用於確定帶特別是鋼帶和金屬帶中表面均勻度誤差的方法及表面均勻度測量輥的製作方法

2023-05-20 11:46:46

專利名稱：用於確定帶特別是鋼帶和金屬帶中表面均勻度誤差的方法及表面均勻度測量輥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於當帶例如通過帶處理線或者軋機機組時，確定所述帶，特別是鋼帶和金屬帶的表面均勻度誤差的方法。
背景技術：
這種方法的實施從例如EP 1 369 186A2中已經了解，在EP 1 369186A2中一種表面均勻度(evenness)測量輥具有至少一個結合的梁式傳感器(beam sensor)，該梁式傳感器在輥子的長度上沿縱向以波形線或者直線延伸，以便確定帶作用在所述輥子上的張力，該帶部分地包圍在傳感器輥子周圍，其中，在確定張力的過程中，具有開始區域和終止區域的梁式傳感器至少偶爾處於接觸弧內，該接觸弧由帶形成並且其端部支撐在測力傳感器和/或力傳遞器上。
梁式傳感器在兩個預緊螺栓的輔助下固定在輥身上，這兩個預緊螺栓通過力傳遞器內部鏜孔被導向且向力傳遞器施加一個預定的預緊力。這種方法還在實現力傳遞器的徑向壓緊的和形成環面的蓋中為人所知(又見DE 42 36 657 C2)。
力傳遞器為壓電晶體，該壓電晶體需要一個偏壓以便能夠測量壓力。然而穿過預緊螺栓的壓電晶體必然產生一個力分流(force shunt)，這樣並非所有的被測力都傳入力傳遞器中，而是其一部分傳入預緊螺栓中。力分流可以高達30％。儘管力分流的影響在最初可以與通過校準將其濾出後一樣，然而力分流保持為常量。然而實際上存在力分流的大小在操作過程中發生改變的危險，例如由於溫度的改變而發生變化，從而歪曲了測量結果。另外被測信號將不與全部被測力一致。必須好好考慮用作力傳遞器應變片，該力傳遞器應變片不需要偏壓，從而不會產生力分流。然而，這種應變片與壓電晶體相比具有相對小的測量精度。

發明內容
本發明是以限定一種方法和一種表面均勻度測量輥的技術問題為基礎的，該方法和表面均勻度測量輥用於確定帶特別是鋼帶和金屬帶的表面均勻度誤差，按照該方法壓電晶體可以用作不具有無益的力分流的力傳遞器。
為了實現這個目的，本發明的主題是一種用於確定帶特別是鋼帶和金屬帶的表面均勻度測量誤差的方法，在對帶的帶寬上拉伸應力分布的測量過程中，帶以一個預定的接觸弧包圍在一個表面均勻度測量輥周圍，從而向表面均勻度測量輥施加局部壓力，其中該帶在其整個寬度上承受拉伸應力，該局部壓力對應於帶寬方向上的局部縱向拉伸應力分布，通過該局部壓力可以確定帶中的拉伸應力分布，其中表面均勻度測量輥包括至少一個測頭，該測頭具有兩個部分測量傳遞器，這兩個部分測量傳遞器結合在一起並分別在輥罩中偏置180°且分別支撐在兩個力傳遞器上，並進一步通過一個圓周運動間隙與輥罩分開，並通過至少一根拉杆相互固定，其中每個部分測頭中的力傳遞器的測量值加在一起，然後兩個部分測頭的總值相減，這樣得到的測量值的差與總的局部壓力減去測頭和/或其部分測頭的重量相一致。本發明的這些測量提供對局部壓力的完全沒有力分流的測量。實際上考慮到最優的動態響應特性和力傳遞器的足夠剛度，按照本發明的方法的特徵在於高測量精度。由於兩個部分測頭相對彼此偏置180°布置，兩個部分測頭的離心力將自我抵消，該離心力在輥子高轉速下可以達到被測力的數量級。再者，在校準測量過程中，存在將測頭重量確定為輥子轉矩角的函數而不含壓力的機會，並且使用所述重量作為被測值分析的校正函數。重量分量描述了一種同時被測的傳感器輥子轉矩角的正弦函數。通過單次校準可以將一個校正函數確定為轉矩角的函數，這樣重量對測量的影響被抵消。因此在預定轉矩角上的被測力可以完全通過力傳遞器的被測信號來確定。實際上在對帶測量的情況下，被校正的被測信號與局部壓力完全一致。
此外本發明的主題是一種表面均勻度傳感器輥子，該表面均勻度傳感器輥子用於實施按照本發明的方法，從而在所述帶例如通過帶處理線或軋機機組時，用來確定帶特別是鋼帶和金屬帶的表面均勻度誤差，並且包括至少一個具有兩個部分測頭的測頭，該部分測頭結合在一起並分別在輥罩中偏置180°且支撐在兩個力傳遞器上，並通過一個圓周運動間隙與輥罩分離，並通過至少一根拉杆相互固定，其中在整個帶寬上對帶的拉伸應力分布進行測量的過程中，帶以一個預定的接觸弧包圍在一個表面均勻度傳感器輥子周圍，從而向表面均勻度傳感器輥子施加局部壓力，其中該帶在其整個寬度上承受拉伸應力，該局部壓力對應於帶寬方向上的局部縱向拉伸應力分布，通過該局部壓力可以確定帶的拉伸應力的分布。為了正確並且完全地檢測測量壓力，位於帶包圍區域的部分測頭上力傳遞器的被測信號總和首先被計算出來。從這個值中減去相對布置的部分測頭上力傳遞器的被測信號總和與測頭從而是兩個局部測頭的重量。部分測頭可以是淚珠形的並且分別沿中心方向支撐在力傳遞器上。然而按照本發明的一種優選實施例，部分測頭由梁式傳感器形成，並且支撐在力傳遞器的梁端部區域。力傳遞器以壓電石英形成。梁式傳感器可以布置成直線或者相對於輥子軸傾斜。通過傾斜配置，其結果是梁式傳感器的波形發展。在局部測頭包圍運動間隙內可以插入永久性彈性粘合劑和/或一個密封件或者在測頭為圓形實施例的情況下插入一個O形圈。有利地，測頭包括兩個以上的部分測頭，從而輥子每轉的測量數目得以增加。優選地，在測頭和/或其部分測頭上覆蓋一層金屬箔，該金屬箔粘合連接在輥子頂面上，以防止在被壓緊的帶區域上產生剪切應力。在按照本發明的表面均勻度傳感器輥子包括一個由橡膠、合成材料或者硬質合金製成的外殼時使用同樣的金屬箔。最後在每個帶寬區域上布置兩個或者更多的測頭，這樣在輥子每轉中的測量數目也得以增加。


隨後是在以一個示例性的實施例的圖示的基礎上，對本發明更加詳細的說明。在附圖中圖1示出了一個表面均勻度傳感器輥子的示意性平面視圖，該表面均勻度傳感器包括作為部分測頭的梁式傳感器，圖2示出了通過按照圖1的主題的一個A-A剖視圖，該剖視圖包括下半張圖，該下半張圖局限於剖面內，圖3示出了按照圖1的主題的一種修改實施例，該修改實施例包括圓形部分測頭，圖4示出了通過按照圖3的主題的一個徑向剖視圖，該剖面位於部分測頭區域，以及圖5示出了按照圖2的主題的力簡圖。
具體實施例方式
在圖1到4中示出了一種表面均勻度傳感器輥子1，該表面均勻度傳感器輥子1用於當帶2通過例如通過帶處理線或者軋機機組時，確定帶2中特別是鋼帶和金屬帶中的表面均勻度誤差。這種表面均勻度傳感器輥子包括至少一個具有兩個部分測頭的測頭3，該部分測頭結合在一起並分別在輥罩中偏置180°且支撐在兩個力傳遞器上，並通過一個圓周運動間隙6與輥罩5分開，並通過至少一根拉杆7相互固定，其中在整個帶寬上對帶2的拉伸應力分布進行測量的過程中，帶2以一個預定的接觸弧包圍在一個表面均勻度傳感器輥子1周圍，從而向表面均勻度傳感器輥子1施加局部壓力，其中該帶2在其整個寬度上承受拉伸應力，該局部壓力對應於帶寬方向的局部縱向拉伸應力分布，通過該局部壓力可以確定帶中的拉伸應力分布。在按照圖1和2的實施例的情況中，部分測頭3a、3b形成梁式傳感器的形式，並且支撐在力傳遞器4的梁端部區域上。在按照圖3和4的實施例的情況中，局部測頭3a、3b包括一個圓形形式，並且分別沿中心方向支撐在力傳遞器4上。力傳遞器4由壓電晶體形成。
在具有梁式傳感器的實施例的情況中，梁式傳感器相對於輥子軸8傾斜布置，並且因此呈現出波形發展。優選地，在每個帶寬區域上配置兩個或者更多測頭3。為了容納測頭3和/或它們的部分測頭，輥身具有切口9，其中部分測頭3a、3b與輥子頂面對齊並且形成一個非常狹窄的運動間隙6，部分測頭3a、3b包圍該切口。
在Z方向上作用在測頭和/或它的部分測頭上3a、3b上的力在圖5中示出，因此下式適用FG，I＝FG，IIFFlieh，I＝FFlieh，IIF＝0-＞FMess＝FIL+FIR+FIIL+FIIR-2FG，I關於力傳感器下式適用FS，IL＝FIL；FS，IR＝FIR；-＞FMess＝∑FSI-∑FSII-2FG，I
權利要求
1.一種用於確定帶特別是鋼帶和金屬帶中表面均勻度誤差的方法，在對帶的整個帶寬上拉伸應力分布的測量過程中，帶以一個預定的接觸弧包圍在一個表面均勻度傳感器輥子周圍，從而向表面均勻度傳感器輥子施加局部壓力，其中該帶在其整個帶寬上承受應力，該局部壓力對應於帶寬區域上的局部縱向拉伸應力分布，通過該局部壓力可以確定帶的拉伸應力分布，其中表面均勻度傳感器輥子包括至少一個具有兩個部分測頭的測頭，這兩個部分測頭結合在一起並分別在輥罩中偏置180°且分別支撐在兩個力傳遞器上，並進一步通過圓周運動間隙與輥罩分離，且通過至少一根拉杆相互固定，進一步地，部分測頭中每一個的力傳遞器的測量值加在一起，然後兩個部分測頭的總值相減，因此得到的測量值的差與總的局部壓力減去測頭的重量相一致。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，測頭的重量在校準測量中被確定為輥子轉矩角的函數，而不包括壓力，且用作被測變量分析的校正函數。
3.用於實施如權利要求1或2所述方法的表面均勻度傳感器輥子(1)，其具有至少一個包括部分測頭的測頭(3)，該部分測頭結合在一起並分別在輥罩(5)中偏置180°且支撐在兩個力傳遞器上，並進一步地通過圓周運動間隙(6)與輥罩(5)分離，並通過至少一根拉杆(7)相互固定，其中在整個帶寬上對帶的拉伸應力分布進行測量的過程中，帶(2)以一個預定的接觸弧包圍在一個表面均勻度傳感器輥子(1)周圍，從而向表面均勻度傳感器輥子施加壓力，其中該帶(2)在其整個帶寬上承受拉伸應力，該壓力對應於帶寬方向上的局部縱向拉伸應力分布，通過該壓力可以確定帶中的拉伸應力分布。
4.如權利要求3所述的表面均勻度傳感器輥子，其特徵在於，部分測頭(3a、3b)為圓形並且分別沿中心方向支撐在力傳遞器(4)上。
5.如權利要求3所述的表面均勻度傳感器輥子，其特徵在於，部分測頭(3a、3b)形成為梁式傳感器，並且支撐在力傳遞器(4)的梁端部區域上。
6.如權利要求3到5之一所述的表面均勻度傳感器輥子，其特徵在於，力傳遞器(4)由壓電晶體形成。
7.如權利要求3、5或6之一所述的表面均勻度傳感器輥子，其特徵在於，梁式傳感器以直線布置或者相對於輥子軸(8)傾斜布置。
8.如權利要求3到7之一所述的表面均勻度傳感器輥子，其特徵在於，在部分測頭(3a、3b)包圍運動間隙(6)內插入永久彈性粘合劑和/或密封件。
9.如權利要求3到8之一所述的表面均勻度傳感器輥子，其特徵在於，測頭(3)包括兩個以上的部分測頭(3a、3b)。
10.如權利要求3到9之一所述的表面均勻度傳感器輥子，其特徵在於，測頭(3)和/或它們的部分測頭(3a、3b)由金屬箔覆蓋。
11.如權利要求3到10之一所述的表面均勻度傳感器輥子，其特徵在於，一個由橡膠、合成材料或硬質合金製成的外殼。
12.如權利要求3到11之一所述的表面均勻度傳感器輥子，其特徵在於，兩個或多個測頭(3)布置在每個帶寬區域上。
全文摘要
本發明涉及一種方法及一種表面均勻度測量輥，用於確定鋼帶和金屬帶中的表面均勻度測量誤差，該表面均勻度測量輥包括至少一個具有部分測頭的測頭，這些部分測頭結合在一起並分別在輥罩中偏置180°且分別支撐在兩個力傳遞器上，並還通過一個圓周運動間隙與輥罩分離，並通過至少一根拉杆相互固定，其中在整個帶寬上對帶進行拉伸應力分布測量的過程中，帶以一個預定的接觸弧包圍在表面均勻度測量輥的周圍，從而在表面均勻度測量輥上施加壓力，該帶在整個帶寬上承受張力，通過該壓力可以確定帶中張力的分布。
文檔編號B21B37/28GK1657192SQ20051000939
公開日2005年8月24日 申請日期2005年2月18日 優先權日2004年2月20日
發明者A·諾埃 申請人:礦山機械和軋鋼機械製造有限公司