一种嵌套式板形测量仪的制作方法

1.本实用新型涉及板形测量技术领域，具体涉及一种嵌套式板形测量仪。


背景技术：

2.金属板带材的平直度，即板形是板带材的最重要的几何形状指标之一，良好的板形是高质量板带材必须具备的性能，也是高生产率的保障，而板形测量仪则是实现板带材板形测量的关键设备。
3.目前应用较多的板形测量仪为瑞典abb公司的分段式板形仪，该板形仪为接触式板形测量仪，采用多个辊环通过过盈配合方式套装在芯轴上。辊环和芯轴之间采用热装方式，以便于有—定的预压力，通过辊环将带材张力传递给压头。但是由于辊环和芯轴的热膨胀程度受热装温度变化的影响较大，辊环和芯轴之间的各段预压力难以达到一致，辊环和芯轴之间易产生相对转动，影响测量效果，且这种板形仪不便于进行预压力的调整。另外，该结构的辊环之间存在缝隙，易划伤带材表面，在对带材表面质量要求高的情况下其使用效果受到影响。
4.专利号为cn1308095c的中国专利公开了一种用于确定平直度偏差的实心辊，这种测量辊在辊体上加工了若干个轴向深孔，传感器通过轴向安装工具进入轴向深孔并楔紧，这种测量辊结构的轴向深孔不在中心轴线上，属于偏心轴向深孔，这种偏心轴向深孔加工精度要求高，加工难度较大，且在测量过程中，同一安装孔内多个传感器的测量值易发生互相耦合，须通过软件解耦计算，测量精度较低。
5.鉴于现有的板形测量仪具有难以进行预压力调整、易划伤带材，加工难度大以及传感器之间易出现耦合等缺陷，无法满足高精度测量需求。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是提供一种嵌套式板形测量仪，能够方便的进行传感器预压力的调整，降低了各部件的加工难度；且能够有效避免划伤带材和传感器间出现的耦合问题，利于提升板形测量精度。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：
8.一种嵌套式板形测量仪，包括环形套体，所述环形套体内部穿设有芯轴，所述芯轴和所述环形套体之间连接有多个传感器组件，多个所述传感器组件沿所述芯轴的轴向依次布置，每个所述传感器组件均包括安装环体，所述安装环体通过锥形预紧环和所述芯轴相连接，所述芯轴穿设在所述锥形预紧环中，所述安装环体由多个弧形安装座围合而成，所述多个弧形安装座的内壁围合形成锥形孔，所述锥形预紧环的外壁采用锥形面，所述锥形面套设在所述锥形孔中，每个所述弧形安装座的外壁上设置有缺口，所述缺口内连接有传感器，所述缺口和所述弧形安装座的端面之间形成隔板，所述隔板上设置有穿线孔，所述芯轴上设置有轴向孔和径向孔，所述轴向孔通过所述径向孔和所述穿线孔相连通。
9.在其中一个实施方式中，所述缺口内的所述传感器和所述环形套体之间均设置有
压盖，所述压盖和所述缺口之间通过第一螺栓相连接。
10.在其中一个实施方式中，传感器上设置有通孔，所述第一螺栓依次穿入所述压盖、通孔和缺口底部。
11.在其中一个实施方式中，所述芯轴的两端均套设有密封端盖，所述传感器组件均位于所述芯轴两端的密封端盖之间。
12.在其中一个实施方式中，所述密封端盖上设置有延伸臂，所述延伸臂抵顶在靠近所述密封端盖的弧形安装座的隔板上。
13.在其中一个实施方式中，所述密封端盖套设在所述环形套体内，所述环形套体的两端均连接有压板，所述压板和所述密封端盖一一对应，所述压板上连接有调节螺栓，所述调节螺栓穿过所述压板后抵顶在相应的所述密封端盖上。
14.在其中一个实施方式中，所述锥形预紧环的外壁上设置有开口槽，所述开口槽的槽底设置有长圆孔，所述长圆孔内穿设有第二螺栓，所述第二螺栓的直径小于所述长圆孔的长度，所述芯轴上设置有螺纹孔，所述第二螺栓穿过所述长圆孔后穿入所述螺纹孔中。
15.在其中一个实施方式中，所述锥形预紧环的外壁上设置有多个所述开口槽，多个所述开口槽沿所述锥形预紧环的外壁呈周向均布。
16.在其中一个实施方式中，所述环形套体采用金属套体，所述芯轴采用金属轴。
17.在其中一个实施方式中，所述芯轴采用阶梯轴。
18.本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的嵌套式板形测量仪，结构简单，便于加工，能够方便的进行传感器预压力的调整，降低了各部件的加工难度；采用整体式表面结构，能够避免划伤带材；且能够有效避免传感器间出现的耦合问题，大大提升了板形测量精度。
附图说明
19.图1是本实用新型的嵌套式板形测量仪的一个实施例的结构示意图；
20.图2是图1中m处的局部放大图；
21.图3是图1中a
‑
a方向的剖视图；
22.图4是图1中弧形安装座的结构示意图；
23.图5是图4中b
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b方向的剖视图；
24.图6是图1中锥形预紧环的结构示意图；
25.图7是图6中c
‑
c方向的剖视图；
26.图8是本实用新型的嵌套式板形测量仪的另一个实施例的结构示意图；
27.图9是图8中d
‑
d方向的剖视图；
28.图10是图8中锥形预紧环的结构示意图；
29.图中：1、环形套体，2、芯轴，21、轴向孔，22、径向孔，3、锥形预紧环，31、锥形面，32、开口槽，33、长圆孔，4、安装环体，41、锥形孔，42、弧形安装座，421、缺口，422、隔板，423、穿线孔，5、传感器，6、压盖，7、第一螺栓，8、密封端盖，81、延伸臂，9、压板，10、调节螺栓，11、第二螺栓。
具体实施方式
30.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
31.实施例一：
32.如图1
‑
图3所示，本实施例公开了一种嵌套式板形测量仪，包括环形套体1，环形套体1内部穿设有芯轴2，芯轴2和环形套体1之间连接有多个传感器组件，多个传感器组件沿芯轴2的轴向依次布置；
33.每个传感器组件均包括安装环体4和锥形预紧环3，安装环体4通过锥形预紧环3和芯轴2相连接，芯轴2穿设在锥形预紧环3中，安装环体4由多个弧形安装座42围合而成，多个弧形安装座42的内壁围合形成锥形孔41，如图6
‑
图7所示，锥形预紧环3的外壁采用锥形面31，锥形面31套设在锥形孔41中，每个弧形安装座42的外壁上设置有缺口421，缺口421内连接有传感器5，缺口421和弧形安装座42的端面之间形成隔板422，隔板422上设置有穿线孔423，芯轴2上设置有轴向孔21和径向孔22，轴向孔21通过径向孔22和穿线孔423相连通，以穿设传感器5的导线。
34.上述结构中，通过多个弧形安装座42围合而成的锥形孔41和在锥形预紧环3的配合，能够通过调整锥形预紧环3的轴线位移，而一次性调节其外壁周向的所有弧形安装座42的预紧力，从而实现其内部传感器5的径向同时预紧，调节方便，预压力调节效率得到大幅度提高，且无需加工轴向深孔，降低了加工难度；另外，由于该结构能够方便地进行预压力的调节，因此，无需采用热装方式，只需采用冷装方式就可以实现较好的安装可靠性，避免了热装引发的一系列问题；
35.上述结构中，传感器组件均位于环形套体1内部，环形套体1为整体式结构，表面光滑无缝隙，避免了现有的分段式板形仪因分段辊环间隙而易划伤测量板材的问题；
36.另外，上述结构中，如图4
‑
图5所示，每个弧形安装座42上均设置有隔板422，该隔板422使得轴向相邻两个传感器5之间得以隔离，可以对相邻两个传感器5之间的环形套体部分起到良好的支撑作用，避免在对带材进行板形测量时相邻两个传感器5之间发生耦合现象，提高了测量精度。
37.在其中一个实施方式中，缺口421内的传感器5和环形套体1之间均设置有压盖6，压盖6和缺口421之间通过第一螺栓7相连接，以保证传感器5能够更加均匀的受力。
38.进一步地，传感器5上设置有通孔，第一螺栓7依次穿入压盖6、通孔和缺口421底部，以较好保证传感器5的定位效果，保证压力测量的稳定性。
39.在其中一个实施方式中，芯轴2的两端均套设有密封端盖8，传感器组件均位于芯轴2两端的密封端盖8之间，通过密封端盖8对多个传感器5的轴向安装空间进行封闭密封，避免其受到外界杂质的干扰。
40.在其中一个实施方式中，如图2所示，密封端盖8上设置有延伸臂81，延伸臂81抵顶在靠近该密封端盖8的弧形安装座42的隔板422上。
41.本实施例的多个传感器组件沿芯轴2的轴向依次布置，相邻传感器组件之间可以相隔一定间隙进行依次排列，也可采用紧密接触排列，也即一个传感器组件的安装环体4压紧在相邻传感器组件的安装环体4上，此时通过两端延伸臂81的抵紧作用，可以有效保证上述传感器组件之间的紧密接触效果，提升了整体传感器组件之间的安装可靠性。
42.进一步地，密封端盖8套设在环形套体1内，环形套体1的两端均连接有压板9，压板9和密封端盖8一一对应，压板9上连接有调节螺栓10，调节螺栓10穿过压板9后抵顶在相应的密封端盖8上，以调节两端密封端盖8对多个传感器组件构成的整体的轴向压紧力。
43.在其中一个实施方式中，环形套体1采用金属套体，芯轴2采用金属轴。
44.在其中一个实施方式中，芯轴2采用阶梯轴。
45.本实施例的嵌套式板形测量仪的安装方法为:先将压盖6和传感器5连接在弧形安装座42上，形成第一组件，再将一个锥形预紧环3套设在芯轴上2，接着将多个弧形安装座42围合在锥形预紧环3的锥形面31的起始位置，并套入环形套体1至一定位置，然后敲击锥形预紧环3，就可以将第一组件整体撑起，使得该锥形预紧环3周向的全部传感器5得到同时预紧，该预紧产生的预压力可以测量得到，根据测量结果可以对调整锥形预紧环3的轴向位移进行精确调整，以精准达到设计预压力，使得环形套体1和压盖6之间保持合适的过盈连接，同样的，依照上述方式可依次完成下一个传感器组件的安装，直至完成全部传感器组件的安装。
46.上述安装过程整体采用冷装方式完成，无需采用热装方式。
47.本实施例的嵌套式板形测量仪在使用时，只需将待测带材置于环形套体1外壁上，并使得待测带材对环形套体1产生一定的包角，带材的张力会对环形套体1产生正压力，从而通过传感器5测量出带材各区域的正压力大小，一个测量周期得到一组数据，比较这些数据，就会得到带材对测量仪的正压力差，亦即带材的张力差，通过力学转换后即可得到带材的板形偏差。
48.实施例二
49.如图8
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图10所示，本实施例和实施例一的区别为：锥形预紧环3的外壁上设置有开口槽32，开口槽32的槽底设置有长圆孔33，长圆孔33内穿设有第二螺栓11，第二螺栓11的直径小于长圆孔33的长度，芯轴2上设置有螺纹孔，第二螺栓11穿过长圆33后穿入螺纹孔中。
50.通过长圆孔33的设置，可以调节第二螺栓11在长圆孔33内的位置，从而调节锥形预紧环3相对安装环体4的位置，实现预紧力的调整。该方式能够更高的保证锥形预紧环3的安装可靠性。
51.在其中一个实施方式中，如图10所示，锥形预紧环3的外壁上设置有多个开口槽32，多个开口槽32沿锥形预紧环3的外壁呈周向均布，以提升锥形预紧环3的连接可靠性和受力均匀性。
52.本实施例的嵌套式板形测量仪在安装时，可以采用以下两种安装方式：
53.第一种安装方式为：先将压盖6和传感器5连接在弧形安装座42上，形成第一组件，再将一个锥形预紧环3套设在芯轴上2，利用第二螺栓11穿过锥形预紧环3上的长圆孔33后穿入芯轴2的螺纹孔中，实现锥形预紧环3的初步固限位，此时第二螺栓11并不完全锁死锥形预紧环3，接着将多个弧形安装座42围合在锥形预紧环3的锥形面31的起始位置，并套入环形套体1至一定位置，然后敲击锥形预紧环3，就可以将第一组件整体撑起，使得该锥形预紧环3周向的全部传感器5得到同时预紧，完成一个传感器组件的安装。同样的，依照上述方式可依次完成下一个传感器组件的安装，直至完成全部传感器组件的安装。
54.第二种安装方式为：先将压盖6和传感器5连接在弧形安装座42上，形成第一组件，再将一个锥形预紧环3套设在芯轴2上，利用第二螺栓11穿过锥形预紧环3上的长圆孔33后
穿入芯轴2的螺纹孔中，并拧紧第二螺栓11，使得锥形预紧环3完全锁死在芯轴2上，接着将多个弧形安装座42围合在该锥形预紧环3的锥形面31上，也即使得第一组件围合在锥形预紧环3的锥形面31上，并套入环形套体1至一定位置，实现一个传感器组件的初步安装；然后依照同样的方式，在芯轴上依次安装第二个锥形预紧环3，以及在该锥形预紧环3的锥形面的周向安装相应的第一组件，实现第二个传感器组件的初步安装，依次类推，直至完成最后一个锥形预紧环3及其周向第一组件的安装，最后，推动芯轴2，使得全部锥形预紧环3和芯轴2一起移动，从而实现全部传感器5的整体预紧。
55.上述实施例的嵌套式板形测量仪，能够方便的进行传感器5的预压力的调整，结构简单，便于加工，降低了各部件的加工精度和加工难度；无需通过复杂的热装过程即可完成预紧，提升了装配精度；同时无需采用热装方式，可进一步降低环形套体1的壁厚，从而提高测量精度；使得传感器5预紧和环形套体1安装过程能够同步进行，且环形套体1各位置的预紧力可精确测量；环形套体1采用整体式表面结构，能够避免划伤带材；能够有效避免传感器间出现的耦合问题，也大大提升了板形测量精度。
56.以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。