[发明专利]一种接触式板形测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种接触式板形测量仪，用于对金属板带材以及非金属带状材料轧制生产时自动测量带材的板形。

背景技术

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，因此板形测量至关重要，板形测量仪是实现板带材板形测量的关键设备。

中国专利ZL00226868.X 公开一种动态板形检测辊，其包括固定轴、轴承、轴承金属套筒、测力元件、检测环、信号引出线及滑环箱、光电检测器和辊端保护片，测力元件采用导电橡胶，在检测辊外套有柔性耐磨套筒。由于此检测辊采用导电橡胶、柔性耐磨套筒，对于同种规格直径的辊子，横向刚度小，检测辊本身变形大，易对检测信号造成干扰。

中国专利ZL02232192.6公开一种气动板形仪，其由气动板形检测辊、转臂、板辊支架、升降气缸等组成，核心部分的检测辊是在空心轴上安装一组板辊，板辊与主轴之间有微量间隙。此微量工作间隙，对气体的清洁度要求高，常因清洁度不够而出现故障，因此该气动板形仪适用于测量小张力的工况。

中国专利ZL200610048380.1公开一种分片内孔压磁式板形仪，其由检测辊、轴承座、集流环等组成，检测辊的空心芯轴上采用过盈配合形式安装5—40个独立的辊片，压磁式测压传感器置放于辊片内。因辊片与芯轴之间的过盈配合，组装时要求对辊片进行高温加热后再进行装配，造成装配繁琐；因多个辊片的非标加工，其内孔及安装传感器的腔体尺寸的一致性不良，可能造成装配后每个传感器位置的灵敏度受到影响，进而影响测量精度。

中国专利ZL03802555.8公开一种用于确定平直度偏差的实心辊，该实心辊包括一些安装在槽内的传感器，传感器可沿轴向置入。但该专利未涉及辊体变形补偿及辊体温升抑制问题。

在带材轧制过程中，带材因压力加工而产生塑性变形，在带材内部产生变形热，尽管部分变形热被轧制冷却液带走，但仍有大部分变形热保留在带材内部，使带材的温度升高。在利用现有的板形测量仪进行板形测量的过程中，带材部分热量因带材与测量仪的接触传导给板形测量仪，使板形测量仪的温度升高，且温度沿辊身呈中间区域高，两边逐渐降低的近似抛物线分布。由于上述原因，一方面辊体产生热膨胀，这对带材本身产生了干扰，使测量出的数据失真；另一方面，板形测量仪内部的传感器的温度在辊身方向亦呈前述的抛物线分布，使传感器的温飘不一致，导致测量信号的失真。另外，在测量过程中板形测量仪因承受带材的压力使辊体产生弹性扰曲变形，该扰曲变形同样对带材造成了干扰。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种接触式板形测量仪，其结构设计合理新颖，信号稳定，测量精度高，能够补偿测量时检测辊的变形，以及进行温度抑制。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种接触式板形测量仪，其包括检测辊、轴承座、测力传感器、信号测量和处理单元以及计算机，所述检测辊的空心轴安装在轴承座上，空心轴的外表面封闭；所述空心轴沿圆周方向均匀分布有孔，孔从一端面横贯主轴到相向的另一端面，孔的边缘距离空心轴外表面有距离，孔内安装有测力传感器；测力传感器测得的信号通过信号测量和处理单元送入计算机中。

进一步地，所述的空心轴可为一体成型整体式结构。

进一步地，所述的空心轴可为分体焊接而成，由两端轴头和中间轴身组成。

上述的接触式板形测量仪中，所述的空心轴沿圆周方向均匀分布有2~8个孔。

上述的接触式板形测量仪中，所述的空心轴沿轴向方向分成的若干个区域，区域的宽度为20~60mm。

上述的接触式板形测量仪中，所述的空心轴的每个区域的孔内安装有1~8个测力传感器。

上述的接触式板形测量仪中，所述的测力传感器可采用压磁式传感器、压电式传感器或应变式传感器。

上述的接触式板形测量仪中，所述的空心轴的每个区域内安装2~4个压磁式传感器或应变式传感器。

上述的接触式板形测量仪中，所述的空心轴的每个区域内安装一个压电式传感器，各个区域内压电式传感器沿空心轴轴向呈螺旋状分布，相邻传感器沿同一方向错一个固定角度。

上述的接触式板形测量仪中，所述的空心轴上沿圆周方向均匀分布的孔为圆孔或异形孔。

上述的接触式板形测量仪中，所述的空心轴内通有压力介质。

上述的接触式板形测量仪中，所述的检测辊外部设置有空气冷却装置。