[发明专利]沉没辊两端轴颈受力的检测方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及热镀锌带钢生产中的沉没辊安装定位，更具体地说，涉及一种沉没辊两端轴颈受力的检测方法和装置。

背景技术

在热镀锌带钢的生产过程中，请参阅图1所示，带钢1从退火炉进入锌锅5，经过沉没辊2、气刀4等垂直到达顶辊3，从而完成热镀锌过程。由于热镀锌带钢的生产工况较差，沉没辊及其轴颈完全沉侵于锌液中，时常会发生沉没辊辊面被腐蚀、需要经常更换沉没辊。由于沉没辊及其轴颈完全沉侵于锌液中，目前还没有相应的方法来直接测量沉没辊两边轴颈的受力状况，只能靠经验安装定位。请再参阅图2所示，但是靠经验安装沉没辊容易使沉没辊2与顶辊3平行度发生偏差，由于沉没辊2与顶辊3相距达几十米，带钢1张力很大，导致沉没辊2两边轴颈受力不均匀，形成一个很大的力矩，该力矩使沉没辊2的轴颈磨损加剧，引起轴颈咬死，甚至断轴等故障，成为生产的瓶颈。

发明内容

针对现有技术中存在的上述容易引起沉没辊两边的轴颈磨损、引起轴颈咬死、甚至断轴的缺点，本发明的目的是提供一种沉没辊两端轴颈受力的检测方法和装置，该方法和装置能够根据热镀锌带钢两边振动频率的差别来检测沉没辊两边轴颈的受力状况，从而避免轴颈磨损、咬死，甚至断轴。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

该沉没辊两端轴颈受力的检测方法，通过测量带钢左右两边部的振动信号，来检测沉没辊两端轴颈受力，该方法采用如下步骤：

A.对带钢施加张力，使带钢保持张紧状态；

B.对带钢施加外力，激励带钢产生振动；

C.测量带钢的振动信号；

D.对步骤C中的所测量的带钢振动信号进行频谱分析，得到振动频率；

E.根据带钢张力与振动频率的函数关系，计算出带钢两边张力差；

F.根据沉没辊轴颈受力与带钢两边部张力差的函数关系，计算出沉没辊轴颈受力差。

根据步骤B中，

对带钢左边部施加外力使带钢产生位移偏移，然后突然撤去外力，使带钢在初始位移作用下产生自由振动；对带钢右边部施加外力使带钢产生位移偏移，然后突然撤去外力，使带钢在初始位移作用下产生自由振动。

对带钢施加的横向力至少左右各一次。

所述步骤C中的振动信号的测量的具体步骤如下：

C1.使用传感器测量带钢位移振动；

C2.使用低通滤波器滤掉高频信号；

C3.使用A/D转换器将模拟量信号转换为数字量信号；

C4.使用信号存储器保存振动信号。

所述步骤C1中使用的传感器为激光位移传感器，所述步骤C2中使用的低通滤波器的截止频率设为10Hz。

根据步骤D中，

对步骤C中得出的每次带钢左边部的振动信号进行FFT计算，然后作统计和平均处理，得到频谱图，在频谱图中取最大幅值对应的频率即为左边部振动频率；对步骤C中得出的每次带钢右边部的振动信号进行FFT计算，然后作统计和平均处理，得到频谱图，在频谱图中取最大幅值对应的频率即为右边部振动频率。

所述的步骤E中，

使用的带钢张力与振动频率的函数关系的计算公式为

Te=k4L2ρg(ωz2-ωy2)]]>

其中，Te为带钢两边边部张力差，k为修正系数，L为沉没辊与顶辊之间的距离，ρ为带钢线密度，g为重力加速度，ω_z为带钢左边部的振动频率，ω_y为带钢右边部的振动频率。

所述的步骤F中，

使用的沉没辊轴颈受力与带钢两边张力差的函数关系的计算公式为