УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВОДКИ ПОЛОСЫ Российский патент 2010 года по МПК B21B39/02 B21B38/08 B22D11/20 

Изобретение относится к устройству для проводки полосы, в частности проводки металлической полосы, посредством одного или нескольких роликов. При этом измеряют усилие, действующее на ролики во время проводки полосы, то есть при их нахождении под нагрузкой.

Такие устройства известны из уровня техники, например из EP 0539784 B2. В этом европейском патенте раскрывается установка непрерывной разливки, в которой ролики устройства роликовой проводки устанавливаются с помощью гидроцилиндров. Для измерения механических нагрузок, действующих во время работы устройства роликовой проводки на его отдельные ролики, для каждого ролика устанавливается измеритель нагрузки или динамометрический датчик. При этом динамометрический датчик устанавливается между подшипниковым блоком, в котором установлен ролик, и сегментной траверсой.

Кроме того, из уровня техники известны следующие публикации: DE 4121116 A1, „Sensitive measurement of roll separation forces", Steel Times International, DMG World Media, Lewes, GB, Bd. 14, Nr.4, 01. Juli 1990, c.31, ХР000161372 ISSN: 0143-7798, US 2050106 A и DE 3422766 A1, также относящиеся к указанному типу. В частности, все эти указанные публикации раскрывают устройство для проводки металлической ленты с помощью подшипникового блока, в котором ролик для проводки полосы установлен с возможностью вращения. Кроме того, устройство содержит датчик для измерения деформации подшипникового блока при проводке полосы и вычислительное приспособление для расчета усилия, действующего на ролик, на основе деформации подшипникового блока, измеряемой датчиком.

Исходя из уровня техники, в основу изобретения положена задача усовершенствования устройства для проводки металлической полосы так, чтобы датчик и/или вычислительное приспособление, с одной стороны, были установлены поблизости от места измеряемой деформации, а с другой - были защищены от влияния окружающей среды.

Эта задача решается за счет предмета п.1 формулы изобретения устройства. В частности, решение заключается в том, что подшипниковый блок, деформация которого измеряется, имеет полость или выемку для установки датчика и/или вычислительного приспособления.

Полость в подшипниковом блоке имеет то преимущество, что датчик и/или вычислительное приспособление, если они там установлены, с одной стороны, пространственно расположены вблизи места измеряемой деформации подшипникового блока и, кроме того, там, в подшипниковом блоке, они защищены от влияния окружающей среды, в частности от влаги.

Понятие «полоса» в смысле изобретения, в принципе, понимается очень широко. Здесь, например, в принципе подразумеваются полосы из любого материала любого сечения, в том числе нити, проволока или тросы, в частности, однако, имеются в виду металлические полосы, а именно плоские заготовки.

Понятие «ролик» в смысле изобретения также следует понимать очень широко. В случае этих роликов, например, речь может идти, в принципе, о колесах или направляющих роликах. Здесь, однако, в частности, понятие «ролик» следует понимать в смысле ролика в устройстве роликовой проводки, в смысле валка клети прокатного стана, или в смысле ролика петлевого приспособления, или промежуточного накопителя, для металлических полос.

Заявленный косвенный метод измерения усилий, действующих на ролики, обладает тем преимуществом, что он может быть реализован с довольно незначительными затратами и что он на протяжении длительного времени надежно и безотказно дает результаты измерения усилий, действующих на ролики.

Форма выполнения датчика в виде ультразвукового датчика, датчика вихревых потоков или оптического датчика расстояния преимущественно дает возможность бесконтактного измерения деформации, для которого необходимо лишь внесение незначительных конструктивных изменений в подшипниковый блок.

Особенно простой является форма выполнения ослабления (ослабленного места) в виде щели. В этом случае датчик может быть выполнен в виде простого и недорого датчика расстояния, который при этом регистрирует деформацию подшипникового блока под нагрузкой как сужение щели.

Предпочтительные формы выполнения устройства являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

К описанию прилагаются в общей сложности три фигуры, причем

на фиг.1 изображено устройство для проводки металлической полосы;

на фиг.2 - подшипниковый блок устройства в ненагруженном состоянии;

на фиг.3А - подшипниковый блок в ненагруженном состоянии;

на фиг.3В - подшипниковый блок в нагруженном состоянии.

Ниже изобретение подробно описывается на примерах осуществления изобретения со ссылкой на указанные чертежи. На всех чертежах одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями.

На фиг.1 в качестве примера изображено устройство 100 согласно изобретению в виде устройства роликовой проводки. В этом случае оно служит для проводки полосы 200 в виде металлической полосы, в частности в виде плоской заготовки (сляба). Несущий элемент 110 этого устройства 100 выполнен в виде сегментной рамы. На сегментной раме или на ее траверсах закреплены подшипниковые блоки 120 для установки роликов 130. В устройстве роликовой проводки, изображенной на фиг.1, друг против друга установлены два ролика 130; вместе они образуют между собой зазор, через который проводится металлическая полоса 200.

На фиг.2 изображено поперечное сечение подшипникового блока 120. Для установки роликов 130 путем размещения их шеек выполнено отверстие 121. Подшипниковый блок 120 крепится на несущем элементе 110 посредством резьбовых соединений. Подшипниковый блок 120 имеет искусственное ослабление 124 в виде щели. Кроме того, на фиг.2 изображено измерительное устройство 140, включающее датчик 142 и соответствующее вычислительное приспособление 144. Датчик 142 служит для измерения деформации подшипникового блока под действием нагрузки, т.е. при проводке полосы 200. Вычислительное приспособление 144 служит для расчета искомого усилия, действующего на ролик 130 под нагрузкой, на основе деформации подшипниковой опоры, измеряемой датчиком 142.

На фиг.3А и 3В подшипниковый блок 120 показан в порядке сравнения ненагруженного состояния, фиг.3А, с нагруженным состоянием, фиг.3В. На фиг.3В отчетливо видно, в частности, сжатие, являющееся результатом деформаций под действием нагрузки F. Измерительное приспособление 142 в примере осуществления, показанном на фиг.2 и 3, выполнено в виде датчика расстояния, непрерывно регистрирующего сужение щели 124 под действием нагрузки по сравнению с большей высотой щели в ненагруженном состоянии. Зафиксированное сужение щели 124 представляет собой деформацию подшипникового блока 120 под действием нагрузки. Математическая связь между измеряемым сигналом расстояния и усилиями, действующими на ролик, определяется характеристикой измерительного датчика и точной геометрией подшипникового блока. Обнаруживается простая линейная или почти линейная зависимость членов многочленов, так что действующие усилия могут быть вычислены путем простых измерений деформаций.

Затем по этой деформации вычислительное устройство 144 рассчитывает усилие F, действующее на ролик 130.

На фиг.3В показан пример подшипникового блока, деформированного под действием нагрузки, правда, сильно преувеличенным. Так например, деформация подшипникового блока в области ослабления, т.е. щели, устройства роликовой проводки, при максимально допустимой нагрузке на ролики составляет всего 0,02-0,3 мм. Изменения геометрии такого порядка регистрируются без труда и, таким образом, обеспечивают появление достаточно мощного измеряемого сигнала как показателя деформации.

Однако при этом следует позаботиться о том, чтобы изменения геометрии указанного порядка происходили только в области искусственно созданного ослабления; в противном случае деформации обычно имеют значительно меньшую, едва регистрируемую величину. Поэтому ослабление является подходящим средством для преобразования деформации подшипникового блока в измеряемую величину и для ее визуализации. С одной стороны, ослабление должно быть соответствующим образом подготовлено для этого. В то же время, с другой стороны, следует также добиваться того, чтобы подшипниковый блок 120 не был ослаблен за счет ослабления в недопустимой степени. Более того, при выполнении устройства в качестве устройства роликовой проводки необходимо стремиться к получению такой незначительной деформации ослабления, чтобы корка плоской заготовки под нагрузкой не оказалась в результате изменения положения роликов перегруженной.

Изобретение относится к устройству для проводки полосы, в частности проводки металлической полосы. Технический результат - повышение защищенности измерительного и вычислительного средств от влияния окружающей среды. Для длительного и надежного измерения усилия, действующего на ролик под нагрузкой, т.е. при роликовой проводке, согласно изобретению предлагается с помощью датчика измерять деформацию подшипникового блока, а затем с помощью вычислительного приспособления рассчитывать на основе этой деформации искомое усилие, действующее на ролик. При этом в подшипниковом блоке (120), деформация которого измеряется, выполнена полость (122) или выемка для установки датчика и/или вычислительного приспособления. 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство (100) для проводки полосы (200), в частности металлической полосы, содержащее по меньшей мере один подшипниковый блок (120), ролик (130), установленный в указанном по меньшей мере одном подшипниковом блоке с возможностью вращения, по которому направляется полоса (200), измерительное приспособление (140) для измерения усилия, действующего при проводке полосы (200) на ролик, причем измерительное приспособление (140) содержит датчик (142) для измерения деформации подшипникового блока (120) при проводке полосы (200) и вычислительное приспособление (144) для расчета усилия, действующего на ролик (130), на основе деформации подшипникового блока (120), измеренной датчиком (142), отличающееся тем, что в подшипниковом блоке (120), деформация которого измеряется, выполнена полость (122) или выемка для установки датчика (142) и/или вычислительного приспособления (144).

2. Устройство (100) по п.1, отличающееся тем, что датчик (142) выполнен в виде ультразвукового датчика, или датчика вихревых потоков, или оптоволоконного датчика расстояния, или измерительного щупа.

3. Устройство (100) по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что подшипниковый блок (120), деформация которого подлежит измерению, выполнен с соответствующим ослаблением (124), собственная деформация которого при проводке полосы (200) измеряется датчиком (142) в качестве показателя деформации подшипникового блока (120).

4. Устройство (100) по п.3, отличающееся тем, что ослабление (124) выполнено в виде щели, располагаемой в подшипниковом блоке (120), предпочтительно вблизи отверстия (126) для установки шейки ролика таким образом, что она деформируется при проводке полосы (200).

5. Устройство (100) по п.2 или 4, отличающееся тем, что датчик (142) выполнен в виде датчика расстояния и установлен соответствующим образом для измерения деформации щели при проводке полосы (200).

6. Устройство (100) по п.3, отличающееся тем, что датчик (142) выполнен в виде датчика расстояния и установлен соответствующим образом для измерения деформации щели при проводке полосы (200).

7. Устройство (100) по одному из пп.1, 2, 4 или 6, отличающееся тем, что подшипниковый блок закреплен на несущем элементе (110), устройство (100) выполнено в виде устройства роликовой проводки, несущий элемент (11) выполнен в виде сегментной рамы, а ролик (136) выполнен в виде сегментного ролика для проводки полосы в виде металлической полосы, в частности плоской заготовки из предвключенного литьевого приспособления.

8. Устройство (100) по п.3, отличающееся тем, что подшипниковый блок закреплен на несущем элементе (110), устройство (100) выполнено в виде устройства роликовой проводки, несущий элемент (11) выполнен в виде сегментной рамы, а ролик (136) выполнен в виде сегментного ролика для проводки полосы в виде металлической полосы, в частности плоской заготовки из предвключенного литьевого приспособления.

9. Устройство (100) по п.5, отличающееся тем, что подшипниковый блок закреплен на несущем элементе (110), устройство (100) выполнено в виде устройства роликовой проводки, несущий элемент (11) выполнен в виде сегментной рамы, а ролик (136) выполнен в виде сегментного ролика для проводки полосы в виде металлической полосы, в частности плоской заготовки из предвключенного литьевого приспособления.

10. Устройство (100) по одному из пп.1, 2, 4 или 6, отличающееся тем, что подшипниковый блок закреплен на несущем элементе (110), устройство (100) выполнено в виде клети прокатного стана, несущий элемент (110) выполнен в виде станины клети, а ролик (136) выполнен в виде рабочего или опорного валка для проводки и прокатки полосы (200) в виде металлической полосы.

11. Устройство (100) по п.3, отличающееся тем, что подшипниковый блок закреплен на несущем элементе (110), устройство (100) выполнено в виде клети прокатного стана, несущий элемент (110) выполнен в виде станины клети, а ролик (136) выполнен в виде рабочего или опорного валка для проводки и прокатки полосы (200) в виде металлической полосы.

12. Устройство (100) по п.5, отличающееся тем, что подшипниковый блок закреплен на несущем элементе (110), устройство (100) выполнено в виде клети прокатного стана, несущий элемент (110) выполнен в виде станины клети, а ролик (136) выполнен в виде рабочего или опорного валка для проводки и прокатки полосы (200) в виде металлической полосы.

13. Устройство (100) по п.2 или 4, отличающееся тем, что устройство (100) выполнено в виде петлевого приспособления для промежуточного хранения частей полосы (200).

14. Устройство (100) по п.3, отличающееся тем, что устройство (100) выполнено в виде петлевого приспособления для промежуточного хранения частей полосы (200).