[发明专利]一种热镀锌沉没辊轴套和衬套磨损程度的在线检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及检测技术领域，具体来说，是用于钢铁厂冷轧连续热镀锌设备中的热镀锌沉没辊轴套和衬套磨损程度的在线检测方法。

背景技术

现代先进的带钢连续热镀锌生产线用锌锅设备实现带钢表面镀锌作业。参见图1a、图1b，带钢热镀锌过程中使用了沉没辊设备，该辊处于锌锅16的锌液面以下。连续热镀锌生产时，钢带15通过浸在锌液(温度为460～480℃)中的沉没辊1而改变方向，即由进入锌锅浸锌变为出锌锅、镀锌层凝固冷却。随钢带15的运动而转动的沉没辊1由两侧的轴套2通过衬套3支撑在固定辊臂4上。

沉没辊在生产过程中轴套与衬套之间总是处于相对运动，由于受到锌液的腐蚀作用，同时在带钢张力的作用下，受到较大的摩擦力作用，所以很容易出现辊子轴颈滑动部分磨损破坏。沉没辊的一般使用寿命大约为7-20天。

由于轴承沉没于锌液面之下，现有技术无法检测轴套和衬套的磨损情况。一般是根据经验和带钢表面镀锌质量判断换辊。由于无法定量把握轴承磨损情况，导致出现过早换辊或过度磨损。如果磨损良好时换辊造成不必要的浪费；如果过度磨损而未及时换辊会造成钢带表面出现辊印，严重时造成轴套或衬套磨穿，甚至出现轴头断裂的严重事故。如果发生断轴，不但设备损坏，同时会造成断带等更严重的生产事故，造成极大的经济损失。因此，能够在线检测沉没辊轴套和衬套的磨损情况，把握设备状态，及时有效预警轴和轴套的磨损情况，指导检修，非常必要。

由于沉没辊工作在高温熔融锌液中，传感器无法安装，因此现有技术不能检测轴套的磨损情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热镀锌沉没辊轴套和衬套磨损程度的在线检测方法，利用刮刀设备中液压缸活塞行程与刮刀位移成比例的原理，通过仅在液压缸增加线性可变差动变送位移传感器，利用轴承磨损与刮刀位移之间的几何关系，计算出轴套和衬套的磨损量，实现沉没辊轴承磨损量的在线检测；本发明不改变其它锌锅设备的结构，因此易于实现；本发明还可以预先设定好报警限，实现沉没辊磨损超限的在线报警。

为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种热镀锌沉没辊轴套和衬套磨损程度的在线检测方法，包括，锌锅设备中设有一为防止沉没辊表面粘锌的刮刀装置，刮刀头与沉没辊辊面接触，并沿辊身长度方向作来回往复运动，刀杆通过铰接点固定在支架上，刀杆的上端通过液压缸也固定在支架上，因此，液压缸活塞行程与刮刀位移成比例；通过在液压缸安装位移传感器来测量液压缸活塞行程间接计算出沉没辊轴承磨损量。

进一步，本发明的方法包括如下步骤：

1)在沉没辊安装之前测得沉没辊半径R、磨损前刮刀与辊面接触点A₁距离沉没辊圆心O₁垂直方向上的距离h；

2)沉没辊安装好后，将位移传感器安装在刮刀杆顶部液压缸上，在沉没辊工作过程中测得液压缸活塞位移s，即C₁移动到C₂的位移量；

3)由于刮刀杆铰接连接在固定支架上，由三角形相似原理，可由公式

(1)计算出与辊面接触的刮刀位移量y，即刮刀与辊面的接触点由

A₁移动到A₂的位移量，

y=s·k1k2---(1)]]>

式中，y为刮刀位移量；s为传感器测得的位移值；k1为铰接点B到C₁距离；k2为铰接点B到A₁距离，k1和k2为已知量；

4)由于衬套的磨损是沿着辊臂方向，磨损量d即为沉没辊圆点沿着辊臂方向上升的距离O₁O₂，根据几何关系，建立如下关系式：