專利名稱：一種接觸式板形測量儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種接觸式板形測量儀，用于對金屬板帶材以及非金屬帶狀材料 軋制生產時自動測量帶材的板形。
背景技術：
金屬板帶材的平直度，即板形是板帶材的最重要的幾何形狀指標之一，良好的板 形是高質量板帶材必須具備的性能，也是高生產率的保障，因此板形測量至關重要，板形測 量儀是實現板帶材板形測量的關鍵設備。中國專利ZL002^868. X公開一種動態板形檢測輥，其包括固定軸、軸承、軸承金 屬套筒、測力元件、檢測環、信號引出線及滑環箱、光電檢測器和輥端保護片，測力元件采用 導電橡膠，在檢測輥外套有柔性耐磨套筒。由于此檢測輥采用導電橡膠、柔性耐磨套筒，對 于同種規格直徑的輥子，橫向剛度小，檢測輥本身變形大，易對檢測信號造成干擾。中國專利ZL02232192. 6公開一種氣動板形儀，其由氣動板形檢測輥、轉臂、板輥 支架、升降氣缸等組成，核心部分的檢測輥是在空心軸上安裝一組板輥，板輥與主軸之間有 微量間隙。此微量工作間隙，對氣體的清潔度要求高，常因清潔度不夠而出現故障，因此該 氣動板形儀適用于測量小張力的工況。中國專利ZL200610048380. 1公開一種分片內孔壓磁式板形儀，其由檢測輥、軸承 座、集流環等組成，檢測輥的空心芯軸上采用過盈配合形式安裝5— 40個獨立的輥片，壓磁 式測壓傳感器置放于輥片內。因輥片與芯軸之間的過盈配合，組裝時要求對輥片進行高溫 加熱后再進行裝配，造成裝配繁瑣；因多個輥片的非標加工，其內孔及安裝傳感器的腔體尺 寸的一致性不良，可能造成裝配后每個傳感器位置的靈敏度受到影響，進而影響測量精度。中國專利ZL03802555. 8公開一種用于確定平直度偏差的實心輥，該實心輥包括 一些安裝在槽內的傳感器，傳感器可沿軸向置入。但該專利未涉及輥體變形補償及輥體溫 升抑制問題。在帶材軋制過程中，帶材因壓力加工而產生塑性變形，在帶材內部產生變形熱，盡 管部分變形熱被軋制冷卻液帶走，但仍有大部分變形熱保留在帶材內部，使帶材的溫度升 高。在利用現有的板形測量儀進行板形測量的過程中，帶材部分熱量因帶材與測量儀的接 觸傳導給板形測量儀，使板形測量儀的溫度升高，且溫度沿輥身呈中間區域高，兩邊逐漸降 低的近似拋物線分布。由于上述原因，一方面輥體產生熱膨脹，這對帶材本身產生了干擾， 使測量出的數據失真；另一方面，板形測量儀內部的傳感器的溫度在輥身方向亦呈前述的 拋物線分布，使傳感器的溫飄不一致，導致測量信號的失真。另外，在測量過程中板形測量 儀因承受帶材的壓力使輥體產生彈性擾曲變形，該擾曲變形同樣對帶材造成了干擾。
發明內容為解決上述問題，本實用新型的目的是提供一種接觸式板形測量儀，其結構設計 合理新穎，信號穩定，測量精度高，能夠補償測量時檢測輥的變形，以及進行溫度抑制。[0009]為實現上述發明目的，本實用新型采用如下技術方案一種接觸式板形測量儀，其包括檢測輥、軸承座、測力傳感器、信號測量和處理單 元以及計算機，所述檢測輥的空心軸安裝在軸承座上，空心軸的外表面封閉；所述空心軸沿 圓周方向均勻分布有孔，孔從一端面橫貫主軸到相向的另一端面，孔的邊緣距離空心軸外 表面有距離，孔內安裝有測力傳感器；測力傳感器測得的信號通過信號測量和處理單元送 入計算機中。所述的接觸式板形測量儀，其空心軸可為一體成型整體式結構。所述的接觸式板形測量儀，其空心軸可為分體焊接而成，由兩端軸頭和中間軸身 組成。所述的接觸式板形測量儀，其空心軸沿圓周方向均勻分布有2、個孔。所述的接觸式板形測量儀，其空心軸沿軸向方向分成的若干個區域，區域的寬度 為20 60讓。所述的接觸式板形測量儀，其空心軸的每個區域的孔內安裝有廣8個測力傳感
ο所述的接觸式板形測量儀，其測力傳感器可采用壓磁式傳感器、壓電式傳感器或 應變式傳感器。所述的接觸式板形測量儀，其空心軸內通有壓力介質。所述的接觸式板形測量儀，其檢測輥外部設置有空氣冷卻裝置，所述的空氣冷卻 裝置與檢測輥外表面相對應一側為圓弧狀面板，面板長度對應于整個檢測輥輥身長度；面 板上開設有多個條狀長槽，長槽的寬度沿橫向方向呈中間區域寬，兩側逐漸減小變窄，并以 橫向中心對稱。由于采用如上所述的技術方案，本實用新型具有如下優越性一、本實用新型接觸式板形測量儀，其采用整體式軸身，輥身表面連續無縫結構， 避免了對測量帶材產生的污染，不會影響帶材表面質量下降和后續表面處理所產生的成本 增加；同時整體式輥身可針對所測量的不同材料的帶材，容易實現各種不同的輥身表面處理。二、本實用新型接觸式板形測量儀，其采用空心軸結構，一方面可以去除軸的心部 材料在制造過程中的冶金缺陷及不充分的鍛造成分，使軸體材質保留更均勻的材料性能; 同時為適應多種測力傳感器的工況要求提供了手段；三、本實用新型接觸式板形測量儀，其測力傳感器的安裝孔采用通孔的形式，使軸 的機械加工簡單、制造精度容易保證，同時這種安裝方式可適應多種測力傳感器的安裝要 求；測力傳感器通過預緊的方式安裝在孔內，安裝方便，且穩定可靠。四、本實用新型接觸式板形測量儀，其空心軸內通有壓力介質，可改變軸的表面形 狀，使測量輥輥身形成正凸度形狀，以補償測量時軸的變形；而且補償量大小可根據測量帶 材張力的大小進行調整，實現變工況變補償。五、本實用新型接觸式板形測量儀，其檢測輥外部設置有空氣冷卻裝置，用于對測 量輥進行冷卻處理。空氣冷卻裝置的空氣出口的長槽可根據帶材的寬度進行調整，以調整 冷卻區域，能夠減少工作時帶材傳導給檢測輥溫度，進一步減少溫度對傳感器的影響。
圖1是本實用新型接觸式板形測量儀的結構示意圖；圖2是空氣冷卻裝置的結構示意圖；圖3是空氣冷卻裝置的長槽的結構示意圖；圖中1 一空心軸；2 —區域；3 —測力傳感器；4 一穩壓裝置；5 —高壓介質通道； 6 一軸承座；7 —空氣冷卻裝置；8 —檢測輥端蓋；9 一長槽。
具體實施方式
下面通過附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。如圖1、2、3所示，該接觸式板形測量儀，其包括檢測輥、軸承座、測力傳感器、信號 測量和處理單元和計算機，所述檢測輥的空心軸1安裝在軸承座6上，空心軸的外表面封 閉，空心軸為一整體式結構；所述空心軸沿圓周方向均勻分布有2、個孔，孔從一端面橫貫 主軸到相向的另一端面，孔的邊緣距離空心軸外表面有距離，孔內安裝有測力傳感器3 ；測 力傳感器測得的信號通過信號測量和處理單元送入計算機中。所述的空心軸1沿軸向方向分成的若干個區域2，區域的寬度為2(T60mm ；每個區 域的孔內安裝有1、個測力傳感器3 ；所述的測力傳感器可采用壓磁式傳感器、壓電式傳感 器或應變式傳感器；所述孔包括圓孔、異形孔，異形孔有矩形孔、組合矩形孔、方形孔、菱形 孔。壓磁式傳感器或應變式傳感器在空心軸的每個區域內可安裝2、個。壓電式傳感器在空心軸的每個區域內可安裝一個，各個區域內壓電式傳感器沿空 心軸軸向呈螺旋狀分布，相鄰傳感器沿同一方向錯一個固定角度。測力傳感器通過預緊方式安裝在空心軸上的孔內，預緊可采用斜楔塊、錐套或螺 紋連接形式。所述的空心軸1的一端設置有高壓介質通道5，通道一端與空心軸1內的空腔連 通，另一端外接穩壓裝置4，空心軸內通有壓力介質，如高壓空氣，壓力介質采用穩壓裝置處 理，使壓力保持在要求的范圍內。同時，壓力介質的壓力可隨所檢測的帶材張力進行調整， 以保證給一合適的補償量。所述的檢測輥外部設置有空氣冷卻裝置7，空氣冷卻裝置固定于兩軸承座6上，或 固定在兩軸承座的底座上，所述的空氣冷卻裝置7與檢測輥外表面相對應一側為圓弧狀面 板，面板長度對應于整個檢測輥輥身長度；面板上開設有多個條狀長槽9，長槽的寬度沿橫 向方向呈中間區域寬，兩側逐漸減小變窄，并且以橫向中心對稱。上述的長槽的寬度可根據使用條件，即所測量帶材的寬度，進行調整。本實用新型的接觸式板形測量儀，其空心軸也可以為分體焊接而成，由兩端軸頭 和中間軸身組成，軸頭與軸身焊接。本實用新型接觸式板形測量儀工作時，帶材在測量輥輥身上纏繞而過，帶材對測 量輥形成必要的工作包角，帶材的張力對測量輥形成正壓力，通過測量輥上的測力傳感器 測量出各區域的正壓力大小；正壓力大小以電信號(電信號指的是電壓信號、電流信號)形 式傳輸，且與電信號成正比；電信號通過信號處理單元的處理、轉換后，輸出給處理計算機。 一個測量周期得到一組數據，比較這些數據，就會得到帶材對測量輥的正壓力差，亦即帶材的張力差。通過力學轉換后即可得到帶材的板形偏差。
權利要求1.一種接觸式板形測量儀，其包括檢測輥、軸承座、測力傳感器、信號測量和處理單元 以及計算機，其特征是所述檢測輥的空心軸(1)安裝在軸承座(6)上，空心軸的外表面封 閉；所述空心軸沿圓周方向均勻分布有孔，孔從一端面橫貫主軸到相向的另一端面，孔的邊 緣距離空心軸外表面有距離，孔內安裝有測力傳感器(3);測力傳感器測得的信號通過信號 測量和處理單元送入計算機中。
2.根據權利要求1所述的接觸式板形測量儀，其特征是其空心軸為一體成型整體式 結構。
3.根據權利要求1所述的接觸式板形測量儀，其特征是其空心軸為分體焊接而成，由 兩端軸頭和中間軸身組成。
4.根據權利要求1所述的接觸式板形測量儀，其特征是其空心軸沿圓周方向均勻分 布有2、個孔。
5.根據權利要求1或4所述的接觸式板形測量儀，其特征是其空心軸(1)沿軸向方向 分成的若干個區域(2)，區域的寬度為2(T60mm，每個區域的孔內安裝有1、個測力傳感器 (3)。
6.根據權利要求5所述的接觸式板形測量儀，其特征是其空心軸的每個區域內安裝 2、個壓磁式測力傳感器或應變式測力傳感器。
7.根據權利要求5所述的接觸式板形測量儀，其特征是其空心軸的每個區域內安裝 一個壓電式測力傳感器，各個區域內壓電式測力傳感器沿空心軸軸向呈螺旋狀分布，相鄰 傳感器沿同一方向錯一個固定角度。
8.根據權利要求1、2或3所述的接觸式板形測量儀，其特征是其空心軸內通有壓力 介質。
9.根據權利要求1、2或3所述的接觸式板形測量儀，其特征是其檢測輥外部設置有 空氣冷卻裝置(7)。
10.根據權利要求9所述的接觸式板形測量儀，其特征是其空氣冷卻裝置(7)與檢測 輥外表面相對應一側為圓弧狀面板，面板長度對應于整個檢測輥輥身長度；面板上開設有 多個條狀長槽(9)，長槽的寬度沿橫向方向呈中間區域寬，兩側逐漸減小變窄，并以橫向中 心對稱。
專利摘要本實用新型公開一種接觸式板形測量儀，其包括檢測輥、軸承座、測力傳感器、信號測量和處理單元以及計算機，所述檢測輥的空心軸安裝在軸承座上，空心軸的外表面封閉；所述空心軸沿圓周方向均勻分布有孔，孔從一端面橫貫主軸到相向的另一端面，孔的邊緣距離空心軸外表面有距離，孔內安裝有測力傳感器；測力傳感器測得的信號通過信號測量和處理單元送入計算機中。本實用新型結構設計合理新穎，測量精度高，能夠補償測量時檢測輥的變形，以及減少工作時帶材傳導給檢測輥溫度，進一步減少溫度對傳感器的影響。
文檔編號B21B38/02GK201855837SQ20102059028
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月4日 優先權日2010年11月4日
發明者劉文田, 李坤杰, 王慶華, 王海霞, 竇保杰, 陳曉璘 申請人:中色科技股份有限公司