一种密闭式轧制力测量传感器的保护装置的制作方法

本发明涉及轧钢自动化系统中传感器保护装置技术领域，具体涉及一种密闭式轧制力测量传感器的保护装置。

背景技术：

压头是轧钢自动化控制系统中不可缺少的轧制力的重要精密测量设备，对保护轧辊、保证系统控制精度和产品质量都起到十分重要的作用，因此压头必须得到有效的保护。

一直以来压头箱在设计上全部为开放式结构，而轧制环境下存在大量带有铁屑灰尘油水混合而成的污渍水汽，这些污渍水汽进入压头箱内部，再进入各承压拟合面的间隙，各拟合面存在的间隙主要由以下原因造成，1、承压板变形拟合面会产生间隙，2、抛钢瞬间的弹跳使拟合面出现间隙，3、各承压板的加工精度未达到压头的安装要求拟合面出现间隙。时间长了污渍水汽就会在间隙中形成一定厚度的污垢，污垢会使压头受到不良的负载分配造成局部过载压头损坏。因此这种开放式结构的压头箱对压头只起到一个力的传递作用而没有起到任何的保护作用。这在结构设计上存在严重的缺陷，而使压头损坏率非常高(如图15所示)。另外承压板材料一直以来主要使用42crmo优质钢，这种材料热处理后，其硬度值设计手册给出的hb286～hb321，但由于国内的基础热处理工艺水平较低，热处理后的承压板不能达到内外整体硬度均匀，一般最好的情况只能做到硬度小于hb250深度15mm以内，而且内外整体硬度不均匀。由于内外整体硬度不均匀而产生内应力，内应力会使承压板变形而导致力流传递分布不均，也会使压头受到不良的负载分配造成局部过载。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种密闭式轧制力测量传感器的保护装置，用以解决现有的开放式压头箱因力流结构和防护结构不合理而造成测量值不准确压头损坏率偏高，经常影响轧钢自动化正常生产。

为实现上述目的，本发明提供一种密闭式轧制力测量传感器的保护装置，所述密闭式轧制力测量传感器的保护装置包括上承压板、下承压板和围框，所述围框为一个闭合的框体，所述围框上端面的内边缘设置有一圈止口凸台，围绕所述止口凸台根部的四周设置有围框密封圈，所述围框的两个长边框的下端面各设置有至少两个螺栓盲孔，所述止口凸台两个长边的上端面各设置有至少两个螺栓盲孔，所述围框的一个长边框上设置有输出插头安装口，所述输出插头安装口内安装有用于密封输出插头安装口与压头输出插头之间间隙的密封组件，所述下承压板与所述围框的下端面的接触面上设置有一圈下承压板密封圈，将所述上承压板和下承压板分别通过螺栓盖合在围框的上部和下部形成一个密封的箱体，通过将压头放置该箱体内，从而对压头进行保护。

优选的，围绕所述止口凸台的根部设置有第一凹槽，所述围框密封圈安装在所述第一凹槽内。

优选的，所述下承压板为矩形板状结构，所述下承压板的中部设置有向上凸起的第一凸台，围绕所述第一凸台的根部设置有一圈闭合的第二凹槽，所述下承压板密封圈安装在所述第二凹槽内，靠近所述下承压板两个长边的边缘各设置有至少两个通孔，所述下承压板的两个长边与第一凸台的两个长边之间的下承压板上各设置有至少两个螺栓沉孔。

优选的，靠近所述第一凸台的两个长边的边缘各设置有一条排水槽。

优选的，所述上承压板为矩形板状结构，所述上承压板上表面的中部设置有向上凸起的第二凸台，所述上承压板下表面中部设置有向下凸起的第三凸台，所述第二凸台的长宽尺寸与所述压头承压面的长宽尺寸相同，所述第三凸台的长宽尺寸大于所述压头承压面的长宽尺寸，靠近所述上承压板下表面的四周边缘设置有一圈闭合的止口凹槽，所述止口凹槽的宽度与止口凸台的宽度匹配，沿着所述上承压板长度方向设置的两条止口凹槽内各设置有至少两个螺栓沉孔，所述上承压板通过螺栓沉孔内的螺栓密封组件安装在所述围框的上部。

优选的，所述螺栓密封组件包括绞制孔螺栓、弹簧、设置有内孔的垫片和设置有内孔的密封垫片，密封垫片的下表面和密封垫片内孔的边缘均设置有环形的密封槽，两个所述密封槽内分别安装有螺栓密封圈和垫片密封圈，所述弹簧、垫片、密封垫片依次从上至下套设在绞制孔螺栓上。

优选的，所述密封组件包括密封组件基座、设置有中心孔的第一密封橡胶板、设置有中心孔的第二密封橡胶板和环形压板，所述密封组件基座整体轮廓与所述输出插头安装口的形状匹配，所述密封组件基座的中部设置有贯穿口，所述密封组件基座固定安装在所述输出插头安装口内，所述第一密封橡胶板安装在所述密封组件基座的内表面，所述第二密封橡胶板安装在所述密封组件基座的贯穿口内，所述环形压板通过螺栓安装在所述密封组件基座的外表面。

优选的，所述上承压板和下承压板均为钢板制成，所述上承压板和下承压板的均匀硬度大于hb300。

优选的，所述上承压板和下承压板的屈服极限大于1000mpa。

本发明具有如下优点：

1、本发明的密闭式轧制力测量传感器的保护装置采用密闭式一体化紧凑型结构，可有效阻断污渍水汽进入压头盒内部，紧凑型结构占用空间小，便于轧机技术改造及改造后的安装。

2、本发明的各承压板使用的材料为内外整体硬度均匀hbw＝300以上，屈服极限达到1000mpa以上的免于二次热处理的优质硬化钢，确保承压板不变形或变形小。

3、本发明的上承压板的平行度平面度达到小于0.05mm的精度，可减小压头与各承压板拟合面的间隙，可使轧制力均匀分布在压头受力面上从而避免了不良的负载分配。

4、本发明的上承压板与围框连结使用带有弹性的螺栓密封组件，其作用是阻断污渍水汽自上灌入压头盒内部和施加预紧力，预紧力可有效的使压头承压面与各承压板承压面拟合紧密而不产生间隙。

5、本发明设计新颖一体化密闭式紧凑型结构简单，易于加工制造，易于轧机的改造，可长期使用，无需维护，可满足各种轧机改造的安装要求。

附图说明

图1为本发明密闭式轧制力测量传感器的保护装置的俯视结构示意图。

图2为图1中剖面线a-a处的剖面结构示意图。

图3为图1中剖面线b-b处的剖面结构示意图。

图4为图2中e处放大后的结构示意图。

图5为本发明围框的主视结构示意图。

图6为本发明下承压板的主视结构示意图。

图7为本发明密闭式轧制力测量传感器的保护装置的局部剖面结构示意图。

图8为本发明上承压板的俯视结构示意图。

图9为图8中剖面线b-b处的剖面结构示意图。

图10为图8中剖面线a-a处的剖面结构示意图。

图11为图9中c处放大后的结构示意图。

图12为图10中d处放大后的结构示意图。

图13为本发明密封组件的结构示意图。

图14为本发明密封组件的侧视剖面结构示意图。

图15为现有的轧制力测量传感器的保护装置的结构示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1、2、3、4、5所示，该密闭式轧制力测量传感器的保护装置包括上承压板3、下承压板1和围框2，围框2为一个闭合的矩形框体，围框2上端面的内边缘设置有一圈止口凸台23，止口凸台23的横截面为矩形，围绕止口凸台23的根部设置有一圈闭合的第一凹槽25，围框密封圈21安装在第一凹槽25内，围框密封圈21用于密封上承压板3的下表面与围框2的上端面之间的间隙，防止污渍水汽8进入箱体后形成一定厚度的污垢，造成压头6受到不良的负载分配局部过载而使压头6损坏。围框2的两个长边框的下端面各设置有至少两个螺栓盲孔22，止口凸台23两个长边的上端面也各设置有至少两个螺栓盲孔22，其中一个长边框中部设置有输出插头安装口24，输出插头安装口24呈u字形缺口，输出插头安装口24向上延伸至止口凸台23的上表面，输出插头安装口24内安装有密封组件4。将上承压板3和下承压板1分别通过螺栓盖合在围框2的上部和下部形成一个密封的箱体，通过将压头6放置该箱体内，从而对压头6进行保护。

如图6所示，下承压板1为具有一定厚度且内外均匀硬度大于hb300的矩形硬化钢板，下承压板1的屈服极限大于1000mpa。下承压板1的中部设置有向上凸起的第一凸台11，第一凸台11为矩形平台，第一凸台11的上表面作为下承压板1的上承压面，第一凸台11的长宽尺寸与围框2空芯部的长宽尺寸相同，保证围框2与下承压板1连接时，第一凸台11两个长边的侧表面与围框2两个长边的内表面紧密相贴，围绕第一凸台11的根部设置有一圈闭合的第二凹槽12，下承压板密封圈13安装在第二凹槽12内，通过围框2的下端面挤压下承压板密封圈13，可将围框2的下端面与下承压板1上表面之间的间隙进行密封。靠近下承压板1两个长边的边缘各设置有至少两个通孔14，通过通孔14内的螺栓可将下承压板1固定在轧机底座上。下承压板1的两个长边与第一凸台11的两个长边之间的下承压板1上各设置有至少两个螺栓沉孔15。螺栓沉孔15的数量和位置与围框2的两个长边框下端面的盲孔数量和位置一一对应，通过螺栓沉孔15内的螺栓将可将围框2与下承压板1连接。进一步的，靠近第一凸台11的两个长边的边缘沿着第一凸台11的长度方向各设置有一条排水槽16，排水槽16用于使第一凸台11上表面的污渍水汽8流入排水槽16中，防止污渍水汽8进入箱体后，在第一凸台11上表面的间隙中形成一定厚度的污垢，造成压头6受到不良的负载分配造成局部过载使压头6损坏。

如图8、9、10、11、12所示，上承压板3为具有一定厚度且内外均匀硬度值大于hb300的矩形硬化钢板，上承压板3的屈服极限大于1000mpa。上承压板3上表面的中部设置有向上凸起的第二凸台31，第二凸台31为矩形平台，第二凸台31的上表面作为上承压板3的上承压面，第二凸台31的长宽尺寸与压头6承压面的长宽尺寸相同，上承压板3下表面中部设置有向下凸起的第三凸台32，第三凸台32为矩形平台，第三凸台32的长宽尺寸大于压头6承压面的长宽尺寸，第三凸台32的下表面作为上承压板3的下承压面，当上承压板3盖合在围框2的上部时，第三凸台32的下表面高度低于止口凸台23上表面的高度。靠近上承压板3下表面的四周边缘设置有一圈闭合的止口凹槽33，止口凹槽33的宽度与止口凸台23的宽度相等，止口凹槽33的深度与止口凸台23的高度相等，沿着上承压板3长度方向设置的两条止口凹槽33内各设置有至少两个螺栓沉孔15，螺栓沉孔15的数量和位置与止口凸台23两个长边的上端面螺栓盲孔22的数量和位置一一对应，上承压板3通过螺栓沉孔15内的螺栓密封组件5安装在围框2的上部。进一步的，靠近第三凸台32的两个长边的边缘沿着第三凸台32的长度方向各设置有一条排水槽16，排水槽16用于使第三凸台32表面的污渍水汽8流入排水槽16中，防止污渍水汽8进入箱体后，在第三凸台32表面的间隙中形成一定厚度的污垢，造成压头6受到不良的负载分配造成局部过载使压头6损坏。

如图7所示，螺栓密封组件5包括绞制孔螺栓51、弹簧52、设置有内孔的垫片53和设置有内孔的密封垫片54，密封垫片54的下表面和密封垫片54内孔的边缘均设置有环形的密封槽，两个密封槽内分别安装有螺栓密封圈55和垫片密封圈56，螺栓密封圈55用于密封绞制孔螺栓51的柱面与密封垫片54内孔壁之间间隙，垫片密封圈56用于密封螺栓沉孔15底部与密封垫片54的下表面之间的间隙，防止污渍水汽8进入箱体后形成一定厚度的污垢，造成压头6受到不良的负载分配局部过载而使压头6损坏。弹簧52、垫片53、密封垫片54依次从上至下套设在绞制孔螺栓51上，通过设置弹簧52，弹簧52对密封垫片54施加预紧力，预紧力可有效的使压头6承压面与上承压板3和下承压板1的承压面拟合紧密而不产生间隙。

如图13和14所示，密封组件4包括密封组件基座41、设置有中心孔的第一密封橡胶板42、设置有中心孔的第二密封橡胶板43和环形压板44，第一密封橡胶板42的中心孔、第二密封橡胶板43的中心孔以及环形压板44的中心孔均处于同一轴线上，第一密封橡胶板42的中心孔和第二密封橡胶板43的中心孔的孔径稍小于压头输出插头7的外径，保证能对其进行密封。密封组件基座41整体轮廓与输出插头安装口24的形状匹配，密封组件基座41的中部设置有贯穿口，密封组件基座41通过螺钉固定安装在输出插头安装口24内，第一密封橡胶板42安装在密封组件基座41的内表面，第二密封橡胶板43安装在密封组件基座41的贯穿口内，环形压板44通过螺栓安装在密封组件基座41的外表面。

密闭式轧制力测量传感器的保护装置的安装过程：

1、所有部件在组装前必须清洗干净，各承压板的承压面不得有污渍、划痕、硬伤。清洗后的部件可用缠绕膜贴在表面上并放置在一个干净宽敞安全的便于操作的工作场地。

2、下承压板1平放在一个坚固的支架上，使设置有第一凸台11的一面朝上，将下承压板密封圈13安装在第二凹槽12内，承压板密封圈略高于下承压板1的上表面。

3、将围框2套设在下承压板1第一凸台11四周并座实，用带有弹垫的螺栓通过下承压板1下表面的沉孔与围框2连接，并视觉下承压板1与围框2连接处无缝即可，螺栓拧紧使弹垫压平。

4、将下承压板1的上承压面上的缠绕膜撕掉，将围框2的框体内壁和下承压板1的上承压面用干净的棉纱擦干净后涂抹一层薄薄的稀释后的二硫化钼或耐磨润滑油。将压头6承压面上的缠绕膜撕掉并用干净的棉纱擦干净后，放置在围框2的框体内部和下承压板1的上承压面上，使压头输出插头7正对着输出插头安装口24。

5、压头输出插头7依次穿过第一密封橡胶板42的中心孔和第二密封橡胶板43的中心孔后，将环形压板44套设在压头输出插头7上，再通过环形压板44上的螺栓将密封组件基座41紧密压靠在输出插头安装口24的止口面上，可有效阻断污渍水汽8通过输出插头安装口24进入箱体内部。

6、将压头6上承压面上涂抹一层薄薄的稀释后的二硫化钼或耐磨润滑油，将围框密封圈21安装在第一凹槽25内并压紧，使围框密封圈21稍稍高出围框2上端面，高出部分要高于压头6箱体组装完成后围框2上端面与上承压板3下表面四周留有的间隙设计值h。

7、将上承压板3上下承压面上的缠绕膜撕掉，将所有表面用干净的棉纱擦干净后涂抹薄薄的一层二硫化钼或耐磨润滑油，带有止口凹槽33的下承压面朝下，安放罗列在围框2的上部。下承压面卧进围框2的空芯框体内并与压头6承压面拟合贴紧，止口凸台23也正好卧嵌在上承压板3的止口凹槽33内。上承压板3与围框2组装完成后，止口凹槽33的槽底与止口凸台23上表面之间留有一定宽度的间隙设计值l，这个间隙设计值l是用来防止轧制力产生分力。围框密封圈21被上承压板3的下表面压住，在轧制过程中就可完全阻断污渍水汽8进入压头6箱体内部。

8、螺栓密封组件5通过上承压板3的螺栓沉孔15将上承压板3与围框2紧密连接在一起，螺栓密封组件5中的压簧预紧力的作用可使得压头6盒内部各承压面拟合紧密，可完全防止力流不均而引起压头6受到不良的负载分配造成局部过载压头6损坏。密封垫片54中螺栓密封圈55和垫片密封圈56的密封效果可完全阻断污渍水汽8由上承压板3的螺栓沉孔15进入压头6箱体内部。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。