专利名称：张力板形仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在线检测仪器，特别是一种在板带轧制生产线上检测被轧制的板带张力及横向应力分布情况的张力板形仪。
背景技术：
轧制的板材或带材，要求成品板带平直无浪形和瓢曲。在板材或带材的轧制的过程中，无论是热轧还是冷轧，都必须根据坯板的截面形状调整轧辊的压力分布，以保证被轧板带的横截面上的各点沿轧制方向的延伸率大致相同，否则会出现因横截面上不同延伸引起相互拉压应力而产生的浪形和瓢曲。例如，若坯板的横截面呈鼓形，中间厚。边缘薄，而轧辊的外圆轮廓线为直线，则板材轧制的结果将出现中间延伸得多，而边缘延伸少，边缘对中心部分将产生压应力(或者说是中心层对边缘层产生拉应力)，当中心部分受压而丧失稳定时，将呈现波浪状不平，称为中浪；若坯板的横截面呈枕形，中间薄，边缘厚，而轧辊的外圆轮廓线为直线，则板材轧制的结果将出现板边呈波浪形，称为边浪；还有出现两肋浪以及由于切应力引起的与带材横向斜交分布的瓢曲。解决方法是，在轧制过程中用张力板形仪在线检测轧制出的板带沿横截面上的应力分布状况，及时调整轧辊的形状或施加于轧辊上各点的压力，以达到轧制出的板带平整。
目前在生产中的所用的板形仪多为英国洛威—罗伯逊(Loewy--Robortson)工程公司生产的Vidimon板形仪。其结构原理如图1、2所示，其主要是，在一长支撑轴1上并列有多个检测辊轮2，所述的多个检测辊轮2的中心孔的孔径大于支撑轴的外径，使支撑轴与检测辊轮之间具有一定的间隙，该间隙内充满高压气体使检测辊浮动，又称为空气轴承式板形仪。当轧制板材经过检测辊轮上时，检测辊轮受压，通过检测上下间隙中的气体压力差即可测出作用于检测轮上的压力。如果板带的表面有波浪，则作用于检测轮上的压力也会发生周期性变化。依此对轧辊进行调整以消除波浪变形。而这种张力板形仪造价很高，每套售价为100万美元。而且对工作环境的要求非常苛刻，需要特别清洁的空气，否则检测辊的通道被堵塞而不能工作。因而这种板形仪的应用受到很大限制。
森吉米尔公司研制出一种测重法板形仪，其结构如图3、4所示，其主要是在一芯轴3上设有多个检测辊轮4，每一个检测辊轮4是由设置于一支架5上的二支撑轮6支撑，所述的支架5的底部有一压力传感器7。当轧制的板带经过检测辊轮4时，检测辊轮4将来自板带的压力通过二支撑轮6传递给支架5，再由支架5将力传给压力传感器7，根据压力传感器7的数值变化的情况即可得知板带制否存在浪形。为了防止检测辊轮4在芯轴3上的轴向窜动，在每一个检测辊轮的孔内设有二环形沟槽8，在芯轴3上相对于每个检测辊轮4的二环形沟槽8的位置也设有一对环形沟槽9，一弹簧圈10卡持于所述的检测辊轮4于芯轴3的环形沟槽内，而将检测辊轮4定位于芯轴上，防止轴向移动。但是，这种测重法板形仪一旦检测辊轮损坏则很难取下更换，必须把整个芯轴及辊轮一起更换，造成很大浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的上述不足，而提供一种相邻检测辊轮之间不会相互挤压，测量数值准确、便于维修的测重法张力板形仪。
本发明所提供的张力板形仪是由如下技术方案来实现的。
一种张力板形仪，包括具有二导柱的底座、滑设于二导柱上的支撑座、设于底座与支撑座之间的压力升高装置、由芯轴、套设于心轴上的多个检测辊轮、支撑轮、支架及压力传感器所构成的板形检测装置，其特征是，所述的套设于心轴上的检测辊轮与芯轴之间存在间隙，浮动设置于芯轴上，于各检测辊轮之间设有无油轴承，于芯轴上无油轴承之间设有定位隔套。
除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可补充如下技术内容。
所述的检测辊轮的纵剖面是工字形，轮缘的厚度大于轮毂的厚度，所述的无油轴承设置于二检测辊轮的轮毂之间。
所述的无油轴承是无油铜轴承。
所述的浮动设置于所述的芯轴上的检测辊轮与定位隔套之间的间隙为0.5～5mm，优选为0.5～2mm。
所述的浮动设置于所述的无油轴承上的检测辊轮与无油轴承之间的间隙为0.1～3mm，优选为0.2～1mm。
于每一个检测辊轮的下面设有二支撑轮，所述的二支撑轮枢设于一支架上，所述的支架的底部两端，二支撑轮的下面分别设有压力传感器，所述的压力传感器电连接控制装置。
所述的压力传感器是压磁式压力传感器或应变片式压力传感器。
所述支架的宽度小于检测辊轮的宽度。
所述的压力升高装置是气压装置、或液压装置、或电动机械螺旋装置。
本发明的优点在于本发明所提供的张力板形仪，套设于心轴上的检测辊轮浮动设置于芯轴上，通过各检测辊轮之间所设置的无油轴承及定位隔套，来解决检测辊轮在芯轴上的横向游动，消除了相邻检测辊轮之间无规则的相互挤压摩擦，以保证检测精度。一旦检测辊轮受损需要更换，则可十分方便的将检测辊轮从芯轴上取下更换。
为对本发明的结构特征及其功效有进一步了解，兹列举具体实施例并结合附图详细说明如下。
图1是英国洛威—罗伯逊(Loewy--Robortson)工程公司生产的Vidimon板形仪的结构原理图。
图2是图1的侧剖视图。
图3是森吉米尔公司研制出的测重法板形仪结构原理图。
图4是图3的侧剖视图。
图5是本发明张力板形仪的结构原理图。
图6是本发明张力板形仪的侧视图。
具体实施例方式
图5、6所示是本发明所提供的一种张力板形仪的结构原理图，本发明的张力板形仪包括具有二导柱19的底座18，一支撑座20，所述的支撑座20的两侧设有导套21，所述的支撑座20以其上所设置的导套21滑设于底座18的二导柱19上。于所述的支撑座20上设有板形检测装置30，所述的板形检测装置30是由芯轴11、套设于心轴11上的多个检测辊轮12、支撑轮13、支架14及压力传感器15所构成。在底座18与支撑座20之间设有压力升高装置22。通过压力升高装置22可调节支撑座20的高度，使设于支撑座20顶部的板形检测装置30上的检测辊轮12以适当作用力顶抵于被测板带的下面。所述的压力升高装置22是气压装置、或液压装置、或电动机械螺旋装置。
在本发明的张力板形仪中，所述的套设于心轴11上的检测辊轮12是浮动设置于芯轴11上，由支撑轮13将检测辊轮12托起，于各检测辊轮12之间设有无油轴承16，所述的无油轴承是无油铜轴承。无油轴承16的作用是限制检测辊轮12沿轴向游动，避免检测辊轮12沿轴向无规则游动挤压造成相邻检测辊轮的力干涉而产生的随机误差。芯轴11所起的作用，仅仅是通过无油轴承限制检测辊轮轴向运动，对于径向不起任何作用。
在不希望相邻二检测辊轮12之间存在较大间隙的情况下，所述的检测辊轮12的纵剖面可设计成工字形，即轮缘的厚度大于轮毂的厚度，而所述的无油轴承16则设置于二检测辊轮12的轮毂之间。检测辊轮12之间的间隙过大容易造成在被测金属带上出现压痕。检测辊轮与无油轴承之间的间隙为0.1～3mm，优选为0.2～1mm。为保证相邻二检测辊轮12之间无较大间隙，所述支架14的宽度应小于检测辊轮12的宽度。
于无油轴承16之间设有定位隔套17，所述的检测辊轮12浮动设置于所述的定位隔套17上。定位隔套17的作用是防止无油轴承轴向移动。所述的浮动设置于所述的定位隔套17上的检测辊轮12与定位隔套17之间的间隙为0.5～5mm，优选为0.5～2。间隙太小不利于变形的检测。
于每一个检测辊轮12的下面设有二支撑轮13，所述的二支撑轮13枢设于一支架14上，所述的支架14的底部两端，二支撑轮13的下面分别设有压力传感器15，所述的压力传感器15电连接控制装置。所述的压力传感器是压磁式压力传感器或应变片式压力传感器。
本发明的张力板形仪设置于金属板材轧制生产线的轧机出口位置，调节压力升高装置5，令检测辊轮12以适当作用力顶抵于被测板带的下面，当当轧制板材经过沿宽度排列的多个检测辊轮12上时，各检测辊轮将各自所受压力通过各自的支架传递给设置于各自支架下的二压力传感器15，各二压力传感器15将所检测到的压力数值传送给控制装置，控制装置中的微处理器将其相加即得该瞬间金属带作用于该检测辊轮12上的垂直压力。若板材具有浪形和瓢曲，则沿宽度排列的各个检测辊轮12所检测到的作用于其上的垂直压力将有差异，对于每一个检测辊轮，随板材移动，将具有不同垂直压力，控制装置则根据所检测到的压力变化情况对轧辊进行调整以消除变形。
本发明的张力板形仪不仅可用于检测轧制板材横向应力分布，还可作为张力仪使用。因此称为张力板形仪。具体做法是，控制装置根据总压力P及金属板带对检测轮的包角A由公式T＝P/[2sin(A/2)]可得到板材的张力T，所述的总压力P是沿宽度排列的各个检测辊轮所检测到的作用于其上的垂直压力的总和。
以上所述仅是本发明具体实施例，凡是熟悉此项技艺人士极易据此做出各种修饰或变更，因此，凡种种不脱离本发明权利要求精神所作的等效替换，均应包括于本专利保护范围中。
权利要求
1.一种张力板形仪，包括具有二导柱的底座、滑设于二导柱上的支撑座、设于底座与支撑座之间的压力升高装置、由芯轴、套设于心轴上的多个检测辊轮、支撑轮、支架及压力传感器所构成的板形检测装置，其特征是，所述的套设于心轴上的检测辊轮与芯轴之间存在间隙，浮动设置于芯轴上，于各检测辊轮之间设有无油轴承，于芯轴上无油轴承之间设有定位隔套。
2.根据权利要求1所述的张力板形仪，其特征是，所述的检测辊轮的纵剖面是工字形，轮缘的厚度大于轮毂的厚度，所述的无油轴承设置于二检测辊轮的轮毂之间。
3.根据权利要求1所述的张力板形仪，其特征是，所述的无油轴承是无油铜轴承。
4.根据权利要求3所述的张力板形仪，其特征是，所述的浮动设置于所述的芯轴上的检测辊轮与定位隔套之间的间隙为0.5～5mm。
5.根据权利要求1所述的张力板形仪，其特征是，所述的浮动设置于所述的无油轴承上的检测辊轮与无油轴承之间的间隙为0.1～3mm。
6.根据权利要求3所述的张力板形仪，其特征是，于每一个检测辊轮的下面设有二支撑轮，所述的二支撑轮枢设于一支架上，所述的支架的底部两端，二支撑轮的下面分别设有压力传感器，所述的压力传感器电连接控制装置。
7.根据权利要求1所述的张力板形仪，其特征是，所述的压力传感器是压磁式压力传感器或应变片式压力传感器。
8.根据权利要求7所述的张力板形仪，其特征是，所述支架的宽度小于检测辊轮的宽度。
9.根据权利要求7所述的张力板形仪，其特征是，所述的压力升高装置是气压装置、或液压装置、或电动机械螺旋装置。
全文摘要
一种张力板形仪，包括具有二导柱的底座、滑设于二导柱上的支撑座、设于底座与支撑座之间的压力升高装置、由芯轴、套设于心轴上的多个检测辊轮、支撑轮、支架及压力传感器所构成的板形检测装置，其特征是，所述的套设于心轴上的检测辊轮浮动设置于芯轴上，于各检测辊轮之间设有无油轴承。本发明所提供的张力板形仪，套设于心轴上的检测辊轮是浮动设置于芯轴上，因此，不存在需要减小芯轴的刚度，不存在芯轴变形所带来的相邻检测辊轮之间力的干涉；于各检测辊轮之间设有定位隔套，防止检测辊轮的横向游动，消除了相邻检测辊轮之间无规则的相互挤压摩擦，使检测精度大大提高。
文档编号B21B38/06GK1931461SQ20051010290
公开日2007年3月21日 申请日期2005年9月13日 优先权日2005年9月13日
发明者王宇 申请人:王宇