Датчик усилия прокатки Советский патент 1982 года по МПК B21B38/08 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для непрерывного измерения усилий, возникающих при прокат ке металла. Известны датчи-Ки усилия прокатки (месдозы), регистрирующие усилия на нажимной винт или на нижнюю поверхность окна станины, устанавливаемые между подушкой валка и нажимным винтом или станиной рабочей клети, и выполненные в виде чувствительного элемента с нанесенными на него тензодатчиками; или в виде гидроцйлиндра с поршнем и манометром, ил4и датчика, воспринимающего изменение магнитных свойств чувствительного элемента в связи с изменением усилия прокатки l . Недостаток . известных технических решений заключается в том, что сама конструкция месдоз определяет ряд трудностей в эксплуатации, связанных с частым выходом месдоз из строя даж при незначительных перегрузках. Кроме того, при перевалках необходимо отключать и переставлять месдозы на подушки новых валков, а койструкция месдоз требует высокой точности при изготовлении. Наиболее близким техническим решением является датчик усилия прокатки, содержащий два магнитопровода с сердечниками, расположенные крестообразно под углом 90 относительно друг друга с первичными и вторичными катушками, экран. Этот датчик может быть исподьзован для измерения усилия прокатки, которое вызывает в станине изменение магнитной проницаемости в зависимости от механических напряжений , при этом один магнитопровод с первичной обмоткой, питаемый переменным током, возбуждает магнитный поток в металле, другой - с вторичной обмоткой и измерительным прибором, выполняет роль измерительной цепи. Величина и знак изменения маг3нитной проницаемости определяется величиной и знаком приращения механических напряжений и магнитными свойствами станины. Сравнительно с месдозами констру ция датчика усилия прокатки проще, так как датчик располагается около станины и не испытывает механически усилий, надежность его выше 2. Однако датчик имеет недостаток, заключающийся в том, что на практике из-за неоднородности магнитных свойств станины и неточностей изго товления возникает необходимость подстройки датчика, чтобы добиться {минимальных ЭДС при отсутствии усилия прокатки. Известная конструкция датчика, заливка его эпоксидной смолой для фиксации магнитопроводов исключает возможность подстройки датчика на станине. Крояе того,эпок сидная смола является дорогим и токсичным продуктом. Другой недостаток известного ре шения заключается в том, что магнит

проводы набираются из отдельных листов трансформаторной стали, что затрудняет их изготовление и усложняет конструкцию, а прямоугольное сечение

магнитопроводо-з не двляется оптималь-JQ отверстия 9ным, так как при этом снижается плот ность намотки прямоугольных катушек, усложняется технология их изготовления, уменьшается точность настройки датчиков и надежность измерения . Цель изобретения - повышение точности измерения при упрощении настро ки и конструкции датчика. Поставленная цель достигается тем что в известном устройстве, содержащем два магнитопровода с сердечникам расположенные крестообразно под угло 90 относительно-друг друга с первич ными и .вторичными катушками,экран, магнитопроводы выполнены в виде параллельно расположенных плит с установлеными в них сердечниками, при этом сердечники, монтированные на наружней плите .пропущены через отвер стия, выполненные во внутренней плите, диаметры которых равны 1,1-1,6 диаметра сердечников. На фиг. 1 показан датчик, общий вид, на фиг. 2 - то же, вид сбоку , на фиг. 3 то же, вид в планер на фиг. - то же, схема расположения магнитопроводов на станине и, нагруже ние усилием прокатки Р, вызывающим

чик от механических повреждений и влияния внешних магнитных полей.

Для крепления датчика к станине прокатной клети в плите выполнены напряжения d в станине прокатной клети. Датчик содержит первичный 1 и вторичный 2 магнитопроводы, выполненные в .виде параллельно расположенных плит, соединенных винтом 3, защитный экран Ц, первичную 5 и вторичную 6 катушки, сердечники 7 8 первичного и вторичного магнитопроводов,установленные на плитах, при этом сердечники, монтированные на наружной плите, пропущены через отверстия, выполненные во внутренней плите, диаметры которых равны 1,-1,6 диаметра сердечников, что позволяет перемещать магнитопроводы относительно друг друга на угол,раЕный 1-2. Сердечники 7, 8 магнитопроводов расположены крестообразно под углом относительно друг друга и монтированы в соответствующих первичных 5 и вторичных 6 катушках и,предпочтительно, выполнены сплошными. К плите вторичного магнитопровода 2 приварен стальной экран , предохраняющий датУстройство работает следующим образом. Датчик устанавливается у поверхности стойки станины так, что угол между осями ad 68 и направлением действия усилий растяжения 6 составляет 5. При этом экран прижимается к станине, а магнитопроводы располагаются на некотором расстоянии от станины. Затем датчик настраивают непосредственно на станине путем поворота магнитопроводов относительно друг друга, добиваясь минимальной ЭДС при отсутствии усилия прокатки. После настройки магнитопроводы фиксируют винтом 3Если станина не нагружена и материал станины имеет одинаковые магнит ные проницаемости в продольном и поперечном направлениях, то магнитные сопротивления участков 10-13 металла станины равны между собой, магнитный поток во вторичном магнитопроводе равен нулю и во вторичной обмотке ЭДС тоже равна нулю. Когда в станине возникают напряжения растяжения,то магнитная проницаемость в направлении растяжения увеличивается магнитные 59 сопротивления участков 11 и 13 уменьшаются баланс моста нарушается и во вторичном магнитопроводе появля ется магнитный поток, который вызыва ет появление ЭДС во вторичной обмотке, при этом величина ЗДС пропорциональна усилию прокатки. В предлагаемом датчике обеспечива ется лучший теплоотвод за счет приме нения сплошных магнитопроводов, связанных с экраном, что позволяет использовать для питания датчика ток повышенной частоты Iнапример 00 Гц) с целью повышения помехоустойчивости датчика. Тем самым повышается точ-, ность измерения и упрощается настрой ка датчика. Формула изобретения Датчик усилия прокатки, содержащий два магнитопровода с сердечниками, расположенные крестообразно под углом 90 относительно друг друга с 1 первичными и вторичными катушками, экран, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения при упрощении настройки и конструкции датчика, магнитопроводы выполнены в виде параллельно расположенных плит с установленными в них сердечниками, при этом сердечники, монтированные на наружной плите,пропущены через отверстия выполненные во внутренней плите, диаметры которых равны 1,14-1,6 диаметра сердечников. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Шевакин Ю.Ф.,Рытиков A.M., Касаткин Н.И. Технологические измерения и приборы в прокатном производстве. М., Металлургия, 1973- с. 11 2.Григорян Г. Г./ Железнов Ю.Д. и др. Настройка.стабилизация и контроль процесса тонколистовой прокатки. М., Металлургия, 1975, с. 323325.

I

;