一種軋機主傳動系統萬向接軸扭矩檢測系統及其方法
【專利摘要】一種軋機主傳動系統萬向接軸扭矩檢測系統及其方法，屬于中厚板軋機技術領域。為了實現對萬向接軸扭矩的實際檢測，本發明首先在中間接軸上下對稱位置分別安裝應變片，將應變片組成電橋，所有應變片均與無線數據傳輸器相連接，將測量電橋輸出電壓的變化情況通過無線數據傳輸器發射出去，無線數據傳輸器與無線數據接收器無線傳輸數據。無線數據接收器與數據處理器相連接。測量電橋輸出電壓UO，通過應變值計算公式獲得應變片產生的應變值ε。最終獲得萬向接軸扭矩。通過對萬向接軸真實扭矩的監測，可以判斷出理論計算的扭矩值的準確程度，為工藝參數的設定提供依據，避免扭矩過大損壞萬向接軸及其他設備，造成生產中斷和其他經濟損失。
【專利說明】
一種軋機主傳動系統萬向接軸扭矩檢測系統及其方法
技術領域
[0001] 本發明屬于中厚板乳機技術領域，特別提供了一種乳機主傳動系統連接軸扭矩檢 測方法，可以檢測連接軸的實際扭矩，用于衡量理論扭矩值的準確度。 技術背景
[0002] 由于中厚板乳機屬于重載設備，在乳制過程中承受較大沖擊載荷，會引起設備零 部件的損壞，如乳機主傳動系統萬向接軸曾出現斷裂事故，影響了生產，造成了經濟損失。 由于乳機控制系統沒有采集萬向接軸的實測值，而是采用理論計算的扭矩值參與數學模型 計算，實測值和理論值之間難免會有偏差。為了掌握這種偏差程度，探討萬向接軸斷裂原 因，有必要對萬向接軸的實際扭矩進行檢測，為開發新產品、挖掘設備潛能提供依據。下面 介紹的乳機主傳動系統萬向接軸扭矩檢測方法可以滿足以上要求。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于提供一種乳機主傳動系統萬向接軸扭矩的檢測系統及其方法， 實現了對萬向接軸扭矩的實際檢測，用于衡量理論計算的扭矩值的準確度，并為工藝參數 分析優化、挖掘設備潛能提供重要依據。
[0004] -種乳機主傳動系統萬向接軸扭矩的檢測系統，系統包括應變片、無線數據傳輸 器、無線數據接收器和數據處理器。首先在中間接軸上下對稱位置分別安裝應變片，將應變 片組成電橋，所有應變片均與無線數據傳輸器相連接，將測量電橋輸出電壓的變化情況通 過無線數據傳輸器發射出去，無線數據傳輸器與無線數據接收器無線傳輸數據。無線數據 接收器與數據處理器相連接。測量電橋輸出電壓Uo,通過應變值計算公式獲得應變片產生 的應變值ε。
[0005] 本發明將應變片組成差動全橋，應變值計算公式：
[0006] e=U〇/UiK；
[0007] UQ為電橋輸出電壓;Ui為電橋輸入電壓;K為應變片的靈敏系數；ε為應變片產生的 應變。
[0008] 所述的數據處理器對所采集的數據進行處理：
[0011] Μ為旋轉軸的扭矩;D為旋轉軸的外徑;α為d/D;d為空心軸的內徑；ε為旋轉軸45°方 向的表面線應變值;μ為材料的泊松比;Ε為材料的彈性模量。
[0012] -種乳機主傳動系統萬向接軸扭矩的檢測方法，步驟如下：
[0013] 步驟一、通過在中間接軸上所安裝的電橋，測量得出電橋輸出電壓UQ;根據應變值 計算公式獲得應變片產生的應變值ε ;
[0014] 所述的應變值計算公式為：ε = UQ/UiK;
[0015] Uo為電橋輸出電壓;Ui為電橋輸入電壓;K為應變片的靈敏系數；ε為應變片產生的 應變。
[0016] 步驟二、通過數據處理，得出旋轉軸的扭矩Μ。
[0019] Μ為旋轉軸的扭矩;D為旋轉軸的外徑;α為d/D; d為空心軸的內徑；ε為旋轉軸45°方 向的表面線應變值;μ為材料的泊松比;Ε為材料的彈性模量。
[0020] 本發明在硬件方面需要增加應變片，檢測接軸的45°方向上的應變，并根據材料力 學相關公式計算出接軸的扭矩。
[0021] 發明效益：
[0022 ]針對中厚板乳機主傳動系統萬向接軸的重載特性，通過對萬向接軸真實扭矩的監 測，可以判斷出理論計算的扭矩值的準確程度，為工藝參數的設定提供依據，避免扭矩過大 損壞萬向接軸及其他設備，造成生產中斷和其他經濟損失。
【附圖說明】
[0023]圖1為應變片布置圖，1、連接乳輥，2、連接主電機，3、十字接頭，4、應變片，5、乳機 控制柜。
[0024]圖2為控制系統圖。
【具體實施方式】
[0025]在上下中間接軸的對稱位置分別安裝應變片，并組成電橋，將測量電橋輸出電壓 的變化情況通過無線傳輸裝置發射出去，利用一臺帶有無線網卡的計算機接收該無線信 號，經過與上述無線傳輸裝置配套的采集控制與數據處理軟件的數據處理，便得到了接軸 的扭矩值。進一步對系統進行標定后，便完成了該乳機主傳動系統萬向接軸扭矩的檢測。 [0026] 例如:乳鋼時測量出電橋輸出電壓為0.015V，根據公式ε=υ〇ΜΚ，1^為已知3V，K為 已知2,計算出應變為2500με ;
，因為該萬向接軸為實心合金鋼 材質，Ε選200GPa，y選0.28，D經測量為0.6m，計算得出扭矩Μ為16567ΚΝ · m。
[0027] 乳機空載時測量出電橋輸出電壓為0.0004V，根據公式ε=υ〇/Ι^Κ，1^為已知3V，K為 已知2,計算出應變為66.7με
，因為該萬向接軸為實心合金鋼 材質，Ε選200GPa，μ選0.28，D經測量為0.6m，計算得出扭矩Μ為442ΚΝ · m。
【主權項】
1. 一種乳機主傳動系統萬向接軸扭矩的檢測系統，其特征在于:系統包括應變片、無線 數據傳輸器、無線數據接收器和數據處理器;在中間接軸上下對稱位置分別安裝應變片，將 應變片組成電橋，所有應變片均與無線數據傳輸器相連接，將測量電橋輸出電壓的變化情 況通過無線數據傳輸器發射出去，無線數據傳輸器與無線數據接收器無線傳輸數據;無線 數據接收器與數據處理器相連接;測量電橋輸出電壓υ〇，通過應變值計算公式獲得應變片 產生的應變值ε。2. 如權利要求1所述的乳機主傳動系統萬向接軸扭矩的檢測系統，其特征在于:所述的 應變值計算公式： e=Uo/UiK； Uo為電橋輸出電壓;Ui為電橋輸入電壓;K為應變片的靈敏系數;ε為應變片產生的應變。3. 如權利要求1所述的乳機主傳動系統萬向接軸扭矩的檢測系統，其特征在于:所述的 數據處理器對所采集的數據進行如下處理： ?ρ … Μ為旋轉軸的扭矩;D為旋轉軸的外徑;α為d/D; d為空心軸的內徑；ε為旋轉軸45°方向的 表面線應變值;μ為材料的泊松比;Ε為材料的彈性模量。4. 一種乳機主傳動系統萬向接軸扭矩的檢測方法，其特征在于： 步驟一、通過在中間接軸上所安裝的電橋，測量得出電橋輸出電壓Uo;根據應變值計算 公式獲得應變片產生的應變值ε ; 步驟二、通過數據處理，得出旋轉軸的扭矩Μ:Μ為旋轉軸的扭矩;D為旋轉軸的外徑;α為d/D; d為空心軸的內徑；ε為旋轉軸45°方向的 表面線應變值;μ為材料的泊松比;Ε為材料的彈性模量。5. 如權利要求4所述的乳機主傳動系統萬向接軸扭矩的檢測方法，其特征在于:所述的 應變值計算公式為：ε = Uo/UiK; Uo為電橋輸出電壓;Ui為電橋輸入電壓;K為應變片的靈敏系數;ε為應變片產生的應變。
【文檔編號】G01L5/00GK105865689SQ201610323924
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月16日
【發明人】溫愛三, 王美芬, 王密, 張雷, 安俊君, 張利
【申請人】北京首鋼自動化信息技術有限公司