Датчик усилия прокатки

(51)М, Кл,В 21 В 37/08 Вкударстввнный комнтвт СССР аа двлавт нзобрвтеннй н открытий(72) Авторы изобретения В.П. Урусов и Ю.П. Костин Череповецкий филиал Северо-Западного з очного политехнического института(54) ДАТЧИК УСИЛИЯ ПРОКАТКИ Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для непрерывного измерения усилий, возникающих при прокатке металла.5Известны датчики усилия прокатки (месдозы), регистрирующие усилия на нажимной винт или на нижнюю поверхность окна станины, устанавливаемые между подушкой валка и нажимным винтом или станиной рабочей клети, и выполненные в виде.чувствительного элемента с нанесенными на него тензодатчиками, или в виде гидроцилиндра с поршнем и манометром, или датчика, воспринимающего изменение магнитных свойств чувствительного элемента в связи с изменением усилия прокатки 11,Недостаток, известных технических решений заключается в том, цто сама конструкция месдоз определяет ряд трудностей в эксплуатации, связанных с частым выходом месдоз из строя даже при незначительных перегрузках, Кроме того, при перевалках необходимо отключать и переставлять месдозы на подушки новых валков, а конструкция месдоз требует высокой точности при изготовлении.Наиболее близким техническим решением является датчик усилия прокатки, содержащий два магнитопровода с сердечниками, расположенные крестообразно под углом 90 относительно друг друга с первичными и вторичными катушками, экран. Этот датчик может быть использован для измерения усилия прокатки, которое вызывает в станине изменение магнитной проницаемости в зависимости от механических напряжений, при этом один магнитопровод с первичной обмоткой, питаемый переменным током, возбуждает магнитный поток в металле, другой - с вторичной обмоткой и измерительным прибором, выполняет роль измерительной цепи. Величина и знак изменения маг 92165нитной проницаемости определяетсявеличиной и знаком приращения механических напряжений и магнитнымисвойствами станины,Сравнительно с месдозами конструк-ция датчика усилия прокатки проще,так как датчик располагается околостанины и не испытывает механическихусилий, надежность его выше 21.Однако датчик имеет недостаток, 16заключающийся в том, что на практике из-за неоднородности магнитныхсвойств станины и неточностей изго-"товления возникает необходимостьподстройки датчика, чтобы добиться 1 з1 минимальных ЭДС при отсутствии уси"лия прокатки, Известная конструкция датчика, заливка его эпоксиднойсмолой для фиксации магнитопроводовисключает возможность подстройки26датчика на станине. Кроме того, эпоксидная смола является дорогим итоксичным продуктом.Другой недостаток известного решения заключается в том, что магнито-проводы набираются из отдельных листов трансформаторной стали, что затрудняет их изготовление и усложняетконструкцию, а прямоугольное сечениемагнитопрОводо. не является оптималь- З 6ным, так как при этом снижается плотность намотки прямоугольных катушек,усложняется технология их изготовления, уменьшается точность настройки датчиков и надежность измерения,Цель изобретения - повышение точности измерения при упрощении настрой ки и конструкции датчика.Поставленная цель достигается тем, 46 что в известном устройстве, содержащем два магнитопровода с сердечниками расположенные крестообразно под углом 90 относительно. друг друга с первичными и вторичными катушками, экран, магнитопроводц выполнены в виде параллельно расположенных плит с установлеными в них сердечниками, при этом сердечники, монтированные на наружней плите,пропущенц через отвер/М стия, выполненные во внутренней плите, диаметры которых равны 1,-1,6 диаметра сердечников.На фиг. 1 показан датчик, общий вид, на фиг. 2 - то же, вид сбоку, на фиг, 3 - то же, вид в плане, на55 фиг. 4 - то же, схема расположения магнитопроводов на станине и нагруже ние усилием прокатки Р, вызцвающим напряжения 6 в станине прокатной клети.Датчик содержит первичный 1 и вторичный 2 магнитопроводы, выполненные в,виде параллельно расположенных плит, соединенных винтом 3, защитный экранпервичную 5 и вторичную 6 катушки, сердечники 7 8 первичного и вторичного магнитопроводов,установленные на плитах, при этом сердечники, монтированные на наружной плите, пропущены через отверстия, выполненные во внутренней плите, диаметры которых равны 1,ч,6 диаметра сердечников, что позволяет перемещать магнитопроводы относительно друг друга на угол,равный 1-2Сердечники 7, 8 магнитопроводоврасположены крестообразно под углом90 отйосительно друг друга и монти.рованы в соответствующих первичных5 и вторичных 6 катушках и,предпочтительно, выполнены сплошными, К плите вторичного магнитопровода 2 приварен стальной экран 1, предохраняющий датчик от механических повреждений и влияния внешних магнитных полей.Для крепления датчика к станине прокатной клети в плите выполнены отверстия 9.Устройство работает следующим образом.Датчик устанавливается у поверхности стойки станины так, что угол между осями а Ц и направлением действия усилия растяжения 6 составляет 45При этом экран прижимается к станине, а магнитопроводы располагаются на некотором расстоянии от станины. Затеи датчик настраивают непосредственно на станине путем поворота магнитопроводов относительно другдруга, добиваясь минимальной ЭДС приотсутствии усилия прокатки.После настройки магнитопроводыфиксируют винтом 3.Гсли станина не нагружена и материал станины имеет одинаковые магнитные проницаемости в продольном и поперечном направлениях, то магнитные сопротивления участков 10-13 металла станины равны между собой, магнитный поток во вторичном магнитопроводе равен нулю и во вторичной обмотке ЭДС тоже равна нулю. Когда в станине возникают напряжения растяжения,то магнитная проницаемость в направлении растяжения увеличивается, магнитные9216 Формула изобретения Датчик усилия прокатки, содержащий два магнитопровода с сердечниками, расположенные крестообразно под углом 90 относительно друг друга с 25 5сопротивления участков 11 и 13 уменьшаются баланс моста нарушается и во вторичном магнитопроводе появляется магнитный поток, который вызывает появление ЭДС во вторичной обмотке, при этом величина ЭДС пропорцио" нальна усилию прокатки,В предлагаемом датчике обеспечивается лучший теплоотвод за счет применения сплошных магнитопроводов, свя занных с экраном, что позволяет использовать для питания датчика ток повышенной частоты (например 00 Гц,. с целью повышения помехоустойчивости датчика. Тем самым повышается точ-, 15 ность измерения и упрощается настрой ка датчика. 51 6первичными и вторичными катушками, экран, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения при упрощении настройки и конструкции датчика, магнитопроводы выполнены в виде параллельно расположенных плит с установленными в них сердечниками, при этом сердечники, монтированные на наружной плите,пропущены через отверстия выполненные во внутренней плите, диаметры которых равны 1,1-1,6 диаметра сердечников.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Шевакин Ю.Ф.,Рытиков А,М Касаткин Н,И, Технологические измерения и приборы в прокатном производстве. М., "Металлургия", 1973. с, 112. Григорян Г,Г., Железнов Ю.Д. и др, Настройка, стабилизация и контроль процесса тонколистовой прокатки.М., "Металлургия", 1975, с. 323- 32592651 Составитель И,Скоробогатскийор А. Шандор Техред М, Тепер ректор А. Лзят каз 2 одписное Филиал Г 1 ПП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная Тираж 842ударственного ко изобретений и о сква, Ж., Рауш 1/9 8 НИИПИ Го по дела 113035, Н