专利名称：Cvc轧机十字万向轴状态监控装置及方法
技术领域：
本发明涉及液压缸状态监控技术，更具体地说，涉及一种CVC轧机十字万向轴状态监控装置及方法。
背景技术：
现代大型轧钢设备主传动连接轧辊通常采用十字万向轴的形式，十字万向轴较滑块式万向轴具有维护简单摆角大的特点，尤其适用于带CVC功能的厚板轧机。CVC为连续可变轧辊凸度控制，这一功能主要是将上下工作辊来回串动来实现的，这就要求主传动轴具有伸缩功能。CVC轧机即为采用了 CVC轧辊的轧机，CVC轧辊的辊身曲线呈S型，上下布置且呈中心对称的两个CVC轧辊，通过CVC驱动机构驱使两轧辊沿反向对称平移，从而能够获得从中凹到中凸的连续变化的辊缝形状。而十字万向轴是带有花键轴和花键套的传动机构，能够满足CVC的工艺要求。请参阅图I所示，图I中所示的即为分别与上、下CVC轧辊(即工作辊)相连的两套十字万向轴主传动机构，以其中一套为例，该十字万向轴传动机构包括花键轴2、套设于花键轴2外的花键套3、设于花键轴2中间的轴承座4以及通过支撑臂5与轴承座4相连的水平平衡油缸6，花键套3右端与电机相连，花键轴2左端还通过扁头套7与CVC轧辊相连。其工作原理为花键轴2能够在花键套3内来回穿动，而水平平衡油缸6始终给花键轴
2—个往轧棍方向的一个推定力。当CVC轧机推动轧棍往电机方向穿动时，因为CVC轧机的推力远远大于水平平衡油缸6的推力，轧辊克服水平平衡油缸6的推力而往电机方向穿动，当CVC轧机带动轧辊往远离电机方向穿动时，水平平衡油缸6会带动花键轴2跟随轧辊一起穿动，此时水平平衡油缸6类似弹簧一样起水平力平衡的作用，从而使得扁头套7始终紧贴着轧辊一起移动。然而，厚板精轧机主传动系统工作的特点是启动制动频繁和频繁正反转、尖峰、冲击、阻塞以及经常受到突然加(卸)载的作用。这种由诸多外干扰引起的不稳定的运转过程，对精轧机机械主传动系统工作影响大，当电气程序出现误动作，轧线因诸多因素出现突然跳电，液压系统出现突然跳泵，液压系统出现故障等均会造成水平平衡油缸6的误动作，在正常轧钢时，水平平衡油缸6—旦出现误动作使得扁头套7脱开轧辊，这时操作工无法及时察觉而继续轧钢，将会造成花键轴2、扁头套7、主电机轴瓦损坏等重大事故。另外，在正常换轧辊时，也会出现类似情况，导致水平平衡油缸6往后倒，轧辊的扁头没有安装到扁头套7内，这时也没有任何报警措施，也有可能导致恶性事故的发生。综上所述，由于主传动的水平平衡油缸6误动作的原因众多，一一攻克不太现实，因此，迫切需要一种能够实时有效监控十字万向轴工作状态的技术来解决上述缺陷。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的是提供一种CVC轧机十字万向轴状态监控装置及方法，能够对十字万向轴的水平平衡油缸的伸缩状态进行实时监控，避免、扁头套与轧辊发生脱开。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一方面，一种CVC轧机十字万向轴状态监控装置，包括一对油缸位置检测部件，分别设于上、下水平平衡油缸上，用以检测油缸的伸缩位置；一对定心部件，包括分别设于上、下轧辊扁头上的定心件和分别设于相应扁头套上的定心圈，每个定心件插设于对应定心圈内；一对CVC位置检测部件，分别设于CVC驱动机构上，用以检测轧辊的移动位置；计算机，分别与油缸位置检测部件、CVC位置检测部件相连，接收检测数据并对数 据进行运算处理，并根据运算结果对CVC轧机运行进行相应控制。所述的每个油缸位置检测部件包括油缸位置传感器和磁环，油缸位置传感器一端固定在水平平衡油缸的后端盖上，另一端插入油缸的活塞杆的内孔中；磁环通过螺栓固定在活塞杆上。所述的定心件长度为150mm。另一方面，一种CVC轧机十字万向轴状态监控方法，包括以下步骤A.在CVC轧机的上、下水平平衡油缸上设置一对油缸位置检测部件，对油缸的伸缩位置进行实时检测；B.通过分别设于CVC驱动机构上的CVC位置检测部件，对轧辊的移动位置进行实时检测；C.通过计算机接收测得的油缸伸缩位置和轧辊移动位置，并对两位置数据进行运算处理；D.根据运算结果，对CVC轧机进行相应控制。将所述的每个油缸位置检测部件设计为包括油缸位置传感器和磁环，油缸位置传感器一端固定在水平平衡油缸的后端盖上，另一端插入油缸的活塞杆的内孔中；磁环通过螺栓固定在活塞杆上。在所述的步骤C中的运算处理为在计算机内设置一设定值，将两位置进行相减，再与该设定值进行比较，该设定值为定心件长度的1/10。在所述的步骤D中，控制步骤如下在轧钢状态下，当两位置差值等于零，判断油缸动作正常；当两位置差值大于定心件长度的1/10且小于定心件长度，进行操作画面闪烁报警，再根据轧机内是否有钢板在轧制，如没有则直接控制主传动停转，并发出轧机不允许进钢信号；如正在轧制，则在该道次轧制完成后，控制轧机主传动停转，通知设备人员全面检查；当两位置差值大于定心件长度，还需要根据轧机内是否有钢板在轧制，如没有则直接控制主传动停转，并发出轧机不允许进钢信号；如正在轧制，则则在该道次轧制完成后，控制轧机主传动停转，并控制油缸落底，轧辊辊缝打开，通知设备人员全面检查。在所述的步骤D中，控制步骤还包括在换辊状态下，水平平衡油缸及CVC驱动机构应处于零位，当测得的两位置差值不等于零，表明轧辊扁头与扁头套未对接好，花键轴收轧辊推动后移，此时通过计算机将水平平衡油缸的位置信号显示在操作画面上，并通知设备人员到现场检查确认。所述的定心件长度的为150mm。在上述技术方案中，本发明的CVC轧机十字万向轴状态监控装置及方法，通过在水平平衡油缸上设置油缸位置检测部件对油缸位置进行检测，并通过CVC位置检测部件对轧辊位置进行检测，再通过计算机对两位置数据进行运算处理，最后根据处理结果对CVC轧机进行相应控制。采用本发明能够使水平平衡油缸的动作位置受到监控并参与操作控制，从而保证在正常轧钢及换辊时水平平衡油缸的正常工作，并能够及时发现异常情况，避免恶性事故的发生。
图I是现有技术的CVC轧机的十字万向轴主传动机构的结构图；图2是本发明的CVC轧机的十字万向轴主传动机构的结构图；图3是图2中的A部放大示意图；图4是本发明的水平平衡油缸的剖视图；图5是本发明的监控方法主流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。请参阅图2所示，本发明的CVC轧机十字万向轴状态监控装置，包括一对油缸位置检测部件I，分别设于上、下水平平衡油缸6上，用以检测油缸6的伸缩位置；一对定心部件8，包括分别设于上、下轧辊扁头上的定心件81和分别设于相应扁头套7上的定心圈82，每个定心件81插设于对应定心圈82内；一对CVC位置检测部件(图中未示出)，分别设于CVC驱动机构上，用以检测轧辊的移动位置，该CVC位置检测部件可利用CVC轧机上现有的CVC位置传感器；计算机(图中未示出)，分别与油缸位置检测部件1、CVC位置检测部件相连，接收检测数据并对数据进行运算处理，并根据运算结果对CVC轧机运行进行相应控制。请结合图3所示，其中，所述的每个油缸位置检测部件I包括油缸位置传感器11和磁环12，油缸位置传感器11 一端固定在水平平衡油缸6的后端盖61上，另一端插入油缸6的活塞杆62的内孔中；磁环12通过螺栓固定在活塞杆62上，当油缸6动作时，磁环12随活塞杆62 —起动作，通过油缸位置传感器11对磁环12的检测，从而确定水平平衡油缸6的动作位置。另外，所述的定心件81长度可设计为150mm。请结合图4所示，采用上述本发明的监控装置来进行CVC轧机十字万向轴状态监控的方法包括以下步骤首先，在CVC轧机的上、下水平平衡油缸6上设置一对油缸位置检测部件1，将所述的每个油缸位置检测部件I设计为包括油缸位置传感器11和磁环12，油缸位置传感器11一端固定在水平平衡油缸6的后端盖61上,另一端插入油缸6的活塞杆62的内孔中；磁环12通过螺栓固定在活塞杆62上，通过该油缸位置检测部件I对油缸6的伸缩位置进行实时检测；
然后，通过分别设于CVC驱动机构上的CVC位置检测部件，对轧辊的移动位置进行实时检测；再通过计算机接收测得的油缸6伸缩位置和轧辊移动位置，并对两位置数据进行运算处理；最后，根据运算结果，对CVC轧机进行相应控制。上述的具体运算处理为在计算机内设置一设定值，将两位置进行相减，再与该设定值进行比较，该设定值为定心件81长度的1/10，若定心件81长度可设计为150mm，那设定值为15mm。因此，在控制步骤中，若CVC轧机处于正常轧钢状态下，当两位置差值等于零，判断油缸6动作正常；·当两位置差值大于定心件81长度的1/10且小于定心件81长度，进行操作画面闪烁报警，再根据轧机内是否有钢板在轧制，如没有则直接控制主传动停转，并发出轧机不允许进钢信号；如正在轧制，则在该道次轧制完成后，控制轧机主传动停转，通知设备人员全面检查；当两位置差值大于定心件81长度，还需要根据轧机内是否有钢板在轧制，如没有则直接控制主传动停转，并发出轧机不允许进钢信号；如正在轧制，则则在该道次轧制完成后，控制轧机主传动停转，并控制油缸6落底，轧辊辊缝打开，通知设备人员全面检查。 若CVC轧机处于换辊状态下，在该状态下，水平平衡油缸6及CVC驱动机构正常情况应处于零位，而当测得的两位置差值不等于零，这表明轧辊扁头与扁头套未对接好，轧辊会推动花键轴向后倒，使得水平平衡缸也将随之向后移动。此时，通过计算机将水平平衡油缸6的位置信号显示在操作画面上，并通知设备人员到现场检查确认。采用本发明能够使水平平衡油缸6的动作位置受到监控并参与操作控制，从而保证在正常轧钢及换辊时水平平衡油缸6的正常工作，并能够及时发现异常情况，有效地避免了恶性事故的发生。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
权利要求
1.一种CVC轧机十字万向轴状态监控装置，其特征在于， 包括 一对油缸位置检测部件，分别设于上、下水平平衡油缸上，用以检测油缸的伸缩位置；一对定心部件，包括分别设于上、下轧辊扁头上的定心件和分别设于相应扁头套上的定心圈,每个定心件插设于对应定心圈内； 一对CVC位置检测部件，分别设于CVC驱动机构上，用以检测轧辊的移动位置； 计算机，分别与油缸位置检测部件、CVC位置检测部件相连，接收检测数据并对数据进行运算处理，并根据运算结果对CVC轧机运行进行相应控制。
2.如权利要求I所述的CVC轧机十字万向轴状态监控装置，其特征在于 所述的每个油缸位置检测部件包括油缸位置传感器和磁环，油缸位置传感器一端固定在水平平衡油缸的后端盖上，另一端插入油缸的活塞杆的内孔中；磁环通过螺栓固定在活塞杆上。
3.如权利要求I所述的液压同步冲孔装置，其特征在于 所述的定心件长度为150mm。
4.一种CVC轧机十字万向轴状态监控方法，其特征在于，包括以下步骤 A.在CVC轧机的上、下水平平衡油缸上设置一对油缸位置检测部件，对油缸的伸缩位置进行实时检测； B.通过分别设于CVC驱动机构上的CVC位置检测部件，对轧辊的移动位置进行实时检测； C.通过计算机接收测得的油缸伸缩位置和轧辊移动位置，并对两位置数据进行运算处理； D.根据运算结果，对CVC轧机进行相应控制。
5.如权利要求4所述的CVC轧机十字万向轴状态监控方法，其特征在于 将所述的每个油缸位置检测部件设计为包括油缸位置传感器和磁环，油缸位置传感器一端固定在水平平衡油缸的后端盖上，另一端插入油缸的活塞杆的内孔中；磁环通过螺栓固定在活塞杆上。
6.如权利要求4所述的CVC轧机十字万向轴状态监控方法，其特征在于 在所述的步骤C中的运算处理为在计算机内设置一设定值，将两位置进行相减，再与该设定值进行比较，该设定值为定心件长度的1/10。
7.如权利要求6所述的CVC轧机十字万向轴状态监控方法，其特征在于， 在所述的步骤D中，控制步骤如下在轧钢状态下， 当两位置差值等于零，判断油缸动作正常； 当两位置差值大于定心件长度的1/10且小于定心件长度，进行操作画面闪烁报警，再根据轧机内是否有钢板在轧制，如没有则直接控制主传动停转，并发出轧机不允许进钢信号；如正在轧制，则在该道次轧制完成后，控制轧机主传动停转，通知设备人员全面检查； 当两位置差值大于定心件长度，还需要根据轧机内是否有钢板在轧制，如没有则直接控制主传动停转，并发出轧机不允许进钢信号；如正在轧制，则则在该道次轧制完成后，控制轧机主传动停转，并控制油缸落底，轧辊辊缝打开，通知设备人员全面检查。
8.如权利要求6所述的CVC轧机十字万向轴状态监控方法，其特征在于在所述的步骤D中，控制步骤还包括在换辊状态下，水平平衡油缸及CVC驱动机构应处于零位，此时， 当测得的两位置差值不等于零，表明轧辊扁头与扁头套未对接好，花键轴收轧辊推动后移，此时通过计算机将水平平衡油缸的位置信号显示在操作画面上，并通知设备人员到现场检查确认。
9.如权利要求6所述的CVC轧机十字万向轴状态监控方法，其特征在于 所述的定心件长度的为150mm。
全文摘要
本发明公开了一种CVC轧机十字万向轴状态监控方法，该方法通过在水平平衡油缸上设置油缸位置检测部件对油缸位置进行检测，并通过CVC位置检测部件对轧辊位置进行检测，再通过计算机对两位置数据进行运算处理，最后根据处理结果对CVC轧机进行相应控制。本发明还公开了一种CVC轧机十字万向轴状态监控装置。采用本发明能够使水平平衡油缸的动作位置受到监控并参与操作控制，从而保证在正常轧钢及换辊时水平平衡油缸的正常工作，并能够及时发现异常情况，避免恶性事故的发生。
文档编号B21B37/00GK102784802SQ20111013324
公开日2012年11月21日 申请日期2011年5月20日 优先权日2011年5月20日
发明者丁海绍, 卢江海, 孔利明, 张栋, 陈慧, 顾华 申请人:宝山钢铁股份有限公司