热带连轧辊型检测中影响因素的模拟实验研究

热带连轧辊型检测中影响因素的模拟实验研究 华云松 彭 艳 刘宏民 江光彪 顾廷权 范 群 (1．宝山钢铁股份有限公司技术中心，上海201900；2．燕山大学轧机研究所，秦皇岛066004) 摘 要 对热轧现场的各种影响检测精度的因素进行较为详细的模拟实验研究，并 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 其对检测结果的 影响，对于制定测量策略和数据处理策略，具有现实意义。在模拟工况实验系统中对各种影响测量精度的 因素(工况)进行了实验研究，并对实验结果进行了分析比较，得出厂各种影响因素对于测试结果的影响。 关键词 热轧 辊型检测 模拟实验 影响因素 中图法分类号 TG333.7—1；TH821 文献标识码 A 1 前言 辊型在线检测是指在轧机正常运转的情况下，对轧辊的表面形状进行检测。由于辊型在线检测时传感 器的工作环境、精度要求以及使用条件等方面的限制，目前，大多选用超声波测距传感器和电涡流测距传 感器这两种非接触测距方式中的一种。 实验所选测距传感器为电涡流测距传感器。在测距传感器已确定，且由于辊型在线测量装置安装在 ORG磨轮内，其测量机构的制造和安装也已确定，因此，对热轧现场的各种影响检测精度的因素进行较为 详细的模拟实验研究，并分析其对检测结果的影响，对于制定测量策略和数据处理策略，具有现实意义。 2 模拟工况实验系统 为确定热轧现场辊型检测中各种影响因素对检测结果的影响，建立了简易模拟工况实验系统和模拟工 况实验系统进行实验研究(实验原理见图1所示)。在这两个模拟实验中测距传感器均采用电涡流测距传感 器。简易模拟上况实验是在CA6140车床上进行的，传感器及其支架固定在车床刀架上。 模拟工况实验的辊型检测系统主要由安装在水槽及防水罩内的中心高垫至500mm的C6160A车床、台架和在线检测径向运动机构、喷水装置、水净化系统和被测轧辊组成。检测轧辊的辊型按照热轧现场轧 辊下机后的实测辊型，在数控磨床进行磨削。 3 检测标定 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 对于简易模拟工况实验和模拟工况实验均可采用如下方法来对测试结果进行检测标定。对电涡流测距 传感器测得的传感器到被测辊面之间的距离变化，采用与测距传感器相对于轧辊的对侧安装百分表，通过 读取表头读数变化得出。对于某一辊型轮廓的细微变化，可在轧辊静止不动时，用车床的自动纵向快速进 给机构，实现测距传感器对被测轧辊的扫描而得出(为消除误差可来回测多次)。对于在车床安装调整好后的轧辊辊型和轴线的确定，可采用对轧辊处于0?、90?、180?、270?4个位置上沿车床纵向分别测出的方法。对于这种方法得出的辊型的真实与否，可利用与采用卡尺和干分尺测出轧辊的锥度以及其锥面 和平辊面的长度进行比较得出。 对于不同材质和辊径的轧辊沿直径方向的递增的灵敏度(ISF)，均是利用径向进给距离变化和电涡流测 距传感器所示电压值变化经比较计算得出。实际操作是采用在与测距传感器处于同一垂直平面内的轧辊对 侧安装百分表，利用观察记录下百分表的读数变化和工控机显示器上测距传感器电压值的变化后，计算得 出。 4 各种影响因素对检测结果的影响 4．1 不同材质和辊径对ISF比值的影响 涡流检测是利用电磁感应的原理工作的，因此，检测结果对被测轧辊材质的变化比较敏感。由于材质 不同，当传感器与不同被测物距离变化某一定值时，其电压变化量会发生改变；又因为涡流测距传感器是 采用平均效应进行测量的，对于同一材质轧辊当其被测面曲率半径(辊径)发生变化时，当传感器与不同辊径的轧辊辊面距离变化某一定值时，其对应的电涡流测距传感器电压变化量亦会不同。 表1是分别对实验所用的6个不同材质和直径的轧辊就该参数进行实测的结果和ISF比值。实测时，初始电压大小基本一致，测量范围在传感器线性段区域进行。从以上实验结果可知，对于不同材质和辊径 的被测轧辊，其对传感器的ISF比值是不同的，因此，对于每次更换被测辊后测量，均需进行ISF比值标定才能保证测量的精度。 4．2 轧辊材质不均对检测结果的影响 处于交变磁场中的被测轧辊的物理性质的变化(如缺陷)，会影响涡流的流动，进而影响电涡流效应产 生后合成磁场的变化，最后导致线圈阻抗的变化，因此，对于同一轧辊由于材质不均，可引起检测结果发 生变化。对于双锥实心辊(2号辊)，采用对3个固定的截面，每个截面分3个相差120?的点，共计9个点的ISF比值以及由于材质不均引起的测量误差进行厂实测和分析比较，结果见表2。 从表2的实验结果可知，对于同一轧辊由于材质不均对测试的结果的影响在对测试数据进行处理时是 必须要考虑的。对于以上被测辊在整个测量过程中，传感器到辊面的最大距离变化量为100/μm左右，因此对于由于材质不均所带来的最大误差不超过2/μm，其对检测结果的影响是可以忽略的。 4．3 轧辊表面粗糙度对检测结果的影响 模拟生产现场轧辊磨损实验是在不锈钢轧辊(6号辊)上进行的。轧辊表面的粗糙状态是用尖头车刀以 0.02 mm横向进给量、0.2 mm/rad纵向进给量和100r/min的速度切削加工后得到的(可见明显刀痕)。为提高轧辊表面的光洁度，在原粗糙表面用光刀以0.05mm横向进给量、0.1 mm/rad纵向进给量和400 r/min的速度进行切削加工(表面光洁度好)。轧辊表面粗糙和表面光洁度好的实测辊型比较见图2(图中R为轧辊半径，x为轧辊轴向位置)。从图2可看出，轧辊表面粗糙度不一样时，所得检测结果是不一样的。 4．4 氧化铁皮对检测结果的影响 分别利用1mm宽的薄铁条和在纸上粘贴铁屑(均为车床高温切削碎屑)对正在进行测量的电涡流传感 器与被测轧辊(2号辊)中间采用随机扰动的方法，得到的实测结果如图3～图4所示。图3为对双锥轧辊采用1 mm宽的薄铁条随机扰动得到的实测结果。图4表示在相同的测试条件下，不同大小的铁屑对实测 辊型的影响。 从图4(a)可知若铁屑太大太多，将严重干扰测量结果，致使测量无法进行。从图4(a)的比较结果可看出只要碎屑的面积大于2mm2（2上标）时对检测结果就有影响，并和铁屑与传感器的距离远近有关。 4．5 冷却水对检测结果的影响 冷却水对检测结果有一定的影响，图4(b)是有无冷却水时实测辊型(2号辊)比较。从图4(b)可看出，若采用连续喷水或乳化液对检测结果影响不大，反而是断续喷出的水对检测结果影响很大。在实际生产现 场，电涡流测距传感器是在连续喷射的水中工作的，因此，可认为冷却水对检测结果的影响可忽略。 4．6 轧辊在不同转速下对检测结果的影响 轧辊在不同转速下对检测结果的影响如图4(c)所示。本次实验所用轧辊为双锥实心辊(2号辊)，与前几次实验不同的是轧辊左右端部翻转了180?。在模拟工况实验中轧辊在不同转速下对检测结果的影响见 图4(d)所示。为保证每次测试采样数据点沿被测轧辊长度方向开始和停止时位置相同，对数据采样时采用 设定一开始阈值作为始测点和一停止值阈值(-8.50V)作为终测点。 通过图4(c)(d)可看出，由于车床尾座的刚度较低，随着转速的增加，使得测量结果中包含了尾座轴 承变形的影响，而对于刚度较高的车床主轴该影响几乎没有。由于热轧现场轧机轴承的刚度相对于轧辊的 质量很高，因此，可认为转速对检测结果影响不大，其影响可忽略。 4．7 轧辊磨损后对检测结果的影响 图5是先对不锈钢轧辊(6号辊)进行测量，然后再在辊面上用尖头车刀以0.02 mm的横向进给量和0.05 mm/rad纵向进给量进行长度为30mm的切削，以及对轧辊另外两个位置切厂两个深浅不一的“V”型槽后进行测量，两次实测所得辊型之间的比较。从图5可明显看出不锈钢轧辊被切的3个槽，其检测的分辨率还是很高的。 以上各图中，图3～图4(a)(b)(c)的真实的辊型为左右对称的双锥轧辊，图2和图5的真实辊型是干 辊，由于这两个轧辊是锻件加工的，使得轧辊左右两端的材质有一定的差异，因此，图中显示辊型与真实 辊型有一些不同。 5 结论 (1)测试时对被测轧辊的材质均一程度要求很高，若现场轧辊条件不允许，可将该轧辊的具体材质特性 参数记录下来，作为该次换辊周期内检测的参考依据。 (2)由于材质不同和辊径不同，使得每更换一次轧辊均要进行电涡流测距传感器沿轧辊直径方向的递增 灵敏度(ISF)测量，可通过与径向运动机构的确定进给联系起来，实现每次测量前均对这次检测所需的ISF 值进行定标。 (3)轧辊表面粗糙度不好，对检测结果有影响，建议在生产现场测量前最好将轧辊表面磨光，去除粘附 于轧辊表面的氧化铁皮及其他杂质。 (4)断续喷射的冷却水对检测结果影响很大，在热轧生产现场进行测量时可将电涡流测距传感器处于以 一定压力(可将传感器与被测辊之间喷溅的冷却水冲开)均匀喷水的装置内，这样也可减小周围环境温度变 化对检测结果的影响。 (5)轧辊速度的变化对检测结果影响不大。 (6)电涡流测距传感器的系统的分辨率高，可达到?1μm左右。可将电涡流测距传感器用于热轧现场。 参 考 文 献 l Kuroda A．Development of On—line Roll Grinder．Iron and Steel Engineer，1993，70(3)：38～43． 2 H．弗拉迪卡．采用辊芯各段不同的加热控制辊型．第四届国际轧钢年会论文集，1987． 3 山本国雄．ォンティン口一ルタティンタの开发．三菱重工技报，昭和63年7月，25(4)：352～356． 4 木村智明ほか．口一ルプ口ヮィルメ一夕．公开特许公报，特开平9－236424，1997． 5 华云松，彭 艳，刘宏民．热轧板带轧机辊型检测模拟实验研究．重型机械，2003，4：15～18．