专利名称：带材板形动态测量辊的制作方法
技术领域：
板形是有色金属和钢等板带材产品的一项重要的质量指标，板形的检测方法目前有静态和动态两大类，只有实现动态检测才能进行板形控制。因此，开发研制在动态条件下检测和控制板形是80年代板带生产发展的技术科题。本实用新型就是板带材在轧制过程中对板形进行动态检测和控制的关键装置。
所谓板形一般为板带材在自然条件下与标准板的不平度，波浪度或翘曲度。常见的有中瓢、边浪，1／4波纹和平整类型；造成带材平直度缺陷的因素是多方面的，总的说主要是在轧制过程中在宽度上变形不均，即在带材宽度上延伸不均而使长度产生偏差，导致横向张力不同，一般在轧制时，带材都具有一定的张力很难判定板形的好坏。本实用新型的带材板形测量辊，就是在带材具有一定张力条件下动态连续检测板形的装置。
对板形的动态检测和控制系统主要包括板形动态检测，检测信号的电气计算机处理，板形检测显示和闭环自动反馈控制板形。本实用新型主要是提出一种新型的带材板形动态测量辊。
目前已开发采用的接触式板形动态检测装置主要有维地蒙(vidimon)板形测量辊，BFI型和Qusm200型测量辊。
维地蒙测量辊专用于冷轧带材的板形测量。它是由很多精密研磨的转动外环组成，这些转动的外环由空气轴承组装在一个固定的辊轴上，每个转动外环内装有两个空气压力传感器，当带材张力作用在各个转环上时，便会在两个传感器口上产生一个正比的微分压力，经计算机处理，进行板形显示和控制。本测量辊装在轧机的出口一个可升降的支座上，测量时便可升起使辊子与带材接触并产生一个所需的包角，转环磨擦力和惯性很小，即使材料很软也能适用。维地蒙板形测量辊的特点和问题是(1)本辊制造精密，调试校准技术复杂，造价高。(2)需要配置有特殊要求的压缩空气供给系统。(3)转动外环直接与检测部分相关连，在冷轧时有油水等污物的工作条件下，容易发生污染影响测量效果，据该公司介绍″本辊的空气轴承具有自洁特性使本辊不受任何污物进入的影响，因而实际上不需要保养″，但国内尚未引进本测量辊，对其使用可靠性尚无实际经验。
BFI型和Qusm200型测量辊测量辊是由很多测量辊环用连杆连接组装在一根轴上，整个辊子转动，带材的张力作用在各个测量辊环上，通过弹性外环传到石英压电传感器上进行检测。压力传感器装在每个测量辊环中并沿辊子的圆周均匀交错排列组装，这样在单位时间内只有一个传感器受力，检测时间与辊子的转速有关。每转动一周所有的传感器检测一次，8个传感器可共用一个放大器，测得的压力信号传入过程计算机转换成带材的长度扁差，可在电视机屏幕上显示，也可输出信号进行板形控制。该型测量辊的特点和问题是(1)测量辊的测力元件沿辊子圆周均匀交错布置，整个辊子在转动条件下进行检测，在宽度上各点间歇式反馈检测传输信号。(2)测量辊修磨后和弹性外环在运行中发生磨损后，外环弹性发生变化即可能产生测量误差，必须及时进行校准，相应需要配置专用校准装置和压缩空气系统。
本实用新型的目的在于提出一种具有特殊结构的新型板形测量辊。它是采用标准轴承、外环转动、检测元件固定，避免以上测量辊的缺点，使制造简单，造价便宜。
本实用新型的目的是这样实现的它是由很多测量辊环组装制成，每个测量环又由一个装有压力传感器的衬环外套一个标准轴承组成，将测量辊环分别制造并校正好后，再用辊子两端的紧固环和连轴键装在一根空心轴上。测量辊环两端各有一个辊座，使辊轴定向支撑在两个辊座上，这样结构的新型测量辊只有轴承外环转动。轴承内环装有测压元件的衬环和空心轴都是固定的，压力信号线可由空心轴引出。本实用新型的主要特点在于采用标准轴承，测压元件与辊轴固定，转动外环不直接影响检测部分。在使用时，测量辊装在轧机出口测厚仪的后边卷取机的前边，前后各有一个导向辊，使包绕角固定，检测准确，运行稳定。当轧出的带材通过本测量辊时，由于带材横向张力不均，压到不同区段的测量辊环上的压力也不一致，从而使压力传感器的输出的信号也不同，将这些信号进行处理，以检测带材横向板形情况，并显示或控制。
测量辊环的标准轴承根据不同的工艺要求，辊环的宽度和直径不同，可以采用普通型号的滚珠，滚柱轴承或特殊规格型号的轴承。
本型式的测量辊轴承采用高温润滑和水冷措施，也可用于热轧带材的板形测量。
本实用新型的优点在于(1)测量辊采用分段测量辊环组装制造，每个测量辊环由一个装有压力传感器的衬环和一个标准轴承组成，可以分段制造，并校准后组装在一根空心轴上，制造技术简单，造价便宜。
(2)测量辊只有外环转动，转动惯性小，轴承内环与装有测压元件的衬环和空心轴都不转动。因此，转动外环不直接影响检测部分，检测可靠性好，测量信号引出传输方便。
(3)测量辊轴定向支撑在两个辊座上，测量辊前后各设一个普通的导向辊，使包绕角和带材张力对测量辊的作用力方向保持固定，使测量辊的检测结果和运行更稳定。
以下结合附图对本实用新型进行描述。
图1为板形测量辊配置图。
图2为板型测量辊总图。
图3为板型测量辊剖示图。
图4为测量辊环结构图。
下面首先结合图1说明本装置在使用时的配置。
测量辊(5)一般装在轧机(1)的出口测厚仪(2)后和卷取机(7)前，对带材(3)的板型进行检测，显示并控制轧制条件，以生产良好板形的板带产品。为保证测量准确，前后各设一导向辊(4，6)，使包绕角固定。在轧机(1)与导向辊(4)之间有测厚仪(2)。在带材轧过程中，由于带材宽度上延伸不同，变形不均，使带材在宽度方向上产生长度扁差，导致在测量辊(5)上宽度方向上的张力不同。在一定包绕角情况下，对测量辊(5)的作用力也不同。本测量辊(5)即利用分段辊环来检测辊子不同区段的压力实现对带材(3)板形进行动态连续检测，显示和控制，检测显示主要是各个压力相对值，也可显示总压力值。
下面结合图2，图3，图4说明本测量辊的结构，组装及使用运行情况。
图1中测量辊(5)主要由图2中所示的数个测量辊环(51)、紧固环(52)、辊座(53)、空心轴(54)和接线盒(55)组成；测量辊环(51)两端由紧固环(52)和连轴键(56)紧固组装在一个空心轴(54)上。每个测量辊环(51)由图3和图4中所示的一个装有测压元件(514)的衬环(517)和一个标准轴承即外环(511)、滚珠(512)、内环(513)组成；衬环(517)是装在轴承内环(513)里面，轴承的内环(513)与衬环(517)紧密套装或以键的方式联接，测压元件(514)采用防水防油密封装配在衬环(517)上，并配有一个预压力调节器(515)，在每个测量辊环(51)组装时，可以对传感器给予一定的预压力；检测的压力信号引线(516)可以由空心轴(54)引出到接线盒(55)与外部电气系统连接；每个测量环可以分别制造并校正后，用连轴键(56)装到空心轴(54)上，用两端的紧固环(52)压紧装好后，对整个辊进行外圆修磨以消除各辊环外圆的尺寸公差。辊座(53)在辊子两端支撑辊轴，为了使测量辊定向固定以保持带材对测量辊包绕角(α)固定，使径向压力与测压元件受力方向稳定一致。辊轴(54)与辊座(53)为方圆装配。接线盒(55)是检测信号引线(516)与外部电气系统连接并起安全保作用的密封盒。按照安装接线的要求，可以装在测量辊的左端或右端。本测量辊也可以将标准轴承直接套在空心轴(54)上，同时将测压元件也装在空心轴(54)上，其它结构不变仍可使转动外环不直接影响检测部分，因此，也是本实用新型补充形式。
当轧过的带材(3)压到不同区段的测量辊环(51)上，由于横向张力不均，压在外环(511)的压力不同，通过滚珠(512)传到内环(513)及衬环(517)上的传感器(514)的力也不同，产生不同的信号，由引线(516)引出，汇总于接线盒(55)中，再接到外部其它电气系统处理，显示或控制板形。
权利要求1.一种带材板型测量辊其特征在于它是由多个测量辊环组装在一根空心轴上；每个测量辊环是由带有压力传感器的衬环外套一个标准轴承组成；多个测量辊环用两端的紧固环和一个连轴键将其紧固连接在一个空心轴上，所说的空心轴以方圆结构定向安装在两端的辊座上；每个测量辊环的压力传感器的信号引出线均通过空心轴汇总于空心轴一端的接线盒，并与外界电气系统相联。
2.根据权利要求1所述的测量辊其特征在于所说的标准轴承的内环与带有压力传感器的衬环紧密套在一起，并有一调节预压的预压调节器。
3.根据权利要求1或2所述的测量辊其特征在于所说的压力传感器被密封装于衬环上。
4.根据权利要求1、2或3所述的测量辊其特征在于测量辊前后各有一个使带材通过此测量辊时的包绕角固定导向辊。
5.根据权利要求1，2，3或4所述，本测量辊的特点在于衬环中的压力传感器可以是一个，也可以是多个。
6.根据权利要求1，2，3或4所述，本测量辊的特征在于内环与衬环可以紧密套装或以键方式相配合。
专利摘要带材板形动态测量辊是由很多测量辊环组装制成，每个测量辊环又由一个装有压力传感器的衬环外套一个标准轴承组成，将辊环分别制造并校正后，再用连轴键装在一根空心轴上，测量环两端各有一个紧固环紧固，辊轴两端定向支撑在两个辊座上。本新型测量辊的特点是只有外环转动，轴承内环装有测压元件的衬环和空心轴都是固定的。压力信号可以由空心轴引出到接线盒与外部电气系统连接，本新型测量辊的优点是，制造技术简单，造价便宜，转动外环不直接影响检测部分，检测可靠，调试方便，可适用于冷轧和热轧过程中对板形进行动态连续检测显示和控制。
文档编号G01B21/20GK2107638SQ9122691
公开日1992年6月17日 申请日期1991年10月24日 优先权日1991年10月24日
发明者邑辰旭 申请人:邑辰旭