一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统及检测方法技术方案

一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统及检测方法，包括轴承座本体（1），其特征在于：所述轴承座本体（1）上靠近轧辊（3）的两侧分别安装有三个传感器（8），信号放大器（11）的输出端经信号调理模块（12）与A/D转换器（13）的输入端相连接，A/D转换器（13）的输出端与数字信号处理模块（14）的输入端相连接，数字信号处理模块（14）的输出端与计算机（15）相连接，本发明专利技术结构合理，解决了在轧辊轴承座极其有限的空间内安装布置检测装置的技术难题，同时能实现多通道高精度的检测和分析，检测精度高，并能长时间连续记录，能避免设备过载和超负荷运行，轧制稳定可靠。轧制稳定可靠。轧制稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统及检测方法


[0001]本专利技术涉及一种水平力检测系统及方法，尤其涉及一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统及检测方法，属于钢材轧制


技术介绍

[0002]轧辊设备是钢厂常用的生产设备，轧制高强度或特殊性能钢板时对轧辊设备的要求很高，为了获得足够大的轧制力，需采用小辊径工作辊，而当水平力过大时，该水平力会使得小辊径的工作辊容易超载弯曲，严重时甚至出现断裂。因此，对小辊径的水平力检测就显得非常重要，不仅影响着轧制生产质量，而且还决定着轧辊设备的安全。再加上小辊径轧辊横截面较小，轧辊轴承座的空间极其有限，对检测装置的安装布置存在很大的技术障碍，一直以来都没能有效的解决这一技术问题。
[0003]如果工作辊中心线没有相对中间辊及支撑辊向入口或向出口偏移一定距离，由于工作辊轴承座与机架窗口间留有的装配间隙，工作辊在轧制时，因前、后张力作用或其他干扰会在水平方向窜动，引起轧辊交叉而破坏稳定轧制，影响板厚、板形质量；而且还会产生很大的轴向力，增加止推轴承的异常工作载荷。当工作辊设置某偏移距，则在轧制时产生作用于工作辊的水平力，使工作辊两端的轴承座在带钢出口侧与机架窗口紧贴，从而消除了工作辊沿水平方向的窜动，保证轧制稳定。
[0004]偏移距的大小与作用于工作辊的水平力相关。我们知道，当我们轧制高强钢时，为了获得足够大的轧制力，需采用小辊径工作辊，当水平力过大时，该水平力会使得小辊径的工作辊容易超载弯曲，严重时甚至发生断裂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一个目的是针对轧制高强钢需要有足够的轧制力，采用小辊径工作辊容易超载弯曲，现有的轧辊设备结构简单，小辊径轧辊横截面较小，轧辊轴承座的空间极其有限，对检测装置的安装布置存在很大的技术障碍，无法实现对轧辊的水平力进行高精度检测，容易导致轧辊设备过载和超负荷运行的缺陷和不足，现提供一种结构合理，解决了在轧辊轴承座极其有限的空间内安装布置检测装置的技术难题，有效的克服了技术障碍，实现了对轧辊的水平力进行高精度检测，有效的保证了轧制设备长时间在安全范围内运行，能避免设备过载和超负荷运行的一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统。
[0006]本专利技术的第二个目的是针对现有的压力检测装置无法对小辊径工作辊的水平压力进行检测，无法实现多通道高精度的检测和分析的缺陷和不足，现提供一种能实现多通道高精度的检测和分析，检测精度高，并能长时间连续记录，抗干扰能力强的一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测方法。
[0007]为实现上述第一个目的，本专利技术的技术解决方案是：一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统，包括轴承座本体，轴承座本体成对设置并且在轴承座本体上开设有轧辊安装孔，轧辊安装孔内安装有轧辊，其特征在于：所述轴承座本体上靠近轧辊的两侧分别
安装有三个传感器，一对轧辊所对应的24组传感器信号经传感器线与信号放大器的输入端相连接，信号放大器的输出端经信号调理模块与A/D转换器的输入端相连接，A/D转换器的输出端与数字信号处理模块的输入端相连接，数字信号处理模块的输出端与计算机相连接。
[0008]进一步的，所述轴承座本体的两侧分别开设有衬板安装槽，衬板安装槽的槽底开设有三个传感器嵌入槽，传感器嵌入槽内开设有与轧辊安装孔相贯通的检测孔，传感器嵌入槽内分别安装有传感器，传感器的检测端通过检测孔与轧辊相配合，传感器嵌入槽内安装有固定传感器的衬板。
[0009]进一步的，所述衬板安装槽的槽底开设有三个传感器嵌入槽，传感器嵌入槽呈品字型对称分布。
[0010]进一步的，所述衬板的外轮廓为凸形金属板结构，传感器嵌入槽与衬板之间为传感器的安装空间，衬板上开设有多个衬板固定孔，衬板固定孔内安装有与轴承座本体相固定的螺栓。
[0011]进一步的，所述传感器采用应变式压力传感器，应变式压力传感器包括电阻应变片和弹性敏感元件，电阻应变片粘贴固定在弹性敏感元件上，弹性敏感元件与轧辊的外圆表面相配合。
[0012]进一步的，所述机箱内设置有包括信号放大器、信号调理模块、A/D转换器以及数字信号处理模块，机箱远离轧辊的传动侧。
[0013]进一步的，所述信号放大器所采用的电路为全桥惠斯通电路。
[0014]为实现本专利技术的第二个目的，一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测方法，其特征在于包括以下步骤：a、首先利用水平力计算模型来对传感器进行选型，选择最佳型号的传感器；b、将传感器分别安装在传感器嵌入槽内并固定好衬板，连接好传感器线和检测系统；c、24个传感器分别获取水平力模拟信号，24路水平力模拟信号经过8个信号放大器将24路水平力模拟信号合成8路，并通过信号放大器对这8路水平力模拟信号进行放大；d、随后将经信号放大器放大后的信号输入到信号调理模块，信号调理模块中的conpactDAQ的控制器部分可一边将数据记录到板载或可移动SD存储器，一边执行波形采集和在线软件分析，得出轧辊水平力的大小和方向；e、最后根据工作辊水平方向力的平衡关系，建立工作辊力和力矩的平衡方程，根据建立的水平力计算模型，将其他相关工艺参数代入水平力计算模型进行验证。
[0015]进一步的，所述步骤a中水平力计算模型如下：根据工作辊水平方向力的平衡关系，建立工作辊力和力矩的平衡方程，取工作辊受力平衡，其水平方向的力平衡方程为：
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（1）力矩平衡方程为：
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（2）工作辊和中间辊间作用力:
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（3）虑到轧辊与轴承之间受摩擦因素影响：
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（4）以及受力图中的几何关系，可得出、和三个夹角的计算式，因三个角度都很小，可近似等于其正弦值，
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（5）
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（6）
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（7）联合上式求解，得出水平力计算模型：。
[0016]进一步的，所述d步骤中采用LabVIEW软件配合conpactDAQ对数据进行采集、分析、可视化以及管理测量，LabVIEW软件采用模块划分、层次化以及多线程技术，来实现多通道数据采集、查询、显示和系统其他操作的并行执行，在程序中创建了负责数据采集的采样工作线程、负责定时保存数据的缓存工作线程和历史数据查询的查询工作线程。
[0017]本专利技术的有益效果是：1、本专利技术在轴承座本体的两侧开设有衬板安装槽，衬板安装槽的内侧面上开设有传感器嵌入槽，传感器嵌入槽内安装有固定传感器，并通过衬板进行固定，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统，包括轴承座本体（1），轴承座本体（1）成对设置并且在轴承座本体（1）上开设有轧辊安装孔（3），轧辊安装孔（3）内安装有轧辊（3），其特征在于：所述轴承座本体（1）上靠近轧辊（3）的两侧分别安装有三个传感器（8），一对轧辊（3）所对应的24组传感器信号经传感器线（9）与信号放大器（11）的输入端相连接，信号放大器（11）的输出端经信号调理模块（12）与A/D转换器（13）的输入端相连接，A/D转换器（13）的输出端与数字信号处理模块（14）的输入端相连接，数字信号处理模块（14）的输出端与计算机（15）相连接。2.根据权利要求1所述的一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统，其特征在于：所述轴承座本体（1）的两侧分别开设有衬板安装槽（4），衬板安装槽（4）的槽底开设有三个传感器嵌入槽（6），传感器嵌入槽（6）内开设有与轧辊安装孔（2）相贯通的检测孔（7），传感器嵌入槽（6）内分别安装有传感器（9），传感器（9）的检测端通过检测孔（7）与轧辊相配合，传感器嵌入槽（6）内安装有固定传感器（9）的衬板（5）。3.根据权利要求1所述的一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统，其特征在于：所述衬板安装槽（4）的槽底开设有三个传感器嵌入槽（6），传感器嵌入槽（6）呈品字型对称分布。4.根据权利要求1所述的一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统，其特征在于：所述衬板（5）的外轮廓为凸形金属板结构，传感器嵌入槽（6）与衬板（5）之间为传感器（8）的安装空间，衬板（5）上开设有多个衬板固定孔，衬板固定孔内安装有与轴承座本体（1）相固定的螺栓。5.根据权利要求1所述的一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统，其特征在于：所述传感器（8）采用应变式压力传感器，应变式压力传感器包括电阻应变片和弹性敏感元件，电阻应变片粘贴固定在弹性敏感元件上，弹性敏感元件与轧辊的外圆表面相配合。6.根据权利要求1所述的一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统，其特征在于：所述机箱（10）内设置有包括信号放大器（11）、信号调理模块（12）、A/D转换器（13）以及数字信号处理模块（14），机箱（10）远离轧辊（3）的传动侧。7.根据权利要求1所述的一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统，其特征在于：所述信号放大器（11）所采用的电路为全桥惠斯通电路。8.一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测方法，其特征在于包括以下步骤：a、首先利用水平力计算模型来对传感器（8）进行选型，选择最佳型号的传感器（8）；b、将传感器（8）分别安装在传感器嵌入槽（6）内并...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏军勇，徐志强，周威武，严国平，钟飞，李博，蔡一杰，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：