检测轧辊机架的振动的方法技术

本发明专利技术涉及检测轧辊机架（１）振动的方法。轧辊机架（１）配有液压千斤顶（６）作为调节轧辊（４、５）的装置。液压千斤顶包括测量活动部分相对于固定部分的位置的可提供数字信号（ＰＯＳ）的传感器（６４）。根据本发明专利技术，通过直接观察位置信号（ＰＯＳ）并与时空窗口（Ｆ）进行对比来检测振动，时空窗口的大小作为待测频率的函数来确定。根据本发明专利技术，可定出适用于不同振动现象探测的不同观察窗口（Ｆ）。在连轧机中，本发明专利技术方法可观察到每个轧辊机架（１）的液压千斤顶（６）的位置信号（ＰＯＳ）由此可检测各机架振动的开始并确定该现象始于哪个机架。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于在各种材料的热轧和冷轧过程中检测轧辊机架(roll stand)的振动的方法。本专利技术可特别用于检测在带材形式的扁平轧材的轧制过程中特别是在使用连轧机(tandem mills)时影响厚度的振动。
技术介绍
冶金产品，特别是扁平轧材(例如金属板、条材或者带材)，不管它们由钢铁、铝还是其他材料或合金制成，其通常都是通过使用轧机(mill)进行轧制(rolling)来制造的，所述轧机是由至少一个轧辊机架形成的轧机和例如由一组连续排列以形成为公知的连轧机串(tandem milltrain)的机架形成的轧机。通常，轧辊机架包括大的旋转质量块(rotating mass)，例如工作辊(working roll)和支承辊(backing roll)，以及减速装置。这些质量块在不被注意的情况下就会开始振动，特别是在高速轧制中。在冷连轧机系列中尤其显著的、有时被成为“震颤(chatter)”的这一现象类似于共振现象，因为对于给定的轧辊机架，它会以基本上固定的频率产生振动并且该现象在超过了特定的速度阈值时就会发生。这一现象会导致带材的厚度不规则或使得带材破裂，或者在辊子上留下疤痕。这样更加影响生产，因为可以应用的最直接的补救方法是降低轧制速度。人们对这些振动的起因知道得很少，但是它似乎主要是由于机架中带材向上和向下的牵引力之间的相互作用以及机架的厚度减小过程而造成的。为了更好地理解这些现象，对轧辊机架的行为建立了模型，并在其上设置了加速度计。从这些试验中得到的模拟和测量显示出，一方面，最主要的振动干扰具有处在100赫兹到250赫兹的频段(3倍频程)以及500赫兹到700赫兹的频段(5倍频程)中的频率。另外，这两类振动的效果似乎并不相同，因为已经证实3倍频程的振动会导致厚度缺陷以及带材的破裂，而5倍频程的振动会在支承辊上产生疤痕。此外，由于精确的轧制条件，振动并不总是开始于相同的频率但是会处于上述范围之一中。为了克服这种震颤现象的缺点，需要尽快检测到这种振动的出现，以采取必要的校正措施，例如降低轧制速度。为了实现这一点，在例如BE 890928中已经提出在机架上设置加速度计、将其发出的信号滤波至合适的频带，以及当经过滤波的信号超过特定阈值时触发校正动作。这种方式使得最重要的损坏(例如带材的破裂)得以避免。然而，加速度计型的传感器对于所有的加速度都非常敏感，并且其信号通常受到背景噪声的干扰。因此，通常将其尽可能地安装在所不期望的振动可能发生的位置。还提出将其安装在轧辊的轴承处，这样就必须装备所有的轴承组，并且在辊子的每个转换处重新建立连接。近来，已经可以将这些传感器安装在轧辊机架的顶部并且记录工作信号，接下来重要的是对信号进行处理，以选取并检测所得到的伪信号(artefact)。然而这一用于消除背景噪声的信号处理过程会产生延迟，该延迟会影响警报触发和在所需时刻的相关动作。另外，频带内简单的处理不能使具有有害起因的振动的频率与那些由设备的某些转动质量块所产生的正常振动的频率相区分。在更近的申请EP1 125 649中，通过提出对来自于话筒的声学信号进行处理来试图补偿这些缺点。由此解决了传感器位置的问题以及其易损性，但是信号处理的问题仍然存在，因为话筒会检测存在的所有声学频率，并且该信号受到主背景噪声的干扰。为了消除背景噪声，该申请提出了一种基于多种方法结合的信号处理方法，其目的是确定有害振动的产生。为了实现这一目的，其结合了带通滤波器、峰值检波、共振因子计算、傅立叶分析，并且在当这些参数之一或者其组合超出预定频带中的特定阈值时触发报警。这一方法仍然存在缺点，因为用于处理信号的时间过长，并且其主要是检测轧机机架的振动开始点的发散(divergence)。最近观察到可以产生无发散的振动，所述振动损害了轧制轧材的厚度或表面状态。另外，由于每个机架的轧制力和每个机架的上下牵引力之间的相互作用，振动现象通常会在一个机架中产生并且传递到其他的机架。上述所提出的装置只能检测连轧机的机架作为一个整体所发出的声学频率，而不能直接将机架彼此区分开来。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过提出一种基于测量信号工作的新的检测方法来解决这些问题，该方法不具有上述缺点，并且特别是不需要进行用于产生振动检测信号的初步处理。在根据本专利技术的方法中，使用了形成现代轧辊机架的部件和传感器，即，装备有高分辨率数字位置传感器的液压调节千斤顶，其精度通常至少为1微米。本专利技术人发现，由于通过组成轧辊机架的整套辊子和液压调节千斤顶的振动传输的无法预期的效果，位置传感器的信号受到振动的干扰。多个补充试验以非常可靠和详确的方式证实了位置信号在频率和幅度方面完全受振动的调制。在振动开始产生时即出现调制，并且幅度根据振动的变化而变化，振动的变化叠加在由系统的运动产生的用于调节厚度的信号的幅度变化上。因此能够提供一种用于通过观察液压调节千斤顶的位置传感器的测量信号来检测装备有液压调节装置的轧辊机架的振动的方法，该数字位置信号去除了全部背景噪声，通常通过采样操作来对其进行观测，所述采样操作的周期在毫秒量级，并且只需在给定的时间间隔内直接观察其幅度变化。不需要使用将会导致相对于待被检测的振动有几个周期延迟的滤波器。在本专利技术的方法中，所述位置传感器的所述测量信号(POS)被实时且永久地存储，所述信号的采样被直接与时空观察窗口(F)相比较，所述窗口的维度和所述采样的大小被选择作为所述轧辊机架和待被检测的振动的频率的函数，并且当所述信号采样不包含在所述窗口(F)内时触发振动检测信号。根据本专利技术的方法，观察窗口(F)的所述时间维度可具有足够的时间长度以包含用来表示待被检测的振动现象的位置信号的采样，如果所述现象对位置信号产生了干扰并且从而也包含在所述采样中。在本专利技术方法的实践方式中，观察窗口(F)的所述时间维度可具有这样的长度，即其至少等于相当于待被检测的振动现象的信号的2个周期的时间。根据本专利技术的方法，观察窗口(F)的高度具有这样的空间维度，它可表现出大于所述液压调节千斤顶的位置测量信号(POS)的最大重复变化的幅度的大小。在本专利技术方法的实践方式中，观察窗口(F)的高度具有这样的空间维度，它可表现出大于4微米的液压调节千斤顶的位置测量信号(POS)的幅度。根据本专利技术的检测方法，记录液压调节千斤顶的位置测量信号(POS)的幅度超出所述观察窗口(F)的次数并且当液压调节千斤顶的位置测量信号(POS)的幅度超过所述观察窗口(F)的次数大于所述轧辊机架的控制系统允许的最大幅度的校正动作期间通常观察到的次数时，发出进行振动检测的信号。在一般方式中，并且根据本专利技术的方法，当液压调节千斤顶的位置测量信号(POS)的幅度超出所述观察窗口(F)的次数大于2时，发出进行振动检测的信号。根据本专利技术方法的一个改进所述，对于触发了振动检测信号的所述观察窗口，测量每个超出量相对于所述窗口(F)的维度的幅度，并且对于触发了振动检测信号的所述观察窗口，在同一观察窗口(F)中确定每个超出量的幅度变化的斜率(D)。根据本专利技术方法的一种变型所述，对于触发了振动检测信号的所述观察窗口，在不同的观察窗口(F)中确定每个超出量的幅度变化的斜率。仍然根据本专利技术所述，所述方法被用于连轧机的每个机架，以用来决定每本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测轧辊机架（１）的振动的方法，所述轧辊机架包括两个支柱（２、２’），每个所述支柱形成环形，并且在所述支柱之间设置有一组轧辊，所述轧辊由至少两个工作辊（４、４’）形成，用于减小待被轧制的轧材（Ｐ）的厚度，所述工作辊叠置在一个构成调节面的基本上竖直的平面（Ｓ）内，并且被安装为在形成有轴承的轴承座（４１、４１’、５１、５１’）中转动，所述轴承的轴承座被安装成能够在由所述支柱的直立部分（２１、２２）支撑的导引面之间竖直滑动，所述轧辊机架包括用于通过液压千斤顶（６、６’）来调节辊子的装置，所述液压千斤顶抵靠在每个所述支柱的水平部分（２３、２３’）上，并且在所述辊子的轴承座上施加调节力，所述液压千斤顶还包括位置传感器（６４），所述位置传感器在每个瞬时提供所述液压千斤顶的活动部分（６２）和所述轴承座（５１）相对于所述液压千斤顶的固定部分（６１）和所述每个支柱的所述水平部分（２３）的位置的信号表示（ＰＯＳ），所述方法的特征在于，所述位置传感器的所述测量信号（ＰＯＳ）被实时和永久地存储，其中所述信号的采样被直接与时空观察窗口（Ｆ）相比较，所述采样的大小和所述窗口的维度被选择作为所述轧辊机架和待被检测的振动的频率的函数，并且其中当所述信号采样不包含在所述窗口（Ｆ）内时触发振动检测信号。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：米歇尔阿比卡拉姆，埃米利奥洛佩斯萨比奥，
申请(专利权)人：韦克莱奇姆公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]