矫直机辊系压下量直接测量方法

摘要

本发明公开了一种矫直机辊系压下量直接测量方法，该测量方法能够直接测量，测量精度较高。该方法包括以下步骤：A、首先设置下辊系铰接点以及倾动辊系铰接点；将位置测量元件安装在下辊系铰接点和倾动辊系铰接点之间；并对测量元件进行零位标定；B、计算倾动辊系中首辊与末辊的中心距L1，L1＝t×(n-1)（mm），C、调整倾动辊系，使得倾动辊系整体调整之前的矫直辊中心连线与调整之后的矫直辊中心连线之间具有角度，计算倾动辊系中末辊的水平偏移量L2；计算理论压下量h3，计算测量误差量Δh4，Δh4＝h3-h1（mm）；E、通过位置测量元件测量得到测量压下量h2，计算实际压下量＝h2-Δh4-Δh1+Δh2+Δh3（mm）。该测量方法，可以实现直接测量，同时测量精度高，减少干扰因素。

权利要求

1.矫直机辊系压下量直接测量方法，其特征在于包括以下步骤：

A、首先在下矫直辊系(6)中相邻两个矫直辊的端部之间的中间位置设置下辊系铰接点(4)，倾动辊系(5)中与下辊系铰接点(4)对应的矫直辊的端部设置倾动辊系铰接点(1)；将位置测量元件(2)安装在下辊系铰接点(4)和倾动辊系铰接点(1)之间；并对位置测量元件(2)进行零位标定；

B、通过公式L1＝t×(n-1)(mm)，计算倾动辊系(5)中首辊与末辊的中心距L1，其中n表示倾动辊系(5)中矫直辊的个数；其中t是指倾动辊系(5)中相邻两矫直辊之间设计的理论距离；

C、调整倾动辊系(5)，使得倾动辊系(5)整体调整之前的矫直辊中心连线与调整之后的矫直辊中心连线之间具有角度，通过公式 计算倾动辊系(5)中末辊的水平偏移量L2；其中调整高度h1是指工作时倾动辊系(5)中末辊调整后与倾动辊系(5)中末辊调整前垂直方向上的高度差；

D、通过公式 计算理论压下量h3；通过公式Δh4＝h3-h1(mm)计算测量误差量Δh4；

E、通过位置测量元件(2)测量得到测量压下量h2；计算实际压下量＝h2-Δh4-Δh1+Δh2+Δh3(mm)；其中Δh1是指倾动辊系(5)中与下矫直辊系(6)中相互对应的矫直辊的磨削量，Δh2是指矫直辊轴承游隙，Δh3是指弯辊量，Δh4是指测量误差量。

2.如权利要求1所述的矫直机辊系压下量直接测量方法，其特征在于：在步骤A中，在位置测量元件(2)上安装保护套(3)。

说明书

矫直机辊系压下量直接测量方法

技术领域

[0001] 本发明专利涉及一种冶金行业中的矫直机辊系压下量测量方法，尤其适于一种板带材车间矫直机设备的辊系压下量直接测量方法。

背景技术

[0002] 公知的：我国冶金行业现有的矫直机矫辊系压下量依靠位移传感器进行测量方法有两种：

[0003] 第一种：依靠压下螺丝或压下液压缸装置的位移传感器进行辊系压下量测量；

[0004] 第二种：依靠螺丝与上受力架之间的液压调整单元装置的位移传感器进行辊系压下量测量。

[0005] 以上两种测量方法，压下量数值的设定受设备刚度、组件装配间隙、运动副运动间隙的影响。设备整体刚度可通过有限元分析方法对重要组件的刚度值进行计算，而该计算结果与实物实际情况存在一定偏差。同时压下量的数值还受到组件装配间隙及运动副运动间隙的影响，因计算繁琐，一般按照相关参数进行估值计算，得到的压下量精度低、准确性低。上述两种计算方法对一定厚度以下的钢板进行压下量的计算，因矫直力不是很大，不会对设备造成很大的威胁，且因辊系整体压下量较大，微小压下量的变化，对矫直后板形影响亦不会太大。但是对于特厚板，压下量数值的微小变化，均会对设备受力及矫直后板形造成非常大的影响，取值不当，存在损坏设备的风险。因此必须精确测量出矫直机辊系的压下量。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种能够直接测量，测量精度较高的矫直机辊系压下量直接测量方法。

[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：矫直机辊系压下量直接测量方法，包括以下步骤：

[0008] A、首先在下矫直辊系中相邻两个矫直辊的端部之间的中间位置设置下辊系铰接点，倾动辊系中与下辊系铰接点对应的矫直辊的端部设置倾动辊系铰接点；将位置测量元件安装在下辊系铰接点和倾动辊系铰接点之间；并对位置测量元件进行零位标定；

[0009] B、通过公式L1＝t×(n-1)(mm)，计算倾动辊系中首辊与末辊的中心距L1，其中n表示倾动辊系中下矫直辊的个数；其中t是指倾动辊系相邻两下矫直辊之间设计的理论距离；

[0010] C、调整倾动辊系，使得倾动辊系整体调整之前的矫直辊中心连线与调整之后的矫直辊中心连线之间具有角度，通过公式 计算倾动辊系中末辊的水平偏移量L2；其中调整高度h1是指工作时倾动辊系中末辊调整后与倾动辊系中末辊调整前垂直方向上的高度差；

[0011] D、通过公式 计算理论压下量h3；通过公式Δh4＝h3-h1(mm)计算测量误差量Δh4；

[0012] E、通过位置测量元件测量得到测量压下量h2；计算实际压下量＝h2-Δh4-Δh1+Δh2+Δh3(mm)；其中Δh1是指倾动辊系中与下矫直辊系中相互对应的矫直辊的磨削量，Δh2是指矫直辊轴承游隙，Δh3是指弯辊量，Δh4是指测量误差量。

[0013] 进一步的，在步骤A中在位置测量元件上安装保护套。

[0014] 本发明的有益效果：本发明所述的矫直机辊系压下量直接测量方法，通过将位置测量元件安装在下辊系铰接点和上辊系铰接之间，直接测量出压下量。同时根据相应的公式计算出理论压下量，由理论压下量和测量压下量计算出测量误差，通过测量误差对测量压下量进行修正使得测量精度更加准确。因此本发明所述的矫直机辊系压下量直接测量方法在实现直接测量的同时可以提高测量压下量的精度。

附图说明

[0015] 图1是本发明所提供的矫直机辊系压下量直接测量方法误差验证示意图；

[0016] 图2是本发明所提供的矫直机辊系压下量直接测量方法原理示意图；

[0017] 图中标示：1-倾动辊系铰接点，2-位置测量元件，3-保护套，4-下辊系铰接点，5-倾动辊系，6-下矫直辊系。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0019] 如图1，图2所示，矫直机辊系压下量直接测量方法，包括以下步骤：

[0020] A、首先在下矫直辊系6中相邻两个矫直辊的端部之间的中间位置设置下辊系铰接点4，倾动辊系5中与下辊系铰接点4对应的矫直辊的端部设置倾动辊系铰接点1；将位置测量元件2安装在下辊系铰接点4和倾动辊系铰接点1之间；并对位置测量元件2进行零位标定；

[0021] B、通过公式L1＝t×(n-1)(mm)，计算倾动辊系5中首辊与末辊的中心距L1，其中n表示倾动辊系中下矫直辊6的个数；其中t是指倾动辊系相邻两下矫直辊6之间设计的理论距离；

[0022] C、调整倾动辊系5，使得倾动辊系5整体调整之前的矫直辊中心连线与调整之后的矫直辊中心连线之间具有角度，通过公式 计算倾动辊系5中末辊的水平偏移量L2；其中调整高度h1是指工作时倾动辊系5中末辊调整后与倾动辊系5中末辊调整前垂直方向上的高度差；

[0023] D、通过公式 计算理论压下量h3；通过公式Δh4＝h3-h1(mm)计算测量误差量Δh4；

[0024] E、通过位置测量元件2测量得到测量压下量h2；计算实际压下量＝h2-Δh4-Δh1+Δh2+Δh3(mm)；其中Δh1是指倾动辊系5中与下矫直辊系6中相互对应的矫直辊的磨削量，Δh2是指矫直辊轴承游隙，Δh3是指弯辊量，Δh4是指测量误差量。

[0025] 上述矫直机辊系压下量直接测量方法在步骤A中对位置测量元件2进行了安装，并且对位置测量元件1进行了零位标定。

[0026] 在步骤B至步骤D中对矫直机的理论压下量进行了计算，在步骤C中首先对压下量进行了预设调整，通过对倾动轴系5进行调整，使得倾动轴系5整体调整之前的矫直辊中心连线与调整之后的矫直辊中心连线之间具有角度。因此倾动辊系5中末辊的压下量具有一个预设定值。所述的末辊为倾动辊系5中最右端的矫直辊。在步骤D中通过理论计算得到理论压下量，通过理论压下量h3与调整高度h1计算测量误差量Δh4。从而为最终得出准确的实际压下量做好计算准备。

[0027] 在步骤E中通过位置测量元件2测量得到测量压下量h2，然后通过公式：实际压下量＝h2-Δh4-Δh1+Δh2+Δh3(mm)，计算实际压下量。Δh1是指倾动辊系5中与下矫直辊系6中相互对应的矫直辊的磨削量，Δh2是指矫直辊轴承游隙，Δh3是指弯辊量，Δh4是指测量误差量。根据小变形理论对实际压下量进行计算时，水平偏移量L2忽略不计，通过公式：
实际压下量＝h2-Δh4-Δh1+Δh2+Δh3(mm)对压下量进行计算，其中测量误差量Δh4取值为0。该计算方式适用于当矫直机对厚度较薄的钢板进行矫直时，实际压下量的测量。因矫直力不是很大，不会对设备造成很大的威胁，且因辊系整体压下量较小，微小压下量的变化，对矫直后板形影响亦不会太大。根据大变形理论对实际压下量进行计算时，水平偏移量L2不能忽略不计。因此通过公式：实际压下量＝h2-Δh4-Δh1+Δh2+Δh3(mm)对实际压下量进行计算，其中Δh4取值不为0，从而有利于提高实际压下量的测量精度。该计算方式适用于当矫直机对厚度较厚的钢板进行矫直时实际压下量的计算。矫直机对厚度较厚的钢板进行矫直时，压下量数值的微小变化，均会对设备受力及矫直后板形造成非常大的影响，取值不当，存在损坏设备的风险。因此倾动辊系5的末辊的水平偏移量L2不能忽略不计，实际压下量应当根据大变形理论进行计算。实际压下量＝h2-Δh4-Δh1+Δh2+Δh3，公式中所述Δh3是指弯辊量，该数值主要针对有弯辊功能的矫直机，根据弯辊液压缸的伸出量可测量出该弯辊量Δh3，计算出的实际压下量为矫直辊中心线处的实际压下量。当Δh3取值为
0时，计算得到的压下量为矫直辊端部的实际压下量。

[0028] 上述矫直机辊系压下量直接测量方法的测量原理：首先对位置测量元件2进行了安装，通过位置测量元件2测量得到测量压下量h2，然后根据相关公式计算出理论压下量h3，通过理论压下量h3以及调整高度h1计算出测量误差量Δh4，最终通过位置测量元件2直接读数h2以及公式：实际压下量＝h2-Δh4-Δh1+Δh2+Δh3(mm)计算出实际压下量。

[0029] 常规的传统测量方法包括两种：第一种：依靠压下螺丝或压下液压缸装置的位移传感器进行辊系压下量测量；第二种：依靠螺丝与上受力架之间的液压调整单元装置的位移传感器进行辊系压下量测量。

[0030] 上述两种测量方法都是通过间接测量来测量压下量；间接测量时，辊缝的设定值与测量过程中所使用传感器的数值不为同一数值；即间接测量推算出的辊缝值与实际不符，在矫直模型中直观表现为压下量不同。

[0031] 以11辊矫直机为例，在不同情况下，给定板材宽度、厚度、屈服强度、过延伸系数的前提条件下，依据矫直模型，给出不同的压下量；观察在不同压下量的情况下，矫直力、第3辊扭矩、残余曲率的变化情况:

[0032] 表1-1，厚板矫直时，不同压下量的情况下，矫直力、第3辊扭矩的变化情况：

[0033]

[0034] 从表1-1中可以看出，压下量的微小变化对矫直力的影响较大；压下量的微小变化对第3辊扭矩的影响非常大，从而威胁到接轴的安全。

[0035] 表1-2，优化矫直时，不同压下量的情况下，残余曲率的变化情况：

[0036]

[0037] 从表1-2中可以看出，压下量的微小变化，对残余曲率起到非常重要的作用。

[0038] 因此通过常规的传统测量方法，测量出的压下量由于辊缝的设定值与侧量过程中所使用传感器的数值不为同一数值均存在一定误差，造成压下量的微小误差，从而导致矫直机矫直力的变化，板材的残余曲率变化等；影响整个矫直机的生产。

[0039] 本发明所述的矫直机辊系压下量直接测量方法相对于传统测量方法具有以下突出的优点：首先本发明所述的矫直机辊系压下量直接测量方法能够实现对矫直辊压下量的直接测量。避免了繁琐的计算。同时测量结果只受到测量误差的影响，不受设备的安装误差影响因此得到的压下量精度较高，准确性较高。从而避免压下量的微小误差对矫直机的各个参数造成影响。

[0040] 其次本发明所述的矫直机辊系压下量直接测量方法，通过计算得到理论压下量，由理论压下量h3以及调整高度h1计算出测量误差量Δh4。通过测量误差量Δh4对测量压下量h2的结果进行修正，使得测量结果更加精准。

[0041] 最后本发明所述的矫直机辊系压下量直接测量方法属于直接测量压下量的一种方法，相对于传统的测量方法是非显而易见的，不能通过传统的测量方法推导得出；同时由于常规的传统测量方法均为间接测量方法，因此矫直机辊系压下量直接测量方法也不是本领域技术人员常规的技术手段。

[0042] 为了防止位置测量元件2在测量的过程中受到水、氧化铁皮的腐蚀，进一步的，在步骤A中在位置测量元件2上安装保护套3。通过保护套3对位置测量元件2进行保护，避免了外界环境中的污染物对位置测量元件2造成腐蚀，同时也避免了外界环境对测量结果造成干扰。因此通过设置保护套3可以延长位置测量元件2的使用寿命，同时可以有效的保证测量精度。

[0043] 实施例一

[0044] 矫直机辊系压下量直接测量方法，包括以下步骤：

[0045] A、首先在下矫直辊系6中相邻两个矫直辊的端部之间的中间位置设置下辊系铰接点4，倾动辊系5中与下辊系铰接点4对应的矫直辊的端部设置倾动辊系铰接点1；将位置测量元件2安装在下辊系铰接点4和倾动辊系铰接点1之间；并对位置测量元件2进行零位标定；

[0046] B、通过公式L1＝t×(n-1)(mm)，计算倾动辊系5中首辊与末辊的中心距L1，其中n表示倾动辊系5中矫直辊的个数；其中t是指倾动辊系5中相邻两矫直辊之间设计的理论距离；

[0047] C、调整倾动辊系5，使得倾动辊系5整体调整之前的矫直辊中心连线与调整之后的矫直辊中心连线之间具有角度，通过公式 计算倾动辊系5中末辊的水平偏移量L2；其中调整高度h1是指工作时倾动辊系5中末辊调整后与倾动辊系5中末辊调整前垂直方向上的高度差；

[0048] D、通过公式 计算理论压下量h3；通过公式Δh4＝h3-h1(mm)计算测量误差量Δh4；

[0049] E、通过位置测量元件2测量得到测量压下量h2；计算实际压下量＝h2-Δh4-Δh1+Δh2+Δh3(mm)；其中Δh1是指倾动辊系5中与下矫直辊系6中相互对应的矫直辊的磨削量，Δh2是指矫直辊轴承游隙，Δh3是指弯辊量，Δh4是指测量误差量。

[0050] 通过上述矫直机辊系压下量直接测量方法的实施步骤对7辊、9辊、11辊以及13辊的矫直机辊系压下量进行测量。

[0051] 倾动辊系5相邻两矫直辊6之间设计的理论距离t取360mm(较大)，当取较小值时，误差值会随之减小。其中调整高度h1是指工作时倾动辊系5中末辊调整后与倾动辊系5中末辊调整前垂直方向上的高度差。依据辊数，各取值相对均较大，当取较小值时，误差值会随之减小。根据辊数各参数的具体取值以及按照较大变形理论计算的结果如表1-3所示。

[0052] 表1-3，7辊、9辊、11辊以及13辊的矫直机辊系压下量的测量结果[0053]

[0054] 表1-3，续表

[0055]

[0056] 在实际的矫直机对板材进行校正的过程主要是通过调整高度h1控制压下量，由于h1难于进行实际测量，因此h1的数值往往采用由位置测量元件2测量出的测量压下量h2计算得到的实际压下量数值。在实际的测量过程中位置测量元件2由于安装在下辊系铰接点4和倾动辊系铰接点1之间，在对倾动轴系5进行整体调整时，由于倾动轴系5会倾斜一定角度，产生一个向上的位移。因此位置测量元件2将测量得到一个测量压下量为h2。由于倾动辊系5倾斜了一定角度，因此会产生一个理论压下量h3，通过表1中调整高度h1的理论值与对应理论压下量h3的数值进行比较，可以得出理论压下量h3与调整高度h1的数值基本相等，理论计算误差小，精度较高。通过理论压下量h3与调整高度h1计算测量误差量Δh4。最终通过公式：实际压下量＝h2-Δh4-Δh1+Δh2+Δh3(mm)计算出实际压下量。调整高度h1采用实际压下量的数值对倾动辊系5进行调整。从而能够保证压下量的测量精度，避免了压下量的取值不当对设备造成损坏。

[0057] 通过本发明所述的矫直机辊系压下量直接测量方法，对7辊、9辊、11辊以及13辊的矫直机的倾动辊系5压下量进行了理论计算和测量，得到了表1-1的测量结果。通过表1-1中计算所得的理论压下量h3与调整高度h1的数值对比可以得出该方法理论计算误差小，精度较高。该矫直机辊系压下量直接测量方法，通过位置测量元件2对辊系的压下量进行直接测量得到测量压下量h2，因此可以有效的较少压下量的干扰因素。同时通过对理论压下量h3进行计算，由理论压下量h3与调整高度h1进行计算得到测量误差量Δh4。通过测量误差量Δh4对测量得到的测量压下量h2进行修正，最终得到实际压下量，保证了测量结果的准确性和精度。