagrade i en gavel kan på detta sätt få en individuell inspänning mot gaveln.

I en föredragen utföringsform av överfallet består detta av en övre del som täcker det övriga utrymmet mellan delrullarna för skydd av lager m m.

Denna del måste självfallet också på lämpligt sätt, exempelvis med en slits parallell med gavelns ändyta, vara frikopplad från de två fristående balkarna. Genom att låta denna slits avslutas strax innanför överfallets ändar kan samtliga delar ingå i ett integrerat utförande.

En komplett mätrulle monterad på en slinglyftare kan exempelvis omfatta 7 delrullar.

Genom processteknisk utformning kan planhetsmätaren anpassas för planhets- mätning av varm- och kallvalsade band av både metalliska och icke- metalliska material.

Claims (6)

461 298 PATENTKRAV

1. Planhetsmätare för valsade band (5) bestående av en mätrulle uppdelad i ett antal delrullar (6) omfattande en axel (7). kullager och en yttre mantelring, gavlar (ABC) som uppbär delrullarnas axlar. ett överfall (9) för varje gavel för infästning av delrullarna. en platta (1) som samtliga gavlar fästes vid och en kraftgivare (C) i varje gavel k ä n n e - t e c k n a d av att gavlarna består av tre i form av en triangel hop- fästa balkar A, B och C, där via balk A gavlarna är fästa vid den gemen- samma plattan, där balken Bs första ände via ett böjligt membran (2) är hopfäst vid balken As första ände och att vid balken Bs andra ände axel- tapparna från två intill varandra liggande två delrullar är infästa för upptagning av en kraft F som alstras av det valsade bandet på varje delrulle samt att den tredje balken C som förbinder balkarna As och Bs andra ändar utgöres av den kraftkännande givaren.

2. Planhetsmätare för valsade band enligt patentkrav 1 k ä n n e - t e c k n a d av att delrullarnas axlar är vid infästningen i gavlarna utformade med ett första och andra membran för att minska spänningar i axlarna på grund av temperaturskillnader mellan delrullar och den för gavlarna gemensamma plattan samt ett tredje membran för att kunna medge individuell nedböjning av gavlarna.

3. Planhetsmätare för valsade band enligt patentkrav l k ä n n e - t e c k n a d av att den delen av överfallet som ligger an mot gavlarna och axlarnas infästning i gavlarna är utformad så att det bildas tva fristående balkar för individuell inspänning av axlarna.

4. U. Planhetsmätare för valsade band enligt patentkrav 1 k ä n n e - t e c k n a d av att kraftgivaren är en magnetoelastisk givare där den mätande delen utgör en integrerad del av gaveln.

5. Planhetsmätare för valsade band enligt patentkrav 1 k ä n n e - t e c k n a d av att kraftgivaren är en magnetoelastisk givare bestående av en separat i gaveln inmonterad komplett givare.

6. Planhetsmätare för valsade band enligt patentkrav 1 k ä n n e - t e c k n a d av att kraftgivaren är en tràdtöjningsgivare infäst på en balk C i form av en integrerad förbindelse mellan balkarna As och Bs andra ändar.