Датчик усилия прокатки

 

Изобретение относится к устройствам для измерения усилий, возникающих при прокатке металла. Цель изобретения - повышение чувствительности датчика и точности его настройки, возможность предварительной тарировки датчика вне стана, увеличение ; жесткости конструкции. Сущность изобретения заключается в том, что датчик усилия прокатки содержит жестко закрепленную верхним и нижним конт, цами на станине 1 стальную пластину 2 П-образного сечения, к которой прикреплен экран 3. На экране 3 жестко закреплен фланец 4, к которому на болтах 5 крепится съемная часть датчика , состоящая из магнитопроводов 6, 7 с установленными на них сердечниками с катушками. 4 ил. I (Л puf.t

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (10 (51)4 В 21 В 37 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 921651 (21) 3840026/22-02 .(22) 09.01.85 (46) 15.03.87. Бюл. Р 10 (71) Череповецкий филиал Северо-Западного заочного политехнического института иЧереповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР (72) В.П.Урусов, 10.П .Костин, В.Я.Тишков, А.В.Суняев, И.N.Õðåáòîâ и А.А.Меденков (53) 621.771.208(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 921651, кл. В 21 В 37/08, 1980. (54) ДАТЧИК УСИЛИЯ ПРОКАТКИ (57) Изобретение относится к устройствам для измерения усилий, возникающих при прокатке металла. Цель изобретения — повышение чувствительности датчика и точности его настройки, возможность предварительной тарировки датчика вне стана, увеличение жесткости конструкции, Сущность изобретения заключается в том, что датчик усилия прокатки содержит жестко закрепленную верхним и нижним кон; цами на станине 1 стальную пластину

2 П-образного сечения, к которой ,прикреплен экран 3. На экране 3 жестко закреплен фланец 4, к которому на болтах 5 крепится съемная часть датчика, состоящая из магнитопроводов

6, 7 с установленными на них сердеч- В никами с катушками. 4 ил.

1 12962

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для непрерывного измерения усилий, возникающих при прокатке металла и являетея дополнительным к основному авт. св. Ф 921651.

Цель изобретения — повышение чувствительности датчика и точности настройки, возможность предварительной тарировки пне стана, увеличение жесткости конструкции.

На фиг.1 и 2 представлена конструкция датчика; на фиг.3 — разрез

А-А на фиг.2; на фиг.4 — электрический аналог измерительной схемы датчика.

Датчик усилия прокатки содержит жестко закрепленную (например, приваренную) верхним и нижним концами на станине 1 стальную пластину 2 переменного сечения, к которой прикреплен экран 3. Участок пластины 2, расположенный под экраном 3 в зоне измерения Б, имеет толщину в 5-10 раз меньшую, чем остальная часть пластины. На экране 3 жестко закреплен фланец 4, к которому на четырех болтах

5 крепится съемная часть датчика, включающая в себя плиты магнитопроводов 6 и 7 с установленными в них сердечниками 8 с катушками 9.

Устройство работает следующим образом.

Принцип действия бесконтактного магнитоанизотропного датчика основан на известном явлении магнитной анизотропии ферромагнитных материалов, заключающемся в том, что металл способен изменять свою магнитную проницаемость в зависимости от механичес40 ких напряжений, возникающих в его структуре под действием внешней нагрузки.

Величина и знак приращения магнитной проницаемости определяется вели45 чиной и знаком приращения механических напряжений и магнитными свойствами материала. Для материалов с положительной магнитострикцией, к которым относится сталь, магнитная проницаемость в направлении растяжения увеличивается, а в направлении сжатия уменьшается.

Датчик представляет собой два магнитопровода расположенных кресто- 55

У о образно под углом 90 один относительно другого. На каждом магнитопэоводе расположено по две катушки

51 2

9. Первый магнитопровод с первичными катушками, на которые подается напряжение питания переменного тока, является цепью возбуждения магнитного потока в металле. Второй магнитопровод с вторичными катушками и измерительным прибором является измерительной цепью.

Чувствительным элементом датчика, преобразующим изменение напряженного состояния металла, изменение величины электрического параметра (в данном случае магнитной проницаемости), является ферромагнитный материал пластины 2.

На первичные катушки подается напряжение питания и ток, протекающий по обмоткам, возбуждает магнитный поток в сердечниках и металле.

Обмотки соединяются таким образом, чтобы потоки, наводимые каждой катушкой в сердечниках, складывались.

Во вторичных катушках наводится

ЭДС, которая измеряется измерительным прибором.

Датчик, предварительно протарированный на растяжной машине, крепится к станине 1. Деформация станины, возникающая при прокатке, передается на пластину 2. Большая часть деформации сосредоточена на участке В, поэтому на нем больше и напряжение, что позволяет. получить большую чувствительность по сравнению с прототипом. Если возникает необходимость подстройки минимального выходного сигнала при отсутствии усилия прокатки, необходимо повернуть плиту магнитопровода 7. При возникновении неисправностей в катушках датчик может быть разобран отсоединением плит магнитопроводов 6 и 7 от фланца 4, если отвернуть болты 5.

Увеличение чувствительности датчика достигается тем, что пластина йриваривается к станине только по верхнему и нижнему краям и таким образом воспринимает деформацию на участке станины, равном длине пластины В (фиг.1), а напряжения в пластине измеряются на участке Б. В связи с тем, что толщина пластины на этом участке в 5-10 раз меньше, большая часть деформации сконцентрирована на участке Б, следовательно, и напряжение на этом участке больше, чем в станине. Таким образом, пластина переменного сечения является кон1296251

f5 центратором напряжения в тонкой ее части, что позволяет повысить чувствительность датчика.

Если взять соотношение толщин участков пластины меньше пяти, то снижается чувствительность датчика, а увеличение этого соотношения более десяти приводит к уменьшению прочности, если уменьшать толщину участка

Б, или к увеличению массы датчика, если увеличивать толщину остальной части пластины.

Пластина со стороны сердечников имеет ровную поверхность, что позволяет добиться герметичности внутренней полости, равенства расстояний между сердечниками и пластиной и, таким образом, повысить точность настройки. Кроме того, точность настройки достигается тем, что перед установкой на стан пластина после механической обработки отжигается для снятия остаточных напряжений и получения равномерности магнитных свойств. В связи с тем, что напряжения измеряются не непосредственно в станине, а в пластине, можно выбрать металл пластины с .большим коэффициентом магнитострикции, чем металл станины. Кроме того, появляется возможность предварительно протаривать датчик, т.е. получить характеристики датчика, растягивая пластину на растяжной машине.

Значительно упрощается крепление датчика к станине и увеличивается жесткость конструкции за счет .исключения элементов крепления (кронштейна и болтов), так как пластина приваривается непосредственно к станине.

Изобретение позволяет повысить чувствительность датчика и точность настройки, обеспечивает возмо>кность предварительной тарировки вне стана, увеличение жесткости конструкции и упрощение крепления к станине. Кроме того, достигается герметизация датчика;

Формула изобретения

Датчик усилия прокатки по авт.св.

¹ 921651, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности датчика и точности настройки, возможности предварительной тарировки вне стана,. увеличения жесткости конструкции он снабжен фланцем и со стороны концов сердечников стальной пластиной переменного сечения П-образной формы, концы которой жестко закреплены на станине, причем отношение толщины пластины в зоне контакта со станиной к толщине пластины, располо>кенной под экраном в зоне измерения, равно 5-10, а фланец закреплен на экране и к нему разъемным соединением прикреплены плиты магнитопроводов.

1296251

A-A

Составитель В. Этингеи

Техред В,Кадар Корректор Л.Патай

Редактор В.Ковтун

Тираж 481 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 701/12

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4