一種帶有自動移位功能的振動檢測裝置的製作方法

2023-05-30 11:14:36

專利名稱：一種帶有自動移位功能的振動檢測裝置的製作方法
專利說明 本實用新型涉及一種振動檢測裝置，尤其是一種非接觸式用於監測軋機工作輥振動狀態的、帶有自動位置跟蹤功能的傳感器系統。軋機振動是一個世界範圍內普遍存在的難題，嚴重影響板帶材的表面質量。為了控制軋機的振動，對軋機工作輥振動進行狀態監測是關鍵。由於軋機運行工況複雜、空間小且軋制過程中軋輥高速旋轉，目前的軋機監測系統均採用對工作輥軸承座的振動狀態進行監測。在實際的軋制過程中，工作輥的軸承座並不跟隨工作輥一起運動，工作輥軸承座的振動並不能真實的反映工作輥運行狀態。對軋輥進行監測的方法主要有採用雷射測距儀通過監測輥面至光纖傳感器的距離監測工作輥振動；通過輥面與超聲波換能器之間的距離變化反映輥型的變化；利用沿軋輥軸向排列的多個渦流測距儀，測量輥面與傳感器之間距離的變化反應輥型號的變法。上述方法均存在造價高、需要進行多種補償、測試電路複雜、不易安裝等缺點。為了克服上述缺陷，特提出本實用新型。
本實用新型包括驅動機構、執行機構、檢測元件、控制機構和輔助裝置，由控制機構向驅動機構發送控制信號，驅動執行機構直線運動，實現檢測元件的單自由度進給或退回初始位置，將檢測元件送至有效測量範圍內，準確定位後自鎖。
為確保檢測元件工作在線性區，提高裝置的控制性能和定位精度，執行機構採用滾珠絲槓副，驅動機構採用伺服電機或步進電機，控制機構由檢測元件及前置器、A/D轉換器、單片機構成閉環隨動系統，由控制機構控制驅動機構，使檢測元件與工作輥保持最佳測試距離，實現檢測元件的自動移位，檢測元件為非接觸式傳感器如電渦流傳感器，控制機構為單片機。
軋機工作輥的振動位移是微米級，為避免採集到的信號失真，要求定位後檢測元件無軸向竄動，本實用新型採用雙螺母預緊結構消除滾珠絲槓副中螺母的軸向間隙，並在導杆上套裝組合碟簧以確保檢測元件不產生軸向竄動。工作時，電機驅動後帶動絲槓旋轉，使螺母及工作檯直線運動，實現傳感器的單自由度進給，將傳感器送至有效測量範圍內，準確定位後自鎖。監測結束後電機反轉，傳感器退回初始位置。
本實用新型運用非接觸式傳感器直接檢測軋制過程中工作輥的振動狀態，測試過程中能自適應調整傳感器的工作位置到最佳狀態，抬輥、換輥時傳感器能自動退回至初始位置，不幹擾生產的正常進行。相對於傳統的檢測工作輥軸承座的方法，本實用新型能更真實、準確地反映工作輥的運行狀態；由單片機控制的閉環隨動系統，具有快速的動態響應，控制性能好，自動化程度高，整個檢測過程不需人工幹預，在傳感器的選型上，選用常用的非接觸式傳感器，如電渦流傳感器等，不需要選用價格昂貴的雷射式或光纖式等智能傳感器，大大降低了成本。使用本實用新型可以構建軋輥振動分布式監測系統，多點監測軋機上、下工作輥和支撐輥的振動狀態。本實用新型還可用於其它迴轉機械的轉軸振動狀態檢測。

圖1本實用新型結構示意圖。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
驅動機構採用步進電機1，電機1固定在電機基座2上，通過聯軸器3與工作檯4相聯接，執行機構採用傳動精度高、效率高的滾珠絲槓副6，工作檯4通過螺釘固定在滾珠絲槓副6上，傳感器選用非接觸式電渦流傳感器，將傳感器探頭11卡裝在支架5上，支架5與工作檯4採用螺釘聯接，步進電機及驅動器由單片機控制，滾珠絲槓副6通過軸承安裝在絲槓襯託8上，軸承通過卡簧軸向定位，導杆7通過螺母固定在絲槓襯託8上，工作檯4與導杆7採用銅套10配合，監測前由單片機向驅動器提供兩路控制信號，一路為控制脈衝方波信號，一路為正、反轉控制方向電平信號，電機驅動後帶動絲槓旋轉，使螺母及工作檯直線運動，實現電渦流傳感器探頭11的單自由度進給，將傳感器送至有效測量範圍內，準確定位後自鎖。導杆7除了起導向作用外，還能增加絲槓的剛性。監測結束後電機反轉，電渦流傳感器退回原狀態。
軋機工作輥的振動位移是微米級，為避免採集到的信號失真，要求定位後電渦流傳感器無軸向竄動，本實用新型採用雙螺母預緊結構消除滾珠絲槓副中螺母的軸向間隙，並在導杆上套裝組合碟簧9以確保傳感器不產生軸向竄動。
為確保電渦流傳感器工作在線性中點區，由傳感器及前置器、A/D轉換、單片機構成閉環隨動系統，由單片機控制驅動電機，使傳感器與工作輥保持最佳測試距離。換輥時傳感器退回初始位置，結束監測。
工作時，電機驅動後帶動絲槓旋轉，使螺母及工作檯直線運動，實現電渦流傳感器的單自由度進給，將傳感器探頭送至有效測量範圍內，準確定位後自鎖。監測結束後電機反轉，電渦流傳感器退回初始位置。
權利要求1.一種帶有自動移位功能的振動檢測裝置，其特點在於本實用新型包括驅動機構、執行機構、檢測元件、控制機構和輔助裝置，由控制機構向驅動機構發送控制信號，驅動執行機構直線運動，實現檢測元件的單自由度進給或退回初始位置，將檢測元件送至有效測量範圍內，準確定位後自鎖。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述的執行機構採用滾珠絲槓副，驅動機構採用伺服電機或步進電機，控制機構由檢測元件及前置器、A/D轉換器、單片機構成閉環隨動系統，由控制機構控制驅動機構，使檢測元件與工作輥保持最佳測試距離，實現檢測元件的自動移位，檢測元件為非接觸式傳感器如電渦流傳感器，控制機構為單片機。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於本實用新型採用雙螺母預緊結構消除滾珠絲槓副中螺母的軸向間隙，並在導杆上套裝組合碟簧以確保檢測元件不產生軸向竄動。
專利摘要一種帶有自動移位功能的振動檢測裝置。本實用新型包括驅動機構、執行機構、檢測元件、控制機構和輔助裝置，由控制機構向驅動機構發送控制信號，驅動執行機構直線運動，實現檢測元件的單自由度進給或退回初始位置，將檢測元件送至有效測量範圍內，準確定位後自鎖。相對於傳統的檢測工作輥軸承座的方法，本實用新型能更真實、準確地反映工作輥的運行狀態；由單片機控制的閉環隨動系統，具有快速的動態響應，控制性能好，自動化程度高，整個檢測過程不需人工幹預。具有成本低、檢測精度高的特點。
文檔編號G01H1/00GK2532468SQ02223409
公開日2003年1月22日 申請日期2002年2月4日 優先權日2002年2月4日
發明者段吉安, 吳運新, 張希林, 嚴珩志, 唐華平, 隆志力 申請人:中南大學