一种分段接触式热轧辊板形检测装置的制作方法

本发明属于轧制测量技术领域，涉及一种分段接触式热轧辊板形检测装置，用于轧制板材的板形测量。

背景技术：

板带钢材是钢铁制造业的主要产品之一，在汽车、船舶、航空、机械等领域都有广泛的应用。板形是衡量冷、热轧板材质量的重要指标之一，板带钢平直度不良会对后续的一系列工艺操作带来影响。且随着现代工业技术的不断发展，热轧板带的厚度越来越薄，在更多领域可以逐渐代替冷轧钢产品，因此对热轧板带的板形研究十分重要。然而，热轧板带的工作温度高，环境恶劣，测量条件往往受到限制，测量精度受到影响。因此先进的热轧板形检测方法和精确的检测结果是提高热轧板带质量的前提。

目前国内外的板形测量装置主要分为接触式和非接触式。非接触式主要以间接检测板材为主，主要用于冷轧钢带的测量，测量精度低；接触式主要利用检测辊测定板材各点张应力从而检测板形潜在的问题，因此具有检测信号直接、测量精度高等特点，主要有东北大学研制的应力式板形仪和瑞典abb公司的分段辊式板形仪，但是这类测量装置受高温、振动、漂浮等的影响较大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供了一种分段接触式热轧辊板形检测装置，该装置结构合理简单，易于拆卸，能够实时、准确地反馈测量情况，能在高温下正常工作。

为了达到上述目的，本发明所采取的具体技术方案为：

本发明主要包括主辊体、进出水装置、检测装置和数据处理控制中心。其中主辊体包括外辊和内辊，其中外辊为分段式，由两外辊端盖、两外辊垫块和多个分段外辊组成，内辊为整体式，外辊受板材的静摩擦力转动，内辊固定；进出水装置用于通入冷却液降温；检测装置由测量钢球感应板材表面厚度变化改变两极板间间距，并将电容值反馈至处理中心；数据处理控制中心计算得出板材厚度并且控制入水口阀门关闭及流量。

进一步说，所述外辊两端盖与外辊垫块，外辊垫块与分段外辊、分段外辊一端与另一分段外辊另一端均为过盈配合连接，且装配完毕后采用平焊埋弧焊加固连接，并对外辊整体进行整体磨削加工，保证外辊表面平滑，提高测量精度；所述内辊和分段外辊沿轴线方向等间距开有多个盲孔，该盲孔沿辊的周向180度等间隔分布，每对盲孔中都通过螺纹安装检测装置。

进一步说，所述外辊端盖端面装有温度传感器，该传感器外装有隔热套并沿周向180度等间隔分布；该温度传感器测量板形检测装置的工作温度，将测量结果实时发送给数据处理控制中心并根据处理结果控制入水管阀门的关闭及流量。

进一步说，所述分段外辊和内辊上的盲孔均为螺纹孔，所述分段外辊上的盲孔尺寸相同，内辊上盲孔的尺寸也相同；分段外辊盲孔内装有高弹性材料，内辊盲孔底端留一小孔用于引出电缆线。

进一步说，所述进出水装置一端轴心开孔，一端密闭，在直径最大处的外表面沿轴向等间距设有多个筛网孔，且对称分布在沿圆周60度方向的同一截面上。

进一步说，所述进出水装置与外辊端盖间通过滚动轴承连接，进出水装置密封一端最外侧沿周向均匀设有八个螺纹孔，该螺纹孔用于进出水装置与内辊连接。

进一步说，所述检测装置包括上极板、护管、下极板、下支撑杆、密封盖、测量钢球、密封圈和上支撑杆；所述检测装置的上支撑杆通过螺纹安装在内辊的盲孔底端，上极板固定在上支撑杆上；护管两头都加工有螺纹，一端安装在内辊盲孔中，另一端与密封盖连接；下支撑杆在护管中心并穿过密封盖，密封盖与下支撑杆间装有密封圈，下极板固定在下支撑杆上；四个测量钢球沿下支撑杆周向90度间隔安装在下支撑杆顶端并抵在盲孔的高弹性材料上；上下支撑杆表面涂油漆及防锈油；护管用高强度隔热材料制成。

进一步说，所述测量钢球由硬度、强度较高，耐高温耐腐蚀的钨钢制成。

本发明所具有的有益效果：

(1)测量装置沿主辊体周向180度对称分布，相当于传感器串联，可获得较高的测量精度。

(2)该装置工作时通入冷却液降温，测量装置均由高强度隔热材料制成，解决了热轧辊板形测量温度高而导致板形测量不精确的问题。

(3)该装置的测量装置采用电容传感器，输入能量小、灵敏度高，动态特性好。

(3)该装置合理简单，易于拆卸，能实时反馈测量情况。

附图说明

图1为本发明分段接触式热轧辊板形检测装置结构示意图；

图2为本发明进出水装置结构示意图；

图3为本发明检测装置结构示意图；

图4为本发明分段接触式热轧辊板形检测装置系统图。

附图中：1.进出水装置2.温度传感器3.外辊端盖4.外辊垫块5.外辊分段6.滚动轴承7.高弹性材料8.检测装置9.内辊10.数据处理控制中心；

101.进(出)水管102.螺纹孔103.出(进)水筛网孔；

801.上极板802.护管803.下极板804.下支撑杆805.密封盖806.测量钢球807.密封圈808.上支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述：

如图1、图2所示，一种分段接触式热轧辊板形检测装置，主要包括主辊体，进出水装置1、检测装置8和数据处理控制中心10。所述主辊体包括外辊和内辊，其中外辊为分段式，由两个外辊端盖3，两个外辊垫块4和多个分段外辊5组成，内辊9为整体式，外辊受板材的静摩擦力转动，内辊固定。

所述外辊端盖3与外辊垫块4，外辊垫块4与分段外辊5、分段外辊5一端与另一分段外辊5另一端均为过盈配合连接，且装配完毕后采用平焊埋弧焊加固连接，并对外辊整体进行整体磨削加工，保证外辊表面平滑，提高测量精度。

所述内辊9和分段外辊5均沿轴线等距离开有多个盲孔，该盲孔沿辊的周向180度均匀分布，每对盲孔中都通过螺纹安装检测装置；分段外辊5盲孔内装有高弹性材料7，内辊9盲孔底端留一小孔用于引出电缆线。

所述外辊端盖3端面沿周向均匀分布有两个温度传感器2，该温度传感器2外装有隔热套；该温度传感器2测量板形检测装置的工作温度，将结果实时发送给数据处理控制中心10并通过处理结果控制入水管阀门的关闭及流量。

所述进出水装置1与外辊端盖3间通过滚动轴承6连接，进出水装置3密闭一端最外侧沿周向均匀设有八个螺纹孔102，用于与内辊9连接。

如图2所示，本发明进出水装置1一端为进(出)水管101，另一端密闭，在直径最大处的外表面沿轴向等间距设有多个出(进)水筛网孔103，该出(进)水筛网孔103对称分布在沿圆周60度方向的同一截面上；

如图3所示，本发明检测装置8包括上极板801、护管802、下极板803、下支撑杆804、密封盖805、测量钢球806、密封圈807和上支撑杆808。

所述检测装置8的上支撑杆808通过螺纹安装在内辊9的盲孔底端，上极板801固定在上支撑杆808上；护管802两头都加工有螺纹，一端安装在内辊9盲孔中，另一端与密封盖805连接；下支撑杆804在护管802中心并穿过密封盖805，密封盖805与下支撑杆804间装有密封圈807，下极板803固定在下支撑杆804上；四个测量钢球806沿下支撑杆804周向90度间隔安装在下支撑杆804顶端并抵在盲孔的高弹性材料7上；上支撑杆808和下支撑杆804表面涂油漆及防锈油；护管802用高强度隔热材料制成；所述测量钢球806由硬度、强度较高，耐高温耐腐蚀的钨钢制成。

如图4所示，所述数据控制处理中心10预设好板形厚度初始值h0和临界温度t0。根据检测装置8反馈的电容值计算两极板间距离变化量，并计算出板材厚度；将温度传感器2反馈的温度与临界温度t0比较，控制入水管阀门的关闭及流量。

本发明的具体使用过程为：数据处理控制中心10预先设定好板材的初始值h0和工作临界温度t0，电容初始显示值为c0为0。轧制所得的板材压靠在本发明的外辊上，由板材与外辊间的静摩擦力带动外辊转动。由于板材表面凹凸不平，因此板材的纵向厚度差通过测量钢球806在高弹性材料7上滚动而改变上极板801与下极板803的间距，并将所测得的电容值反馈给数据处理控制中心，计算机根据公式△h＝εa/c计算得出两极板间距离变化量即板材厚度变化量，并由此得出板材厚度h＝h0-△h，并绘制出板材厚度与横向位置的关系图。冷却液经进水管101进入进出水装置1，从出水筛网孔103流出进入主辊体内部降温，再经入水筛网孔103、出水管101流出。冷却液得到循环利用。本发明工作时，温度传感器2实时测量工作时的温度并反馈到数据处理控制中心10，并由控制中心据反馈温度控制冷却液阀口关闭及流量。

本领域的技术人员应理解，本发明的具体实施方式仅用于解释本发明的原理，而并不限制本发明。凡是依据本发明中的设计精神所做出的等效变化或修饰，均应落入本发明的保护范围。