专利名称：磁弹变压器式冷轧带材板形仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种自动检测金属板带材平直度的仪器，适用于各种冷轧板带钢和冷轧有色金属板带材平直度的在线检测。
各种冷轧板带材的平直度——板形是评价其品质的一个重要指标，直接影响板带材的使用性能。随着其它工业部门生产的发展，对板带板形的要求也日趋严格。比如，对各种小矫车的外覆盖件来说，所用钢板的板形必须符合要求，否则是加工不出合格的零件乃至无法进行成型加工。为了得到板形良好的板带材，必须在轧制生产时对板带材的板形予以控制，要控制板形，首先必须对板形进行在线检测，然后根据检测结果和板形精度要求来调整轧机。生产出板形符合要求的板带材。于是，具有检测精度高，适应性强，结构简单，安装方便，易于维护和对带钢不造成损伤等特点的板形检测仪(以下简称板形仪)就成了冷轧板带材生产必不可少的重要装备。由此，出现了各种板形仪，其中，加拿大铝公司(ALCA)研制出了压头测压组合辊式板形仪。这种板形仪的工作原理是通过测量轧机和卷曲机之间带材内部张力沿带钢宽度的分布来测量带材板形。其依据是带钢之所以产生板形缺陷，是由于轧制时产生的带钢延伸沿板宽分布不均匀导致张力分布不均匀。这种板形仪的板形检测装置采用分割辊的结构形式，即检测辊由若干个独立的辊片串接装配在一起而成。每个独立的辊片沿周向均布四个压力传感器，辊片外面套装经过淬火的钢环，这样，每个辊片就可以独立地测出相应部分带材对该辊的正压力，将所有辊片测得的正压力信号进行处理，即得张力沿板宽的分布，在显示器上显示出来，即得板形情况，这种板形仪由于其检测辊是由若干独立的辊片串接装配而成，因而刚度低，在大的轧制张力条件下不适用。
英国洛威——罗伯逊(Loewy-Robertson)工程公司研制了称为Vidimon的板形仪。该板形仪又称空气轴承式板形仪，其检测辊的中心是一根轴，外面套着辊套。在轴与轴套之间留有一定间隙，间隙里充以高压空气，张力变化引起间隙变化，使气体的压力产生变化，以此检测出带材的轧制张力分布，即板形。但这种板形仪对工作环境的要求极为苛刻，需要特别清洁的空气，否则检测辊的空气通道被堵塞而不能工作，这在一般的轧钢厂中是难以实现的。因而这种板形仪的应用受到很大的限制，仅适用于高洁车间中的精密箔带材的生产。
上述两种板形仪均属接触式板形仪，非接触式板形仪的板形检测装置与带材不接触。
由申请号8610203中国专利公开的“非接触式冷轧带材板形仪”，是根据当带钢内应力分布不均匀时，若受到外界振源激振后，产生振动的频率、振幅等都不同，可由此来判定带钢的板形状况。这种方法与轧制现场工人常用木棒敲击带钢来判断板形的情况相类似。
本实用新型的目的在于提供一种磁弹变压器式冷轧带材板形仪，该板形仪具有刚度大、检测精度高，抗干扰能力强等优点，适用于各种张力状态下的轧制。
这种磁弹变压器式冷轧带材板形仪，包括检测辊1、湿式滑环集流装置2、同步信号器4、采样控制板5、磁弹变压器式压头13等组成，其特征在于检测辊1的辊身12是整体空心园柱结构，其外表面沿轴线方向对称地加工两条长槽，长槽中成组对称的安装磁弹变压器式压头13，两个轴颈11、16与辊身12可以做成一体的，也可以做成装配式的，其中轴颈16有引线孔，在安装了磁弹变压器式压头13的辊身12的外表面，套装了若干个保护钢环14、每个保护钢环14恰好套装在位于各条长槽中同路的一组磁弹变压器式压头13上，保护钢环14的数目与沿辊身轴向安置的磁弹变压器式压头13的组数一致，保护钢环14间留有适当的间隙，保护钢环14与辊身12和磁弹变压器式压头13之间为过盈配合，其外径尺寸都相同；同一保护钢环14下对称布置在长槽中两个磁弹变压器式压头13的性能相近，其输出方式均为差动式输出，即将同一组压头的原边绕组1 9串联相接，副边绕组21反相位串联相接；磁弹变压器式压头13是由硅钢片叠制成的带有原边绕组19和副边绕组21的变压器，原边绕组19和副边绕组21按1∶1的匝比绕制，硅钢片铁芯18由40～50片，厚0.2～0.5mm的硅钢片组成，它立式放置在传压垫17和底座20的槽中，并且用树脂胶粘固在一起，磁弹变压器式压头13及其引出导线与辊身之间用树脂胶整体灌注密封，以保证相互之间可靠电绝缘，在运行中，为使滑环式集流环和电刷不断地被冷却和清洗，将它们置于冷却清洗剂浴中。
本实用新型提出的磁弹变压器式冷轧带材板形仪采用了整体辊身式板形检测辊，以磁弹变压器式压头为压力传感器。在整体辊身外圆周上对称地制有两条与轴线平行的长槽，磁弹变压器式压头成组地固定在槽中，压头外面套装有与压头组数相应的保护钢环14。整个检测辊支承在轴承上，在带钢压力带动下与带钢同步旋转，从而可对板形状况进行连续检测。磁弹变压器式压头接成差动输出电路，将检测到的板形信号经过湿式集流装置输出。输出的板形信号经过处理及放大电路衰减掉无用的频率分量后送计算机处理，然后显示或送给控制系统。
本实用型由于采用了整体辊身式板形检测辊，刚度高，因此检测信号不受检测辊弯曲变形的影响，适合于各种张力状态轧制。同时，由于采用了磁弹变压器式压力传感器和差动输出方式，因而检测精度高、电路简单、抗干扰能力强。湿式集流装置可长期稳定工作，维护方便。由于是接触式直接检测，避免了间接检测误差较大以及环境因素产生的干扰，因此这种板形仪特别适用于一般轧制现场条件下的实际应用。
附图及实施例
图1是磁弹变压器式冷轧带材板形仪示意图。
图2是板形检测辊安装位置示意图。
图3是板形检测辊的结构简图。
图4是磁弹变压器式压力传感器结构简图。
图5是单路差动输出式板形检测电路原理图。
附
图1是本实用型公开的磁弹变压器式冷轧带材板形仪(见
图1)由板形检测测辊1、湿式滑环集流装置2、低通滤波放大器3、同步信号器4、采样控制板5、计算机6和显示器7组成。板形检测辊1安装在轧机和卷取机之间的位置上(见图2)、9为轧机、8为带材、1是板形检测辊、10是卷取机，板形检测辊将检测到的带材板形信号通过湿式滑环集流装置2取出，送给低通滤波放大器3，低通滤波放大器3将各路板形信号分别处理放大，变成适合计算机采集的电压信号供给采样控制板5。采样控制板5通过同步信号器4同步跟随采集各路板形信号送给计算机6进行运算处理。处理后的板形信号送给显示屏7进行板形显示，亦可同时供给板形自动控制系统。在磁弹变压器式冷轧带材板形仪中，关键部件是板形检测辊1，本实用新型的板形检测辊采取了独特的结构形式，保证了板形检测辊既有足够的刚度以适应任何张力状态的轧制，又能适应轧制生产线的恶劣环境，有很强的抗干扰能力。其具体结构是(见图3)两个支承轴颈11、16和空心园柱形辊身12用过盈配合的方法牢固地装配在一起，并使它们保持同心。在辊身12的外表面上对称地加工两条轴向长槽，压力传感器——磁弹变压器式压头13成组地固定在长槽里，磁弹变压器式压头13及其引出导线与辊身12之间要求可靠的绝缘，因此采用了热固性耐高温树脂进行整体灌注密封，可保证板形检测辊在工作温度超过200℃时仍能正常工作。在磁弹变压器式压头13外面，以过盈配合，套装了数目与沿辊身轴向安装的磁弹变压器式压头的组数相等的保护钢环14，且每个保护钢环14都恰好遮盖住沿圆周方向同路的一组磁弹变压器式压头13。各保护钢环14间留有适当间隙以免信号互相干扰，所有保护环14的外径相同。硅钢片铁芯18由40片厚0.3mm的硅钢片立着叠成并用树脂牢固地粘在传压垫17和底座20的槽里(见图4)，使传压垫17、铁芯18和底座20成为一个刚性整体，整个压头通过底座20的4个孔用螺栓固定在辊身的轴向长槽里。铁芯18的原、副边绕组用耐高温导线以1∶1的匝比绕制。当传压垫17外面的保护钢环受到带钢的压力时，将压力传给硅钢片铁芯，硅钢片受力，其晶格组织发生弹性变形，使得导磁率发生变化，从而使副边的输出发生变化，于是当带材对板形检测辊的压力(亦即反映张力分布)不同时，就得到不同的板形信号，这样的板形信号沿轧材的宽度设有若干路。图5所示的是其中任一路信号的检测原理，13是磁弹变压器式压头，2是湿式滑环集流装置，将滑环式集流环和电刷放置在可起冷却和清洗作用的冷却清洗剂浴中。这样，可保证集流环长期稳定的工作，维护工作大大减少。其余为信号处理与放大电路，亦即低通滤波放大器。本实用新型的磁弹变压器式压头的信号输出方式，采用差动式输出，即将同一护环下对称布置的性能相近的两个磁弹变压器式压头的原边串联相接，副边反相位串联相接。因此磁弹变压器式压头对压力信号检测的灵敏度大大提高，且电路简单，抗干扰性能强。Vo为500-2000Hz的载波，功率大小由检测电路数目决定。磁弹变压器式压头13检测的信号，经集流装置传输给信号处理与放大电路。信号处理与放大电路的主要功能是衰减掉无用的500-2000Hz的频率分量，放大所需要的与轧制速度同步的工作频率分量(比如10-30Hz)，同时对各路压头灵敏度不一致性进行补偿。
权利要求1.一种磁弹变压器式冷轧带材板形仪，包括检测辊1、湿式滑环集流装置2、低通滤波放大器3、同步信号器4、采样控制板5、计算机6和显示器7等组成，其特征在于检测辊1的辊身12为空心园柱结构，其外表面沿轴线方向对称地加工两条长槽，长槽中成组对称地安装磁弹变压器式压头13，两个轴颈11、16与辊身12可以制成一体，也可以制成装配式的，其中轴颈16有引线孔，在安装磁弹变压器式压头13的辊身外表面，套装了若干个钢制护环14。
2.根据权利要求1所述的板形仪，其特点在于每个钢制护环14恰好套装在位于两条长槽中同路的一组磁弹变压器式压头13上，钢制护环14的数目与沿辊身12轴向安置的磁弹变压器式压头的数目相一致，钢制护环14之间留有适当的间隙，钢制护环14与辊身12和磁弹变压器式压头13之间为过盈配合，所有钢制护环14的外径尺寸都相同。
3.根据权利要求1所述的板形仪，其特征在于同一钢制护环14下对称布置在长槽中的两个磁弹变压器式压头13的性能相近，其输出方式为差动式输出，即将同一组压头的原边绕组19串联相接，副边绕组21反相位串联相接。
4.根据权利要求1所述的板形仪，其特征在于磁弹变压器式压头13是由硅钢片叠制成的带有原边绕组19和副边绕组21的变压器，原边绕组19和副边绕组21按1∶1的匝比绕制，硅钢片铁芯18由40-50片，厚0.2-0.5mm的硅钢片组成。
5.根据权利要求1、4所述的板形仪，其特征在于硅钢片铁芯18立式放置在传压垫17和底座20的槽中，并用树脂胶粘固在一起，磁弹变压器式压头13及其引出导线与辊身12之间用树脂胶整体灌注密封，以保证相互之间可靠的电绝缘。
6.根据权利要求1所述的板形仪，其特征在于可将滑环式集流环和电刷置于冷却清洗剂浴中。
专利摘要一种自动检测金属板带材平直度的磁弹变压器式冷轧带材板形仪,其包括检测辊1、湿式滑环集流装置2、低通滤波放大器3、同步信号器4、采样控制板5、计算机6和显示器7组成,其主要特征是:检测辊1的辊身12为空心圆柱结构,其外表面沿轴线方向对称地加工两条长槽,长槽中成组对称地安装磁弹变压器式压头13。该板形仪具有刚度大、检测精度高,抗干扰能力强,易于安装维护等优点。
文档编号B21B38/00GK2284109SQ9521388
公开日1998年6月17日 申请日期1995年6月14日 优先权日1995年6月14日
发明者胡国栋, 胡友, 李惠光, 华仲新, 王 琦, 于炳强, 潘俊, 赖明道 申请人:东北重型机械学院