一种台式森吉米尔轧辊辊形及辊温测量仪

1.本发明涉及轧辊测量技术领域，特别是涉及一种台式森吉米尔轧辊辊形及辊温测量仪。


背景技术：

2.钢铁是我国国民经济中重要的工程材料，而板带材又在钢铁产品中占据重要地位，板形作为板带产品的重要质量指标之一，直接影响板带产品的成材率和后续深加工产品的质量及深加工的顺利进行。对板形质量影响最直接的因素是轧机轧辊的辊形，所以轧辊辊形的准确性对板带钢的生产起着至关重要的作用。森吉米尔轧机相对于普通的四辊轧机、六辊轧机而言，可以轧制出更薄、精度更高的板带产品，与此同时，森吉米尔轧机在结构上也更复杂，轧辊辊径也远小于普通轧辊。目前传统测量轧辊辊形的方法为人工测量，对操作者技能要求较高；马鞍架测量仪操作复杂，且森吉米尔轧机辊径远低于马鞍架测量仪的量程。因此，钢铁行业迫切需要一种可用于测量小辊径的辊形及辊温测量仪，提高轧辊辊形测量的便捷性和准确性。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种台式森吉米尔轧辊辊形及辊温测量仪，以解决上述现有技术存在的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种台式森吉米尔轧辊辊形及辊温测量仪，包括设置在底座上方的动力部，所述动力部传动连接有传动部，所述传动部传动连接有测量部；
5.所述传动部包括设置在所述底座两侧的丝杠，两所述丝杠对称且平行设置，两所述丝杠之间传动连接，任一所述丝杠与所述传动部传动连接，两所述丝杠之间设置有支撑部，所述支撑部的上方放置有森吉米尔轧辊；
6.所述测量部包括与所述丝杠传动连接的测量机构，两所述测量机构对称设置且同步运动，两所述测量机构分别位于所述森吉米尔轧辊两侧。
7.优选的，所述丝杠的外侧壁上螺纹连接有第一滑块，所述第一滑块的底壁上滑动连接有滑轨，所述滑轨固定安装在所述底座的顶面上，所述测量机构固定安装在所述第一滑块的顶面上，所述第一滑块的侧壁上固定安装有计量部，所述计量部与所述滑轨的侧壁摩擦接触。
8.优选的，所述测量机构包括固定安装在所述第一滑块顶面的水平标尺，所述水平标尺上滑动连接有第二滑块，所述第二滑块的顶面上固定安装有竖直标尺，所述竖直标尺上滑动连接有第三滑块，所述第三滑块上固定安装有温度传感器和距离传感器。
9.优选的，所述丝杠通过轴承座转动连接在所述底座的顶面上，所述丝杠的一端伸出所述轴承座固接有带轮，两所述带轮的外侧壁上套设有同步带，两所述带轮之间设置有张紧轮；
10.所述底座的顶面上固定安装有支架，所述支架的侧壁上开设有滑槽，所述张紧轮固定安装在所述滑槽内，所述张紧轮与所述同步带滑动接触。
11.优选的，所述动力部包括伺服电机，所述伺服电机固定安装在所述底座的顶面上，所述伺服电机的输出轴通过联轴器连接在任一所述丝杠的端部。
12.优选的，所述支撑部包括固定安装在所述底座顶面的固定支撑块与滑动连接在所述底座上方的移动支撑块，所述移动支撑块的底端固接有第四滑块，所述第四滑块滑动连接在支撑块导轨上，所述支撑块导轨固定安装在所述底座的顶面上。
13.优选的，所述计量部包括固定安装在所述第一滑块侧壁上的编码器，所述编码器的转轴上固定安装有计米轮，所述计米轮的侧壁与所述滑轨的侧壁摩擦接触。
14.优选的，所述伺服电机位于所述丝杠远离所述带轮的一端，所述滑轨的侧壁上固接有限位开关，所述限位开关位于所述滑轨靠近所述伺服电机的一端，所述限位开关与所述伺服电机电性连接。
15.优选的，所述固定支撑块与所述移动支撑块的顶面上均开设有v型槽，两所述v型槽的中心线位于同一直线上，所述森吉米尔轧辊的两端分别放置在两v型槽内。
16.本发明公开了以下技术效果：
17.本发明中，支撑部位于两丝杠之间，森吉米尔轧辊放置在支撑部上，森吉米尔轧辊的轴线与两丝杠的轴线平行，丝杠上滑动连接有测量机构，两测量机构对称设置且同步运动，两测量机构之间形成和差补偿，能够有效提升检测精度；
18.同时，本发明中两测量机构平行设置，且位于待测量轧辊的两侧，能够对小直径的森吉米尔轧辊进行测量，填补了现有技术中轧辊辊形检测设备无法仅通过等比例缩小尺寸实现对小直径轧辊的精确检测的空缺。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明台式森吉米尔轧辊辊形及辊温测量仪的整体结构示意图；
21.图2为图1中a处的局部放大图；
22.图3为图1中b处的局部放大图；
23.图4为本发明实施例2的结构示意图；
24.其中，1、底座；2、丝杠；3、第一滑块；4、滑轨；5、水平标尺；6、第二滑块；7、竖直标尺；8、第三滑块；9、温度传感器；10、距离传感器；11、轴承座；12、带轮；13、同步带；14、张紧轮；15、支架；16、伺服电机；17、固定支撑块；18、移动支撑块；19、第四滑块；20、支撑块导轨；21、编码器；22、计米轮；23、限位开关；24、水平导轨；25、竖直导轨；26、水平电机；27、竖直电机。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
27.实施例1
28.参照图1-3，本发明提供一种台式森吉米尔轧辊辊形及辊温测量仪，包括设置在底座1上方的动力部，动力部传动连接有传动部，传动部传动连接有测量部；
29.传动部包括设置在底座1两侧的丝杠2，两丝杠2对称且平行设置，两丝杠2之间传动连接，任一丝杠2与传动部传动连接，两丝杠2之间设置有支撑部，支撑部的上方放置有森吉米尔轧辊；
30.测量部包括与丝杠2传动连接的测量机构，两测量机构对称设置且同步运动，两所述测量机构分别位于所述森吉米尔轧辊两侧。
31.本发明中，底座1为光学平板，丝杠2设置在底座1上，支撑部设置在两丝杠2之间，森吉米尔轧辊放置在支撑部上，动力部驱动任一丝杠2转动，任一丝杠2带动另一丝杠2转动，两丝杠2同步转动带动两测量机构沿丝杠2同步运动，从而对森吉米尔轧辊的辊形及辊温进行测量。
32.进一步优化方案，丝杠2的外侧壁上螺纹连接有第一滑块3，第一滑块3的底壁上滑动连接有滑轨4，滑轨4固定安装在底座1的顶面上，测量机构固定安装在第一滑块3的顶面上，第一滑块3的侧壁上固定安装有计量部，计量部与滑轨4的侧壁摩擦接触。本装置中，通过丝杠2带动第一滑块3运动，进而带动测量机构运动，从而对森吉米尔轧辊的辊温及辊形进行测量，第一滑块3的侧壁设置有计量部，上位机通过动力部设定测量机构的行进距离，通过计量部监测测量机构的行进距离并将之回馈给上位机，计量部返回的行进距离与动力部的设定值形成闭环，保证检测的准确性。上位机优选为plc控制器。
33.进一步优化方案，测量机构包括固定安装在第一滑块3顶面的水平标尺5，水平标尺5上滑动连接有第二滑块6，第二滑块6的顶面上固定安装有竖直标尺7，竖直标尺7上滑动连接有第三滑块8，第三滑块8的上固定安装有温度传感器9和距离传感器10。其中，第二滑块6上开设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有螺钉，螺钉的一端与水平标尺5抵接，第三滑块8与第二滑块6结构相同。
34.本装置中，水平标尺5水平设置，且水平标尺5的轴线垂直于森吉米尔轧辊的轴线；竖直标尺7竖直设置；水平标尺5为测量机构提供垂直于森吉米尔轧辊方向的自由度，竖直标尺7为测量机构提供竖直方向的自由度，使得本装置可以通过水平标尺5以及竖直标尺7调节测量机构的位置，方便本装置测量不同直径的轧辊。温度传感器9和距离传感器10的测量端均正对森吉米尔轧辊且与森吉米尔轧辊的轴线位于同一水平面上，使得本装置对于轧辊辊形的测量更为准确。本装置中，第二滑块6与水平标尺5之间、第三滑块8与竖直标尺7之间均存在摩擦力，避免第二滑块6以及第三滑块8在不受外力作用的前提下，随自身重力移动，导致本装置测量不准确。本装置中，温度传感器9优选为红外温度传感器，距离传感器10优选为高精度激光位移传感器。
35.进一步优化方案，丝杠2通过轴承座11转动连接在底座1的顶面上，丝杠2的一端伸
出轴承座11固接有带轮12，两带轮12的外侧壁上套设有同步带13，两带轮12之间设置有张紧轮14；
36.底座1的顶面上固定安装有支架15，支架15的侧壁上开设有滑槽，张紧轮14固定安装在滑槽内，张紧轮14与同步带13滑动接触。
37.任一丝杠2转动带动带轮12转动，带轮12通过同步带13带动另一带轮12转动，从而带动另一丝杠2转动，两根丝杠2同步转动，进而带动两第一滑块3沿两丝杠2同步移动；张紧轮14通过螺栓固定安装在滑槽内，松动螺栓后张紧轮14可以在滑槽内滑动，实现对同步带的张紧或者放松，将同步带13调节至需要的松紧度后，拧紧螺栓将张紧轮14固定即可。
38.进一步优化方案，动力部包括伺服电机16，伺服电机16固定安装在底座1的顶面上，伺服电机16的输出轴通过联轴器连接在任一丝杠2的端部。
39.进一步优化方案，支撑部包括固定安装在底座1顶面的固定支撑块17与滑动连接在底座1上方的移动支撑块18，移动支撑块18的底端固接有第四滑块19，第四滑块19滑动连接在支撑块导轨20上，支撑块导轨20固定安装在底座1的顶面上。
40.移动支撑块18固定在第四滑块19上方，第四滑块19滑动连接在支撑块导轨20上，通过移动支撑块导轨20的位置，使得支撑部可以放置不同长度的森吉米尔轧辊，使得本装置可以测量不同规格的轧辊。
41.进一步优化方案，计量部包括固定安装在第一滑块3侧壁上的编码器21，编码器21的转轴上固定安装有计米轮22，计米轮22的侧壁与滑轨4的侧壁摩擦接触。
42.本装置中，编码器21、温度传感器9、距离传感器10均电性连接有上位机，距离传感器10和温度传感器9将测得的数据实时传回上位机，上位机根据位置几何关系，通过两个激光位移传感器间的距离减去各自测得的距离，即可得到带温轧辊的直径，再根据红外温度传感器测得的温度，引入线胀系数耦合计算，可得到轧辊常温下的辊形。
43.进一步优化方案，伺服电机16位于丝杠2远离带轮12的一端，滑轨4的侧壁上固接有限位开关23，限位开关23位于滑轨4靠近伺服电机16的一端，限位开关23与伺服电机16电性连接。限位开关23用于确定第一滑块3的零点位置。
44.进一步优化方案，固定支撑块17与移动支撑块18的顶面上均开设有v型槽，两v型槽的中心线位于同一直线上，所述森吉米尔轧辊的两端分别放置在两v型槽内。
45.本装置中，两个v型槽夹角均为106.26
°
，v型槽任一面与轧辊辊颈的直径，以及轧辊轴线到v型槽最低点的距离，形成直角三角形，且满足轧辊轴线到v型槽最低点的距离是轧辊辊颈的直径的1.25倍。水平标尺刻度为实际长度，竖直标尺刻度为1.25倍换算刻度。当水平标尺和竖直标尺均处于0位时，传感器的最佳测量域与v型槽底部槽线重合。放入轧辊后，将水平标尺和竖直标尺均移动到辊颈直径对应刻度线，即可实现传感器最佳测量域与轧辊轴线处于同一水平面且与轧辊表面对正。同时，v型槽可以使轧辊放置的更加稳定，不易晃动影响监测结果。
46.使用时，工作人员首先调整移动移动支撑块18的位置，然后将森吉米尔轧辊放置在移动支撑块18与固定支撑块17之间，将距离传感器10与温度传感器9全部归零，调节第二滑块6和第三滑块8的位置，使温度传感器9和距离传感器10正对轧辊的轴线，同时保证距离传感器10与森吉米尔轧辊侧壁之间的距离为距离传感器10量程的一半，根据轧辊得长度通过上位机设定滑块位移距离实现对轧辊的检测。距离传感器10与温度传感器9将测得的数
据实时传回上位机，上位机根据位置几何关系，通过两个激光位移传感器间的距离减去各自测得的距离，即可得到带温轧辊的直径，再根据红外温度传感器测得的温度，引入线胀系数耦合计算，可得到轧辊常温下的辊形。
47.实施例2
48.参照图4，与实施例1的不同之处在于，本实施例中将水平标尺5替换为水平导轨24，竖直标尺7替换为竖直导轨25，水平导轨24上滑动连接有第二滑块6，竖直导轨25固定安装在第二滑块6的顶端，竖直导轨25上滑动连接有第三滑块8，第三滑块8上固定安装有温度传感器9和距离传感器10；
49.两水平导轨24相背的一端均固接有水平电机26，水平电机26的输出轴上固接有水平螺杆，水平螺杆与第二滑块6螺纹连接，水平导轨24靠近水平电机26的一端固接有限位开关；限位开关可以提供滑块运行的零点并对装置进行保护。
50.竖直导轨25的顶端固定安装有竖直电机27，竖直电机27的输出轴上固接有竖直螺杆，竖直螺杆与第三滑块8螺纹连接。竖直导轨25靠近竖直电机27的一端固接有限位开关。限位开关提供第三滑块8的运行零点。使用时，水平和竖直直线模组中的滑块会自动回到零位，在根据输入的辊颈直径计算出轧辊轴线的位置并自动对准。
51.如此设置，通过上位机输入参数即可通过水平电机26以及竖直电机27对传感器的位置进行调整，避免了人工对准轧辊轴线时的操作误差；水平螺杆与竖直螺杆的传动精度为0.05mm，相较于传统标尺精度大幅度提高，通过上位机输入参数驱动电机调整传感器位置，实现全设备的电气化，降低操作的难度和学习成本。
52.本装置还提供现有主流辊形的基础数据库，通过位移传感器和温度传感器采集的数据，经过滤波和耦合计算后，可与数据库内模型进行对比校验，实现辊形缺陷的快速查找和分析，并可将采集的数据上传到作为经验数据库，以供后续辊形数据采集对比。
53.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
54.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。