专利名称：一种动态板形检测辊的制作方法
技术领域：
本实用新型属于板带材平直度检测技术，特别是一种在线检测板带材平直度的接触式分段检测辊。
国外ABB公司采用的原ASEA动态板形组合检测辊，由压磁测力元件、分割辊、滑环、光电装置组成。分割辊直径313毫米，可安装25-52个测量环，测量环宽52毫米，测量辊装有滚柱轴承，轴端装有28-55通道的滑环装置和光电装置。每个检测环外面套上经过淬火的钢环，在辊环内钢芯上沿其母线刻四个凹槽，槽内安装检测元件，检测元件为经过改进的磁弹性测压传感器，每个检测环安装四个检测元件，位于相对圆心对称位置上的两个检测元件是一对，其中一个位于上部时，另一个恰好位于下部，这样可以补偿套环辊子的重量及外部磁场的干扰。
英国DAVY公司的Vidimon检测辊，它由固定轴、一组转动辊环、空气入口、内置静压转换器的油密封的端头箱及信号输出端组成。检测辊的中心是一根固定轴，外面是一排辊环，在轴承中和辊环之间通以高压空气，辊环可以自由的在轴上转动，形成空气轴承。在固定轴内装有压力传感器，当金属带对辊环的压力改变时，轴承内空气层的压力也变化，这种压力变化由检测元件静压转换器测出，经处理可以给出张应力沿宽向的分布。
中国专利“无滑环分段检测辊”(ZL 93 2 11857.7)，其检测辊主要由支架、空心固定轴、游动外套环组、固定空心轴与轴承固定内衬套间安装的测力元件、锁紧件、密封垫及由空心轴引出的输入输出线路组成。其压力传感器是普通压力传感器。
上述三种板形检测辊的检测环尺寸受磁弹性测压元件尺寸的限制，通常宽度在48-52毫米，测量点位少；并且当辊面磨损以后易划伤带材表面；制造成本高。
本实用新型的目的是提供一种动态板形检测辊，它测量点位多，适用范围广；并且当辊面磨损以后也不划伤带材表面；制造成本低。
本实用新型的技术方案是设计一种动态板形检测辊，它包括固定轴、轴承、轴承金属套筒、测力元件、检测环、信号引出线及滑环箱、光电检测器、辊端保护片组成，其特征是所述的测力元件是上下外表面附有金属镀层的导电橡胶；在检测辊外套有柔性耐磨套筒。
所述的导电橡胶也可以是导电塑料，或其它非金属导电弹性材料；导电橡胶和金属镀层外包有绝缘层。
所述的检测环可以是绝缘橡胶环连接导电橡胶构成，其宽度可选择在15-120毫米之间，检测环沿固定轴的轴向依次排列，每个检测环中安装一个测力元件，各个检测环中测力元件的中心位置逆检测辊旋转方向依次滞后错动一固定角度，该角度值为360/n度，n为检测环的总数。
所述的滑环箱里只有三个滑环，其中一个滑环电连接固定电压信号，一个滑环连接公共地，一个滑环电连接检测信号。
所述的光电检测器的光源，连接在第一个检测环测力元件中心部位，以锁定第一个检测环测力元件开始接受采样的位置，在检测辊中每个采样周期都以此为起点，用以区分开各检测环的采样信号。
所述的柔性耐磨套筒，可以是耐磨橡胶套筒。
本实用新型的特点是1、由于本实用新型的测力元件采用导电橡胶，所以检测环宽度可小于35毫米，检测环数目可以增加，故可使所测带材的分布张力的识别范围增强，并可免去边部补偿，也可使板形直方图的点位增加，故检测范围大，特别适合于较薄的冷轧带材或造纸机的板形检测。
2、由于在检测辊外套有柔性耐磨套筒，这样既使柔性耐磨套筒磨损也不会划伤带材表面。
3、由于测环中每个环仅安装一个测力元件，且各个环中检测元件的位置逆检测辊旋转方向依次滞后错动一固定角度，其值为360/n度，n为检测环的总数。所以仅锁定第一个检测环上测力元件开始接受采样的位置，每个采样周期都从这里为起点，就能保证所采信号能按环位对号入坐。滑环箱只有三个滑环，其中一个滑环电连接固定电压信号，一个滑环连接公共地，一个滑环电连接检测信，故结构简单成本低。
4、本实用新型的特殊之处在于作为测力元件的导电橡胶(或导电塑料)在给定直流电压下导电性能与位移形成可用数学模型准确描述的函数关系。
5、本实用新型与前述三种对比文件的动态板形检测辊不同之处是采用的测力元件不同；测力元件的信号引出、采集、处理方法不同；测力元件的安装位置方法不同，所以测量范围不同，测量精度不同，成本不同，使用寿命不同。
下面结合实施例附图对本实用新型作进一步说明。
图1是实施例1的结构示意图。
图2是实施例1导电橡胶电路原理图。
图3是实施例1A-A剖面示意图。
图4是实施例2测力元件安装位置示意图。
图中1．固定轴；2．滚针轴承；3．绝缘橡胶；4．耐磨橡胶套筒；5．导电橡胶；6．滑环箱；7．带材；8．光电检测器；9．辊端保护片；10．金属套筒。
如图所示运动中的带材7通过轧机与卷取机间的张力作用于该检测辊表面，由于板带的板形常常有波浪缺陷，各接触点上的受力不均匀，该检测辊各部分受力后的变形必然有差异，此差异可由沿固定轴1的轴向依次排列布置的每个检测环中的测力元件导电橡胶5测出，检测环是由绝缘橡胶环连接导电橡胶5构成，在检测辊两端有滚针轴承2，两个滚针轴承2外套有金属套筒10，金属套筒10上套有检测环，检测环安装在耐磨橡胶套筒4与金属套筒10之间，滚针轴承2和光电检测器8安装在固定轴1上，在金属套筒10的两端安装辊端保护片9，导电橡胶5上下有接线金属镀层，周围用绝缘橡胶3保护，形成检测环片，由于导电橡胶5(或导电塑料)两端加有恒定直流电压，并且它的输出电流与位移、变形有确定的函数关系，故可以用这-输出电流描述此受力差异。图中滑环箱6里有三个滑环，其中一个用于引入固定电压信号，一个是公共地，一个用于引出检测电流信号。该电流信号经转换，可与各点的张力或金属材料的延伸相对应。
如图2所示是导电橡胶5的接线电路原理图，当有力作用时，导电橡胶5的电阻值变小，此时就会有相应的电流变化输出，在电路中接有恒压直流电源，因此输出电流与导电橡胶5(或导电塑料)的受力变形有确定的函数关系。
实施例1如图1和图3所示在350毫米铝带冷轧机上，轧制250毫米宽的铝带材，动态板形检测辊直径150毫米，采用4个带导电橡胶的检测环，检测环沿固定轴1的轴向依次排列，检测环中测力元件的中心位置逆检测辊旋转方向依次错位90度，每个检测环宽度31毫米，每个导电橡胶测力元件长30毫米，各环中作为测力元件的导电橡胶之性能基本一致。
图4是实施例2，它采用了8个带导电橡胶的检测环，检测环中测力元件的中心位置逆检测辊旋转方向依次错位45度，其它结构与实施例1基本相同，A方向为各检测环测力元件的错位方向，B方向为检测辊的旋转方向，光电检测器8锁定第一个检测环上测力元件开始接受采样的位置，每个采样周期都从这里为起点，信号采集系统每转过45度依次在每个环上连续采三个样，一个周期采24个样，轧制速度为10米/秒，检测辊每秒钟转动21.22转，每0.047秒为一个采样周期。
权利要求1.一种动态板形检测辊，它包括固定轴、轴承、轴承金属套筒、测力元件、检测环、信号引出线及滑环箱、光电检测器、辊端保护片组成，其特征是所述的测力元件是上下外表面附有金属镀层的导电橡胶；在检测辊外套有柔性耐磨套筒。
2.根据权利要求1所述的一种动态板形检测辊，其特征是所述的导电橡胶也可以是导电塑料，或其它非金属导电弹性材料；导电橡胶和金属镀层外包有绝缘层。
3．根据权利要求1所述的一种动态板形检测辊，其特征是所述的检测环可以是绝缘橡胶环连接导电橡胶构成，其宽度可选择在15-120毫米之间，检测环沿固定轴的轴向依次排列，每个检测环中安装一个测力元件，各个检测环中测力元件的中心位置逆检测辊旋转方向依次滞后错动一固定角度，该角度值为360/n度，n为检测环的总数。
4．根据权利要求1所述的一种动态板形检测辊，其特征是所述的滑环箱里只有三个滑环，其中一个滑环电连接固定电压信号，一个滑环连接公共地，一个滑环电连接检测信号。
5．根据权利要求1所述的一种动态板形检测辊，其特征是所述的光电检测器的光源，连接在第一个检测环测力元件中心部位，以锁定第一个检测环测力元件开始接受采样的位置，在检测辊中每个采样周期都以此为起点，用以区分开各检测环的采样信号。
6．根据权利要求1所述的一种动态板形检测辊，其特征是所述的柔性耐磨套筒，可以是耐磨橡胶套筒。
专利摘要本实用新型是在线检测板带材平直度的接触式分段检测辊。它包括固定轴、轴承、测力元件、检测环、信号线、滑环箱、光电检测器、辊端保护片组成，其特征是测力元件是上下外表面附有金属镀层的导电橡胶；在检测辊外套有柔性耐磨套筒。导电橡胶和金属镀层外包有绝缘层。每个检测环中安装一个测力元件，各检测环中测力元件的中心位置逆检测辊旋转方向依次滞后错动一固定角度。它测量点多，适用范围广；不划伤带材表面；制造成本低。
文档编号G01N3/00GK2447768SQ00226868
公开日2001年9月12日 申请日期2000年10月12日 优先权日2000年10月12日
发明者钟春生, 王振瑛, 兰滨 申请人:钟春生