一种热镀锌沉没辊轴套和衬套磨损程度的在线检测方法技术

本发明专利技术公开了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。本发明专利技术可以实时在线检测出热镀锌沉没辊轴套和衬套的磨损量，为沉没辊的维修和更换提供指导，避免早换辊造成不必要的浪费和过度磨损造成钢带表面出现辊印，以及严重时造成的轴套或衬套磨穿，甚至轴头断裂的严重事故。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及检测
，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。
技术介绍
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la、图lb，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。C)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。
技术实现思路
本专利技术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；本专利技术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，本专利技术的技术方案是， 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，本专利技术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Aj 距离沉没辊圆心垂直方向上的距离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C,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 A,移动到A2的位移量，式中，y为刮刀位移量；s为传感器测得的位移值；kl为铰接点B到C,距离；k2为铰接点B到A,距离，kl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Oi02，根据几何关系，建立如下关系式<formula>formula see original document page 5</formula>式中，R为沉没辊半径，h为磨损前刮刀与辊面接触点A,距离圆心O,垂直方向上的距离，可在沉没辊安装时测量；把y、 R、 h代入公式(2)，即可得出沉没辊轴套和衬套的磨损量d。又，所述的位移传感器为线性可变差动变送位移传感器。另外，本专利技术还设一信号采集和处理器以及数据显示和报警装置，分别电性连接位移传感器，进行在线显示磨损量，并在设定的报警值达到时给出报警信息。本专利技术根据锌锅设备结构和工作特点，利用刮刀与沉没辊紧密接触并 在辊身长度方向来回往复运动，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，并实现沉没辊工作侧和传动侧 两个轴套和衬套的磨损量在线检测。本专利技术的有益效果本专利技术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，可以实时在线检测出热 镀锌沉没辊轴套和衬套的磨损量，为沉没辊的维修和更换提供指导，避免 早换辊造成不必要的浪费和过度磨损造成钢带表面出现辊印，以及严重时 造成的轴套或衬套磨穿，甚至轴头断裂的严重事故。另外，由于仅增加一个线性可变差动变送位移传感器就可以检测位于 锌锅内的沉没辊轴承磨损量，检测装置的制造和安装都比较简单方便。本专利技术不改变其它锌锅设备的结构，因此易于实现；本专利技术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。 附图说明图la为本专利技术沉没辊检测的示意图；图lb为图la的右视图；图2为本专利技术沉没辊受力分析示意图；图3a为本专利技术沉没辊轴套和衬套未磨损时的示意图；图3b为本专利技术沉没辊轴套和衬套磨损后的示意图；图4为本专利技术沉没辊轴在轴套磨损前与磨损后的的相对位置示意图；图5为本专利技术本专利技术实施例的检测方法流程示意图。具体实施方式参见图la、图lb，沉没辊1处于装有熔融锌液的锌锅16中，沉没辊 l包括轴套2、衬套3和辊臂4;锌锅16中有一刮刀装置，其中，刮刀头11与沉没辊1辊面接触，刀 杆10通过铰接点5 (B点)固定在支架12上，刀杆10的上端通过液压缸 6也固定在支架12上。液压缸6的活塞上安装一线性可变差动变送位移传 感器7，用以测量活塞行程，将位移传感器7输出连接到信号采集处理器 8，采集和处理器8用来作为线性可变差动变送位移传感器的信号调理、 采集以及计算磨损量，将磨损量计算结果和报警信息显示在显示和报警装 置9上。由于液压缸6活塞行程可以通过线性可变差动变送位移传感器7比较 方便的测量，而且可以通过信号采集和处理器8在沉没辊的工作过程中连 续采集和处理数据，利用公式(3)计算出沉没辊轴套和衬套的磨损量， 通过数据显示和报警装置9在线显示磨损量，并在设定的报警值达到时给 出报警信息，提醒操作维护人员及时采取措施。利用杠杆原理通过调整液压缸的行程和压力使刮刀紧贴在沉没辊辊 面，因此液压缸活塞行程与刮刀位移成比例。本专利技术根据锌锅设备结构和工作特点，利用刮刀与沉没辊紧密接触并 在辊身长度方向来回往复运动，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，并实现沉没辊工作侧和传动侧 两个轴套和衬套的磨损量在线检测。为了检测出沉没辊轴套和衬套的磨损量，必须首先了解具体的磨损情 况，下面根据沉没辊受力分析和实际情况说明轴承磨损部位。以沉没辊安装符合生产工艺要求为前提，来讨论沉没辊轴轴套和衬套 的磨损情况。如图la、图lb所示，沉没辊1处于装有熔融锌液的锌锅16 槽中。以沉没辊1为研究对象，其受力分析如图2所示。带钢15以速度V 通过沉没辊1由斜线进入锌锅16，再从垂直方向由锌锅16内向上出来， 并带动沉没辊1以一定速度转动，沉没辊l通过辊架支撑，并通过滑动轴 承连接。沉没辊1受到重力G、锌液浮力F、支架反本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周永，张亚林，朱超，姚舜，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]