一種軋機壓下系統機電液耦合垂向振動的測量裝置制造方法
【專利摘要】一種軋機壓下系統機電液耦合垂向振動的測量裝置，屬于軋機故障檢測【技術領域】，其特征在于是一種旨在解決機電液耦合垂向振動實時檢測問題的，同時從機械、電氣、液壓三方面采集信號，并通過信號處理分析對軋機機電液耦合垂向振動進行在線檢測和報警的測量裝置，當軋機出現機電液耦合垂向振動時，該裝置能及時報警，提醒操作人員采取必要處理措施，保障軋機安全運行。對企業來講具有極高的經濟效益和應用價值。
【專利說明】一種軋機壓下系統機電液耦合垂向振動的測量裝置
【技術領域】
[0001]本發明一種軋機壓下系統機電液耦合垂向振動的測量裝置，屬于軋機故障檢測【技術領域】，該裝置通過對軋機壓下系統機械信號、電氣信號、液壓信號的實時在線采集與處理分析，可實現對軋機壓下系統機電液耦合振動故障的在線檢測與預警。
【背景技術】
[0002]軋機是使軋件通過具有一定輥縫的軋輥從而軋制出預期厚度帶材的一種金屬壓力加工設備，是軋鋼的重要設備之一。軋機壓下系統集機械、電子、液壓等多個子系統于一體，在擾動作用下，極易產生機電液耦合垂向振動，研究表明當發生頻率為50(Γ700Ηζ的第五倍頻程垂向振動時會導致帶鋼表面出現明暗交替的條紋，影響產品質量，還會在軋輥表面生成明顯振痕，加快軋輥表面磨損速度，當發生頻率為15(Γ250Ηζ的第三倍頻程垂向振動時，會使得板帶厚度誤差增大，嚴重時還可能導致廢品、斷帶甚至設備損壞，軋機振動現象如果不能及早發現并采取措施，對企業的經濟效益會產生不良影響。
[0003]針對軋機垂向振動現象，國內外學者就振動機理、振動抑制等做了大量的研究，但對垂向振動故障的在線檢測多局限于單一狀態的檢測。例如，有通過檢測軋機各機械環節的垂向振動參數進行故障識別，也有通過檢測軋機工作的電氣參數進行故障識別，但目前還沒有同時從機械、電氣、液壓三方面參數同時進行檢測的專用裝置，對機電液耦合垂向振動故障進行實時檢測和報警具有重要的工程價值。
【發明內容】
[0004]本發明一種軋機壓下系統機電液耦合垂向振動的測量裝置，旨在解決機電液耦合垂向振動的實時檢測問題，公開一種同時從機械、電氣、液壓三方面采集信號，并通過信號處理分析對軋機機電液耦合垂向振動進行在線檢測識別和報警的技術方案。
[0005]本發明一種軋機壓下系統機電液耦合垂向振動的測量裝置，其特征在于是一種旨在解決機電液耦合垂向振動實時檢測問題的，同時從機械、電氣、液壓三方面采集信號，并通過信號處理分析對軋機機電液耦合垂向振動進行在線檢測識別和報警的裝置，該裝置由軋機液壓壓下系統和信號采集與處理部分組成，其所述軋機液壓壓下系統包括軋機機架1、下支承輥2、下工作輥3、上工作輥4、上支承輥5、壓下液壓缸6、電液伺服系統13和伺服放大器17，位置傳感器9的外殼固定在軋機機架I的頂端，位置傳感器9的可動部分與壓下液壓缸6中活塞一起運動，通過檢測壓下液壓缸6活塞相對于缸體的位置變化間接地測量輥縫的變化量，軋機機架I頂部裝有機架垂向振動加速度傳感器7，用于測量軋機機架I的振動信號，位置傳感器9的外殼頂部裝有位置傳感器外殼垂向振動加速度傳感器8，用于測量位置傳感器9的振動信號，由機架垂向振動加速度傳感器7采集的機架振動信號和位置傳感器外殼垂向振動加速度傳感器8采集的位置傳感器外殼振動信號輸入DSP信號采集處理裝置21的機械信號采集單元18，在伺服放大器17的輸出端裝有霍爾電流傳感器16，用于測量伺服放大器17輸出的電流信號，將位置傳感器9測量的壓下液壓缸活塞位移信號通過位置變送器12轉換成Γ20πιΑ的電信號與霍爾電流傳感器16檢測的電流信號一起輸入DSP信號采集處理裝置21的電氣信號采集單元19，在壓下液壓缸6的無桿腔裝有液壓缸無桿腔壓力測量傳感器11用于測量液壓缸無桿腔的壓力信號，并通過液壓缸無桿腔壓力測量變送器15輸入到DSP信號采集處理裝置21的液壓信號采集單元20，在壓下液壓缸6的有桿腔裝有液壓缸有桿腔壓力測量傳感器10用于測量液壓缸有桿腔的背壓信號，并通過液壓缸有桿腔壓力測量變送器14輸入到DSP信號采集處理裝置21的液壓信號采集單元20,DSP信號采集處理裝置21對機械信號采集單元18采集的機械信號、電氣信號采集單元19采集的電氣信號和液壓信號采集單元20采集的液壓信號進行信號處理和頻譜分析，當機械信號、電氣信號、液壓信號的頻譜接近且幅值超限時，說明軋機可能發生機電液耦合垂向振動，DSP信號采集處理裝置21發出報警信號，提示操作人員進行處理。
[0006]本發明一種軋機壓下系統機電液耦合垂向振動的測量裝置，其優點在于:
1、本發明解決了現有技術中振動故障的在線檢測多局限于單一狀態檢測的問題。
[0007]2、本發明同時從機械、電氣、液壓三方面采集信號，并通過信號處理分析對軋機機電液耦合垂向振動進行在線檢測識別和報警，及早發現解決了機電液耦發生頻率為50(Γ700Ηζ的第五倍頻程垂向振動時會導致帶鋼表面出現明暗交替的條紋，影響產品質量，還會在軋輥表面生成明顯振痕，加快軋輥表面磨損速度和當發生頻率為15(Γ250Ηζ的第三倍頻程垂向振動時，會使得板帶厚度誤差增大，嚴重時還可能導致廢品、斷帶甚至設備損壞的問題，可對軋機液壓壓下系統工作時產生的機電液耦合垂向振動進行在線檢測和實時報警，保障軋機的安全運行。對企業具有重要的工程價值和經濟效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1軋機壓下系統機電液耦合垂向振動的測量裝置示意圖1.軋機機架2.下支承輥3.下工作輥4.上工作輥5.上支承輥6.壓下液壓缸
7.機架垂向振動加速度傳感器8.位置傳感器外殼垂向振動加速度傳感器9.位置傳感器10.液壓缸有桿腔壓力測量傳感器11.液壓缸無桿腔壓力測量傳感器
12.位置變送器13.電液伺服系統14.液壓缸有桿腔壓力測量變送器15.液壓缸無桿腔壓力測量變送器16.霍爾電流傳感器17.伺服放大器18.機械信號采集單元19.電氣信號采集單元20.液壓信號采集單元21.DSP信號采集處理裝置。
具體實施方案
[0009]實施方式1:
下面結合附圖1對本發明一種軋機壓下系統機電液耦合垂向振動的測量裝置做進一步的說明。
[0010]按照附圖1將位置傳感器9的外殼固定在軋機機架I的頂端，位置傳感器9與壓下液壓缸6中活塞一起運動并將檢測到的活塞的位移信號通過位置變送器12轉換成Γ20πιΑ的電流信號傳送到電氣信號采集單元19，將位置傳感器外殼垂向振動加速度傳感器8安裝在位置傳感器9的外殼頂部，用于將測得的位置傳感器9外殼的振動信號傳送至機械信號采集單元18，將機架垂向振動加速度傳感器7安裝在軋機機架I的頂部，用于將測得的軋機機架I的振動信號傳送至機械信號采集單元18，在伺服放大器17的輸出端安裝霍爾電流傳感器16，將測得的伺服放大器17輸出的電流信號傳送至電氣信號采集單元19，在壓下液壓缸6的無桿腔安裝液壓缸無桿腔壓力測量傳感器11，用于測量壓下液壓缸6的無桿腔的壓力信號，并通過液壓缸無桿腔壓力測量變送器15將壓力信號轉換成電信號后傳送至液壓信號采集單元20，在壓下液壓缸6的有桿腔安裝液壓缸有桿腔壓力測量傳感器10，用于測量壓下液壓缸6的有桿腔的壓力信號，并通過液壓缸有桿腔壓力測量變送器14將壓力信號轉換成電信號后傳送至液壓信號采集單元20，DSP信號采集處理裝置21對由機械信號采集單元18采集的機械信號、電氣信號采集單元19采集的電氣信號和液壓信號采集單元20采集的液壓信號進行數據處理和頻譜分析，當機械信號、電氣信號、液壓信號的頻譜接近且幅值超限時，說明軋機可能發生機電液耦合垂向振動，DSP信號采集處理裝置21發出報警信號，提示操作人員進行故障處理。
【權利要求】
1.一種軋機壓下系統機電液耦合垂向振動的測量裝置，其特征在于是一種旨在解決機電液耦合垂向振動實時檢測問題的，同時從機械、電氣、液壓三方面采集信號，并通過信號處理分析對軋機機電液耦合垂向振動進行在線檢測識別和報警的裝置，該裝置由軋機液壓壓下系統和信號采集與處理部分組成，所述軋機液壓壓下系統包括軋機機架(I )、下支承輥(2)、下工作輥(3)、上工作輥(4)、上支承輥(5)、壓下液壓缸(6)、電液伺服系統(13)和伺服放大器(17)，本發明軋機壓下系統機電液耦合垂向振動測量裝置的特征在于是一種同時從機械、電氣、液壓三方面采集信號，并通過數據處理和分析對軋機機電液耦合垂向振動進行在線檢測和報警的測量裝置，將位置傳感器(9)的外殼固定在軋機機架(I)的頂端，位置傳感器(9)的可動部分與壓下液壓缸(6)中的活塞一起運動，軋機機架(I)頂部裝有機架垂向振動加速度傳感器(7)，測量軋機機架(I)的振動信號，位置傳感器(9)的外殼頂部裝有位置傳感器外殼垂向振動加速度傳感器(8)，測量位置傳感器(9)的垂向振動信號，由機架垂向振動加速度傳感器(7 )米集的機架垂向振動信號和位置傳感器外殼垂向振動加速度傳感器(8)采集的位置傳感器的外殼垂向振動信號輸入通過機械信號采集單元(18)送到DSP信號采集處理裝置(21);在伺服放大器(17)的輸出端裝有霍爾電流傳感器(16)，用于測量伺服放大器(17)輸出的電流信號，將位置傳感器(9)測量的壓下液壓缸(6)中活塞位移信號通過位置變送器(12 )轉換成Γ20πιΑ的電信號，與霍爾電流傳感器(16 )檢測的電流信號一起通過電氣信號采集單元(19)輸入到DSP信號采集處理裝置(21);在壓下液壓缸(6)的無桿腔裝有液壓缸無桿腔壓力測量傳感器(11)用于測量液壓缸無桿腔的壓力信號，并通過液壓缸無桿腔壓力測量變送器(15)送到液壓信號采集單元(20)，最后輸入到DSP信號采集處理裝置(21)，在壓下液壓缸(6 )的有桿腔裝有液壓缸有桿腔壓力測量傳感器(10 )測量液壓缸有桿腔的背壓信號，并通過液壓缸有桿腔壓力測量變送器(14)送到液壓信號采集單元(20 )，最后輸入到DSP信號采集處理裝置(21)，DSP信號采集處理裝置(21)對機械信號采集單元(18)采集的機械信號、電氣信號采集單元(19)采集的電氣信號和液壓信號采集單元(20)采集的液壓信號進行信號處理和頻譜分析，當機械信號、電氣信號、液壓信號的頻譜接近且幅值超限時，說明軋機發生機電液耦合垂向振動。
【文檔編號】B21B33/00GK104190724SQ201410472927
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月17日 優先權日:2014年9月17日
【發明者】高妍, 白清, 靳寶全, 張紅娟, 王東, 劉昕, 喬鐵柱 申請人:太原理工大學