[发明专利]一种用于测量电磁调控轧辊辊型曲线的装置及方法

说明书

一种用于测量电磁调控轧辊辊型曲线的装置及方法，其装置包括电磁调控轧辊、温度传感器、温度自补偿应变传感器和动态信号分析仪。其中温度传感器分别安装在电磁调控轧辊内部的电热胀棒和辊面上，温度自补偿应变传感器安装在辊面。温度传感器与温度自补偿应变传感器在轧辊轴向位置相同且等间距布置。测量方法为：首先获得温度自补偿应变传感器应变值随温度的变化函数，然后利用动态信号分析仪测量轧辊周向应变值和温度随加热时间的变化函数，获得真实轧辊周向应变值，将周向应变转换为径向应变值，获得轧辊半径随加热时间的函数，并绘制不同时刻轧辊辊型曲线。本发明可对轧辊辊面进行多点同时测量，具有装置简单，精度高，测量操作方便等优点。

技术领域

本发明涉及一种冷轧设备及方法。

背景技术

板形控制技术是冷轧板带的核心技术之一，特别是加工制造行业的快速发展，用户对轧制板带的几何形状和尺寸提出了更高的要求，进一步突出了板形控制的重要性。基本的板形控制方法有冷却液控制法、压下倾斜控制法、液压弯辊法，而常用的冷轧机型有HC/UC轧机、CVC系列轧机、PC轧机及森吉米尔轧机等。除此之外，还有利用液压技术改变轧辊辊型的VC轧辊和DSR轧辊。有人发明“一种可柔性调节辊型曲线的轧辊”(CN201210010260.8)(根据原理又可称为电磁调控轧辊)。该专利介绍了利用电热胀棒调整辊型的原理及控制电热胀棒温度的方法，但未给出测量辊型曲线的装置及方法。

对现有测量轧辊辊型曲线的方法进行研究，发现其大部分都是用于测量辊径不随时间变化的轧辊，虽然从原理上一些测量方法是可以测量辊径随时间变化的轧辊，但是测量精度较低。电磁调控轧辊随着电热胀棒持续加热，辊径在热-力共同作用下发生变化，变化量在微纳米级，需要极高的测量精度才能获得较为准确的辊型，显然现有的测试技术均无法对其进行有效测量，也无法获得轧辊辊型随加热时间的变化规律。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可获取电磁调控轧辊辊型曲线随加热时间变化规律的用于测量电磁调控轧辊辊型曲线的装置及方法。本发明可以对电磁调控轧辊中电热胀棒温度、辊面温度及辊面径向位移量进行实时测量。

本发明的装置主要包括电磁调控轧辊、温度传感器、温度自补偿应变传感器和动态信号分析仪。其中，电磁调控轧辊上有两处安装温度传感器，其一处设在电热胀棒上，即电热胀棒温度传感器，用于测量电热胀棒温度；其另一处设在辊面上，即辊面温度传感器，用于测量辊面温度，该设在辊面上的温度传感器从轧辊一端到另一端沿轴向等间距分布n个，它们排成与电磁调控轧辊轴线平行的一列。在电磁调控轧辊的辊面上还安装有温度自补偿应变传感器，其也是从轧辊一端到另一端沿轴向等间距分布n个，它们排成与电磁调控轧辊轴线平行的一列，但温度自补偿应变传感器为周向均布的4列，即同一轴向位置在周向均布4个温度自补偿应变传感器。辊面温度传感器第m个(1≤m≤n)与辊面温度自补偿应变传感器第m个位于同一轴向位置，同时温度自补偿应变传感器长度方向与辊的周向一致。温度自补偿应变传感器按1/4桥接线，所述每个温度自补偿应变传感器均通过温度自补偿应变信号线与动态信号分析仪相连，同样，每个辊面温度传感器均通过辊面温度信号线与动态信号分析仪相连，还有电热胀棒也通过电热胀棒温度信号线与动态信号分析仪相连。

本发明测量电磁调控轧辊辊型曲线的步骤如下：

步骤1：通过应变片性能测试装置，获得温度自补偿应变传感器在与轧辊材质相同材料上的应变热输出值与温度的函数关系ε_T＝f(T)，ε_T为温度引起应变值，T为温度。因为所述的温度自补偿应变传感器测量精度为1με，对温度敏感度小，但仍对测量结果有所干扰，需要去除温度干扰量，故而要获得温度自补偿应变传感器与温度的函数关系。

步骤2：将温度自补偿应变传感器和温度传感器安装在电磁调控轧辊相应位置，并进行平衡清零，检测各个传感器是否有异常。

步骤3：传感器无异常后，开始对电热胀棒加热，同时利用动态信号分析仪采集各个传感器数据，并记录。