用于连续测量施加到带材上的应力分布的测量辊制造技术

本发明专利技术涉及用于测量带材平直度的辊（１），其包括一个具有圆柱形外面（１１）和多个传感器的管状体（１２），所述的各传感器包括一个安装到一个腔（３）中的灵敏元件（２），所述腔（３）设置在管状体（１２）的厚度中的一个凹槽中，并且由一个保护壁封闭，所述保护壁的变形被灵敏元件（２）所测量。根据本发明专利技术，各腔（３）被一个盖（５）形的中空片封闭，所述盖（５）包括一个由可弹性变形的薄壁（５０）制成的底部和无间隙地嵌入腔（３）中并形成用于所述薄壁（５０）的嵌入底脚的衬套（５３）形的外周部分。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于连续测量施加到带材上的应力分布的测量辊，特别可用于检测金属带材的平直度缺陷。
技术介绍
当轧制金属带和特别是冷轧的薄板时，会出现平直度缺陷，该缺陷具体是由在通过轧制进行延展的过程中在带材整个宽度上的微小变化而造成的。所造成的平直度缺陷可在作用在施加于工作辊之间的夹紧压力的轧制条件尤其是沿着横向方向的轧制条件的同时校正。在现代轧机中，实际上，可以例如借助热的作用，借助区域喷射系统或借助机械作用局部地对载荷分布起作用，同时在轧辊的端部施加弯曲载荷。还可以采用一个支撑辊，该支撑辊包括一个可变形的外层，该外层可旋转地安装在一个固定轴上并且通过多个致动器停靠在所述轴上，所述致动器的位置和压力可调。为了检测所述缺陷并进行矫正，让该带材在一个测量装置上通过，该测量装置位于轧机下游侧，并且可感知施加到所述带材上的拉伸力在带材整个宽度的变化的。这种测量装置通常由一个导辊构成，该导辊包括一个可绕一个垂直于带材纵向运动方向的轴线旋转的圆柱状辊身，所述带材在该辊的一个三角形扇区内受到应力。多个分布于所述辊的外圆周面上的传感器可测量出带材的局部压力的变化。通常，这些传感器规则地相互分开并分布于该辊的整个长度上，而带材可被划分成宽度与传感器之间的横向间隔相对应的连续的相邻区域。另一方面，为了避免对两个相邻区域的测量之间的干扰，最好使所述传感器以一特定角度从一个区域到下一个区域交错排列。在例如文献AT-B-370521中所描述的一个已知的实施例中，导辊包括并置的环形区域，各环形区域包括至少一个位于一个沿所述段的厚度设置的腔中的载荷传感器，该载荷传感器由一个插入到腔的底部和在外面封闭该腔室的保护部分之间的压电转换器构成。这种设置可将带材的测量区域很好地分解，但难以保证两个相邻区域之间的理想接合。因此，存在由于沿两个区域之间的各连接面积累起来的杂质而使带材产生印痕的危险。根据文献JP-A-62-047529中描述的另一个实施例，导辊包括一个管状体，该管状体中钻有多个径向钻孔，各径向钻孔形成一个用作一圆柱形外壳的腔，所述圆柱形外壳的底部由薄壁构成，所述薄壁与所述管状体的外表面相切。一个磁致伸缩型传感器安装于该壁的内表面上。因此，在两种情况下，各测量区域都与载荷传感器相联系，由带材施加到该传感器上的压力通过所述封闭的壁传递到载荷传感器上。介于传感器和带材之间的壁的固有的电阻会以一种难以进行评价的方式对压力的测量产生影响。此外，所述测量也会受到外界的干扰，例如由于带材的温度或其在所施加的负载的作用下的变形而由辊子的膨胀所引起的干扰，这会导致保护壁的阻塞。为了避免这些干扰，在封闭壁的外周处可留有一个小间隙，但这仍然存在由于通过沿所述壁的边缘杂物的积累造成印痕的危险。可以用另一种类型的平直度测量辊来避免这种缺陷，这种测量辊是本申请人在多年以前开发出来的，这种辊利用防护壁的变形通过计算来确定由带材施加的压力的变化。因此，覆盖着该传感器的壁成为一种用于直接测量这些压力的装置，而不会干扰压力的测量。为此，我们没有采用载荷传感器而采用位移传感器，从而在各感应区域中直接测量出由所施加的压力而造成的偏移。然后，通过采用材料电阻率公式，就有可能从偏移的测量值中通过计算确定出那个压力的变化，并且因为测量灵敏元件可以在进行一个坯件测量的同时被校准以便单独地考虑由带材所施加的载荷引起的变形，所以这种运算不存在受外部干扰的影响的危险。另一方面，为了避免任何产生印痕的危险，曾经提出用一个连续的表面来覆盖住整个辊。在例如同一公司的欧洲专利EP-028.191或EP-0.270.442中所述的这种设计中，该导辊包括一个由管状壁构成的中心体，该管状壁的厚度足以具有所需的电阻，并且其上安装有一个通常通过环箍安装的连续薄外壳，而传感器位于设在中心体中的孔内，并且由薄外壳的相应部分从外部将其封住。外壳的这个部分形成一个感应区，并且一般可以认为，所述区域类似于一种薄板，它通常为圆形并且沿其外周固定，但是该板受到均匀的压力。我们知道，在这种情况下该板中心中的挠度由下列公式给出(1)f＝KpD2/e3式中D是该板的直径而(e)是其厚度。当测量区其尺寸被设定成一个确定的灵敏度时，可以看出，在相应的区域中，用灵敏元件在该板的中心所测量的挠度(f)与所施加的力(p)成比例，而所施加的力(p)本身与带材的拉应力成比例。在各测量区域上，分别在空载和加载时，通过与该板中心中的灵敏元件的移动单元的位置进行比较来测量挠度。因此可以将用不同传感器进行的测量值进行比较，以确定分布在带材整个宽度上的相邻区域中的拉应力载荷的变化。可以看出，采用一个覆盖整个辊的薄外壳可以很好地消除任何产生印痕的风险。但是，通过热箍筋来安装所述外壳更为复杂。另一方面，辊子外表面的损坏和磨损不可避免，在该辊子上带材被施加拉应力并且以高速运行。因此需要周期性地对该表面进行整形，甚至在过度磨损的情况下要更换所述外壳，而为了这样做，首先必须把所有传感器拆下来。即使我们采用已经被提到的在EP 0.270.442中建议的装在可移动杆上的组件，这种操作也很复杂且昂贵，因为，拆下导辊通常需要相当长的时间，这会导致停产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，通过一种新配置来弥补这些缺点，该配置可使辊子设计和维修操作简化、并且特别是提供了可以在无需拆卸组件的条件下按时插入在任一传感器上的机会。因此，本专利技术大体上涉及一种用于测量施加到所述沿纵向运行带材上的载荷分布的辊，所述辊包括一个管状体，该管状体绕一垂直于运行方向的轴线旋转并且带有多个测量部件，所述测量部件可感知带材上局部施加的力，并且每个测量部件安装在一个由一个侧面限定的并由一个壁从外面封住的腔中，所述壁具有其曲率半径与辊子外表面的曲率半径相同的外圆柱面，而各测量部件是一种灵敏元件型位移传感器，它包括一个可在整个固定元件上径向滑动并向外作用到所述腔的封闭的壁的内面上的可移动元件。根据本专利技术，传感器的各腔被一个盖子状的中空部分单独地封闭起来，所述中空部分具有由可弹性变形的薄壁制成的底部并且与由内、外两个侧面划分出的衬套形周围部分形成整体，而外表面呈截面与所述腔的侧面类似的形状，以便所述盖子无间隙地嵌入所述腔中，所述底部的外表面位于辊子的外表面的延伸部分中，所述腔和衬套的的侧向相对面沿足够的高度相互地一个安装到另一个上，以便所述衬套形成一个外周嵌入装置，该装置能够抵抗由于带材施加到薄板上的压力而造成的挠曲运动，而不会出现任何沿盖子的外面和管状体的内面直径之间的连接分开的危险。在一个特别有利的方式中，嵌入衬套的内侧面通过圆倒角与可变形板的内表面相连，灵敏元件的可移动元件设在所述可变形板上。根据一个优选实施例，一个腔的各个盖子与一个永久地安装到相互反向的所述腔和所述衬套的侧面上的装置相关联。在一个特别有利的方式中，该维护装置包括一个装在所述腔中并在所述罩的衬套内侧突出的推动部分，而所述推动部分由一个其断面形状与衬套内侧面截面的形状相同的侧面所限定，以便在所述推动部分和所述腔的侧面之间提供一个环形间隔，在其中所述盖子的衬套没有任何间隙地向内和向外嵌入。根据另一个优选的特征，该推动部分由一个前端面从外面限定，该前端面与可伸展的薄壁的内表面间隔一个微小的距离，该距离与在处于带材局部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量带材（Ｍ）上的应力分布的辊，所述带材（Ｍ）沿纵向运行并加于所述辊上，所述辊包括：一个旋转安装到一个垂直于运行方向的轴线（１０）上并携带有多个测量部件（２）的管状体（１２），所述测量部件（２）感知带材施加的局部压力并且各测量部件安装在一个由一侧面（３４）限定、由一个壁（５０）从外面封闭的腔（３）中，所述壁（５０）具有一个外面（５１）和一个内面（５２），而各测量部件（２）为一种灵敏元件型位移传感器，该灵敏元件型位移传感器包括一个可在整个固定元件（２１）上滑动并从外面安装到腔（３）的封闭的壁（５０）内面（５２）上的可动元件（２２）， 其特征在于，传感器（２）的各腔（３）单独地由一个中空部分（５）封闭，该中空部分（５）为一个具有底部（５０）的盖形，所述底部（５０）由一个弹性可变形的薄壁制成并与一个衬套（５３）形的圆周部分形成整体，所述衬套由两个侧面限定，所述两个侧面分别为内侧面（５５）和外侧面（５４），而外侧面（５４）的外形为，其截面与所述腔（３）的侧面（３４）的相同，从而盖（５）被没有任何间隙地嵌入到所述腔（３）中的一个用于将底部（５０）的外面（５１）放置在辊（１）的外面的延伸部分中的位置上，腔（３）的对侧面（３４）和衬套（５３）的侧面（５４）中的一个被置于另一个上，其延伸的高度足以使所述衬套（５３）形成一个能够抵抗由带材（Ｍ）施加到薄板（５０）上的力产生的挠曲力矩的外周嵌入装置，而没有沿盖（５）的外面（５１）和管状体（１２）的外面（１１）直接的连接部分分开的危险。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：雷米佩雷农，让保罗富尔，
申请(专利权)人：韦克莱奇姆公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]