簡(jiǎn)述國(guó)產(chǎn)軋力傳感器原理與應(yīng)用

1、簡(jiǎn)述國(guó)產(chǎn)軋力傳感器原理與應(yīng)用羅伏隆翁建明摘要：軋鋼是連續(xù)的不間斷作業(yè)，通常需要軋機(jī)上安裝軋制力傳感器來(lái)測(cè)量軋輾兩端 的力值。軋鋼企業(yè)一直以來(lái)在尋找軋制力傳感器的國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)口軋制力傳感器 的國(guó)產(chǎn)化，是國(guó)內(nèi)測(cè)力與稱重傳感器制造企業(yè)技術(shù)全國(guó)各傳感器制造技術(shù)的攻 關(guān)方向之一。余姚市通用儀表有限公司為適應(yīng)冶金行業(yè)軋制力檢測(cè)的需要，發(fā)明 專用工作夾具，研發(fā)試制大噸位平板式結(jié)構(gòu)的軋制力傳感器?；具m應(yīng)軋制生產(chǎn) 工藝的需求，解決冶金軋制力檢測(cè)的需求。軋制力傳感專用貼片工裝獲發(fā)明專利, 專利號(hào):zl201310508251.6。關(guān)鍵詞：冶金;軋鋼;軋制力;檢測(cè);傳感器;原理;應(yīng)用;作者簡(jiǎn)介：羅伏隆，華南理工大

2、學(xué)畢業(yè)，自動(dòng)控制專業(yè)，高級(jí)工程師，中國(guó)衡器 協(xié)會(huì)技術(shù)專家委員會(huì)委員，從事計(jì)量控制與計(jì)量管理研究方向。通訊地址:浙江 省寧波余姚市明偉村榮達(dá)路30號(hào)郵政編碼:315400作者簡(jiǎn)介：翁建明通訊地址:浙江省寧波余姚市明偉村榮達(dá)路30號(hào)郵政編 碼:315400收稿日期：2017-07-28generalization on domestic rolling force sensor principle andapplicationabstract：steel rolling is a continuous work, usually workers use rolling force sensor t

3、o measure the force at both end of the roller. steeling rolling company is seeking a domes tic sensor to replace the imported ones. it is one of the key subjects in sensor making technique for national force measure and weighing sensor making company. yuyao general meters limited company, in order t

4、o meet the needs of metallurgical industry rolling force inspection, invented dedicated working clamp, researched and developed large tonnage flat board structurc rolling force sensor. basically it catered to steeling rolling requirement, and solved the need on rolling force measuring. rolling force

5、d sensor dedicated sticker gained patent, patent no.zl201310508251. 6keyword：metallurgy; steel rol1ing; rolling force; inspection; sensor; principle; appliedtion;received： 2017-07-281 mb冶金軋鋼，是連續(xù)的不間斷作業(yè)，為了保證軋機(jī)上的轆輪兩端的力值一致，并 指示和控制軋制力，通常需要安裝軋制力傳感器來(lái)測(cè)量軋車?yán)啥说牧χ?。尋找?代進(jìn)口的國(guó)產(chǎn)大量程測(cè)力傳感器，一直以來(lái)是軋鋼企業(yè)的夙愿。軋制力傳感器的 國(guó)產(chǎn)化，是國(guó)

6、內(nèi)測(cè)力與稱重傳感器制造企業(yè)的技術(shù)攻關(guān)方向之一。余姚市通用儀表有限公司為適應(yīng)冶金行業(yè)軋制力檢測(cè)的需要，研發(fā)試制大噸位 平板式結(jié)構(gòu)的軋制力傳感器。軋制力傳感器產(chǎn)品在冶金軋制生產(chǎn)線得到試用，軋 制力達(dá)17. 162mn （兆牛），基本適應(yīng)軋制生產(chǎn)工藝的需求，解決冶金軋制力檢 測(cè)的需求。軋制力傳感器獲得實(shí)用新型發(fā)明專利，專利號(hào):zl201020049997. 7o 軋制力傳感器的原理設(shè)計(jì)、制造工藝與應(yīng)用簡(jiǎn)介如下。2軋鋼軋制工序概述在現(xiàn)代鋼鐵冶金企業(yè)屮，從煉鋼廠出來(lái)的鋼坯必須到軋鋼廠進(jìn)行軋制以后，才 能成為合格的鋼材產(chǎn)品。軋鋼，屬于金屬壓力加工，基本軋制生產(chǎn)流程如圖1 所示。圖1 下載原圖 軋鋼是連續(xù)的

7、不間斷的作業(yè)，鋼帶在餛道上快速運(yùn)行，自動(dòng)化程度高，效率也 高。為了保證軋機(jī)上的轆輪兩端的力一致，并指示和控制軋制力，通常在下轆輪 軸承箱下面的兩端安裝軋制力傳感器來(lái)測(cè)量輾輪兩端的力。隨著國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)煉鋼技術(shù)不斷發(fā)展，用鋼量不斷增加，對(duì)鋼材的性能要求也 不斷提高，鋼廠對(duì)軋鋼工藝也越來(lái)越重視，軋鋼工藝在不斷完善。新的工藝更注 重軋鋼的質(zhì)量，在各個(gè)方面都配備相應(yīng)的設(shè)備來(lái)檢測(cè)、完善軋鋼工藝。軋制力傳 感器是用來(lái)測(cè)試鋼坯在軋制過(guò)程屮負(fù)載力的控制，對(duì)鋼材的質(zhì)量起到關(guān)鍵性的 作用，而軋制力傳感器本身需要很強(qiáng)的抗過(guò)載能力，制造加工困難，所以市場(chǎng) 產(chǎn)品緊缺。目前全球只有加拿大的kelk公司和abb公司擁有成熟的

8、工藝，牛產(chǎn)的軋制力傳 感器產(chǎn)品優(yōu)于其他傳感器廠家。國(guó)內(nèi)只有少數(shù)公司在開(kāi)發(fā)這種傳感器。由于kelk 公司的傳感器是根據(jù)客戶要求單獨(dú)設(shè)計(jì)的。所以其價(jià)格也非常昂貴，每個(gè)軋制力 傳感器的價(jià)格在50萬(wàn)元'60萬(wàn)元。尋找替代進(jìn)口的國(guó)產(chǎn)大量程測(cè)力傳感器，一直以來(lái)都是軋鋼企業(yè)的夙愿。所以軋 制力傳感器國(guó)產(chǎn)化，也是國(guó)內(nèi)測(cè)力與稱重傳感器制造企業(yè)技術(shù)攻關(guān)方向之一。3軋制力傳感器的技術(shù)結(jié)構(gòu)原理與技術(shù)指標(biāo)3. 1軋制力傳感器的結(jié)構(gòu)ty-slc-17. 5mn軋制力傳感器，為平板式軋制力傳感器，外形結(jié)構(gòu)如圖2所示。 彈性體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3所示。圖2平板式軋制力傳感器外形結(jié)構(gòu)圖下載原圖軋制力傳感器，包括彈性體1,

9、呈平板狀，由高強(qiáng)度合金鋼或不銹鋼材料鍛造 加工制成。彈性體1設(shè)有多組應(yīng)變孔4,為了提高傳感器的抗偏載性能，木實(shí)施例中應(yīng)變孔 4為2組16組。應(yīng)變孔4內(nèi)腔粘貼軟線路板，為了提高產(chǎn)品的抗壓強(qiáng)度，應(yīng)變 孔4為深孔，且在深孔內(nèi)部進(jìn)行應(yīng)變電橋電路的電阻應(yīng)變片進(jìn)行布線，補(bǔ)償片 板與軟線路板的電性連接。圖3彈性體機(jī)械結(jié)構(gòu)圖下載原圖3. 2軋制力傳感器工作原理傳感器承載方式為上下平而均布受載，通過(guò)安裝在傳感器上下而的均壓塊，載 荷分布板將壓力均布的加載在傳感器的上下面，使粘貼在彈性體上的補(bǔ)償片板 產(chǎn)牛變形，應(yīng)變電橋電路阻抗改變，輸出與重量數(shù)值成比例的電信號(hào)，經(jīng)與顯 示儀表或計(jì)算機(jī)、打印機(jī)連接，儀表可同時(shí)把重量

10、信號(hào)輸給計(jì)算機(jī)、打印等設(shè)備, 組成測(cè)力監(jiān)控、稱重管理系統(tǒng)。應(yīng)變電路測(cè)量原理如圖4所示。圖4應(yīng)變電路測(cè)量原理下載原圖3. 3主要技術(shù)指標(biāo)最大測(cè)量范圍：17. 162mn;激勵(lì)電壓:最大15v, dc或ac;線性度：小于滿量程輸出的1%15%;滯后：小于滿量程輸出的0. 5%;重復(fù)性:小于滿量程輸出的0. 3%;熱零漂:滿量稈輸出的±0. 005%/°c ;溫度補(bǔ)償范圍:20°c150°c;負(fù)載極限:過(guò)載300%無(wú)零漂，特性無(wú)變化，無(wú)機(jī)械損壞；工作溫度:0°c150°c。4軋制力傳感器的設(shè)計(jì)制造與應(yīng)用4. 1 ty-slc-17. 5mn

11、平板式軋制力傳感器的設(shè)計(jì)制造平板式軋制力傳感器實(shí)物如圖5所示。圖5平板式軋制力傳感器實(shí)物下載原圖(1) 軋制力傳感器量程為17. 162mno(2) 傳感器采用一塊1000x290x94的合金鋼(40cr ni mo a)加工而成，加工 時(shí)嚴(yán)格控制傳感器上下接觸面的平面度，平行度。(3) 傳感器彈性體為合金鋼材料板形結(jié)構(gòu)體，設(shè)有12組應(yīng)變孔(如圖3彈性 體)，應(yīng)變孔內(nèi)腔粘貼軟線路板;應(yīng)變孔采用深孔加工方法，深孔表面處理工藝; 進(jìn)行深孔應(yīng)變片的裝夾，線路的布置，多應(yīng)變片的橋路補(bǔ)償。為深孔貼片工藝， 設(shè)計(jì)發(fā)明專用貼片裝夾夾具，一種用于軋鋼傳感器的深孔內(nèi)壁應(yīng)變片貼片工裝 及使用方法獲得發(fā)明專利，專利

12、號(hào):zl201310508251.6o平板式軋制力傳感器 在烘箱內(nèi)的貼片情景與發(fā)明專利證書(shū)如圖6所示。圖6平板式軋制力傳感器深孔貼片情景與發(fā)明專利證書(shū)下載原圖(4) 由于軋制力傳感器使用現(xiàn)場(chǎng)工況潮濕，水分大，需要傳感器的密封性能良 好，保證傳感器內(nèi)部的元器件不受損壞，采用氮弧焊焊接的方法來(lái)密封傳感器, 保證外界與內(nèi)部元件的阻隔。(5) 傳感器的側(cè)面設(shè)有管螺紋連接的防水接頭，配置標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電纜線。4. 2軋制力傳感器的應(yīng)用軋制力傳感器已于多家鋼鐵公司軋制生產(chǎn)線試用。(1)軋制力傳感器在軋機(jī)安裝結(jié)構(gòu)如圖7所示。圖7安裝結(jié)構(gòu)示意圖下載原圖傳感器承載方式為上下平面均布受載，通過(guò)安裝在傳感器上下面的均壓塊

13、，將 壓力均布的加載在傳感器的上下而，使粘貼在彈性體上的應(yīng)變片產(chǎn)生變形，應(yīng) 變橋路阻抗改變，輸岀與重量數(shù)值成比例的電信號(hào)。(2)軋制力測(cè)試系統(tǒng)安裝軋制力測(cè)試系統(tǒng)安裝，如圖8所示。圖8系統(tǒng)安裝示意圖下載原圖系統(tǒng)聯(lián)接時(shí)，應(yīng)注重以下安裝技術(shù)和配置:1) 軋機(jī)機(jī)架防水蒸汽接線盒;2）密封彈性導(dǎo)管；3）接線盒與放大器之間連接線的金屬導(dǎo)管，防水蒸汽，防漏電，屏蔽接地；4）有金屬導(dǎo)管保護(hù)的電纜線聯(lián)接到儀表。4.3ty-slc-17. 5mn軋制力傳感器，經(jīng)中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院檢測(cè)校準(zhǔn)，軋制力達(dá) 17. 162mn。基本適應(yīng)軋制生產(chǎn)工藝的需求和符合設(shè)計(jì)要求。5結(jié)語(yǔ)為適應(yīng)冶金行業(yè)軋制力檢測(cè)的需要，余姚市通用儀表有限公司根據(jù)kelk公司軋 制力傳感器產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)解剖和工藝解剖，發(fā)明