Устройство для контроля профиля валка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) 8 6 01 7 ИСАЙИ РЕТЕН ЬСТВ Н АВТОРСКОМ21 32 одами узла, вихретоещены наи, перпендимого валка,дной тоФсе,осительномдка проходитдственнойирующиеи третьегоношений ния Йоо=Я(м р 1 г (е 1 пс рвого опорного гене тчика в отсутствие тота диего мета 1 г- чтора и краметалла. та вто х датч го опорного генераов в отсутствие СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Опытное производственно-техническое предприятиеУралчерметавтоматика (53) 621.317.39:531.717 (088.8) (56) 1. Цифровое устройство для измерения прокатных валков при шлифовке, ИКП. Отчет по научно-исследовательской работе, М гост. регистрации 74054046, инв. % 6475609, 1977,. Омский политехнический институт, УДК 536.72.62 1. 77 1.2. Патент Великобритании Мо 1308439, кл.01 В 7/12, 1973.3, Заявка Великобритании М 1525697, кл. Я 01 В 7/34, 1978 (прототип) .(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОФИЛЯ ВАЛКА, содержащее первый, второй и третий вихретоковые преобразователи, выполненные по автогенераторной схеме, соответственно три узла выделения сигналов разностной частоты, связанные по первым выходам с автогенераторами соответствующих преобразователей, опорный генератор, подключенный выходом к второму входу второго узла выделения сигнала разностной частоты, три функциональных преобразователя, входы которых соединены с выходами соответствующих узлов выделения сигналов разностной частоты, а выходы соотвественно через первый, второй и третйй масштабируюшие усилители с коэффициентами а, 2, Ь связаны с алгебраического суммирова ковые преобразователи разм общем основании в плоскост кулярной к оси контродируе и их оси пересекаются в о траектория которой при отн перемещении основания и ва по оси валка или в непосре близости от нее, а масштаб коэффициенты а и Ъ первого усилителей выбраны з соот где Ф и 3 - углы, образуемые осями соответственно первого и третьего вихретоковых преобразователей. с осью второго преобразователя, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышен точности контроля, оно снабжено вто опорным генератором, к выходу которого подключены вторые входы первого и третьего узлов выделения сигналов разностной частоты, генераторы выполнены разночастотными в соответствии с соот- ношениемИзобретение относится к области контроаьно-измернтедьной технике н может быть испогьзовано для измерения профиля поверхности тел вращения в процессе нх обработен в частностн, для контроля 5 профиля прокатных млков в процессе ее шлифования.Известно устройство измерения профнля валка в процессе его шлнфования ., содержащее контактный датчик перемеще ния, установленный в центре опирающейся иа обрабатываемый валок скобы, нрн перемещении которой вдоль образующей млка в каждом его сечении датчиком замеряется Отклонение радиуса валка От 15 заданного значении ЯНедостаток етого устр 1:йства заключается в зиачнтельной погрешности измере-. неяеотщюя Обфсловдена потерямн еон такта скобы н датчика с поверхностью 20 . обрабатимемого нзделия из-аа его вибРацнн а тщщсе Нею наличия на ней Оелажапощей эмульсии, абразивной к металлечесеой Вылн.известны также способ и устройство 25 для измерения точки прокатных валков на прокввык стаиах в процессе прокаткн с номощьв вести бесконтактных датчиков зазора расположенных двумя симметрнчными руююмн на днаметрально зо . разнесеииых Относительно продольной оси вагва балках которые формируюа сигналы характеризующне суммарные зазОры по краям и в середнне бочки маи, при этом продольюый профиль валка определяют кае НВзпосп дийметрОВ в центре н но краям валка Я.Однако яз еа отсутствня полной информации О продольном профиле валка (профнль контролируется только но трем40 сечениям и необходнмостн установки шести датчяков н днаметральной плоскости мака сиособ на вальцещиифаальних станках не макет быть реализован.Наиболее близким к изобретенню но тешической сущности явлиется устройство для контроля профнля В 08 йа содер жащее первый, второй и третий вихрето коиме преобразователя, выполненные по автогеиераторной схеме, соответственно 50 три узла выделения сигналсщ разностной часто 3 И связанные по первым выходам с автогенераторами спреобразователей, морный генератор, подключенный выходом к второму входу 55 второго узла выделения снгнала разностной частотны, три функциональных преобраааателя, входы которых соединены с выходами соответствующих узлов выделения сигналов разностной частоты, выходы соответственно через первый, второй и третий масштабирующие усилители с коэффициентами с 1, 2 ь связаны с входами узла алгебраического суммиромнии, вихретоковые преобразомтели размещены на общем основании в плоскости, перпендикулярной к Оси контролируемого валка, и их. оси пересекаются в одной точке, траектория которой при относительном перемещении основания и валка проходит по оси валка илн в непосредственной близости от нее, а масштабирующие коэффициенты с и Ь первого и третьего усилителей выбраны иэ соотношенийбющМа=2"в -2в к р) е кр)где с и- углы, образуемые осямисоответственно первого и третьего вихретоковых преобразователей с осью второго преобразователя,Результат совместной обработкипромасштабированных сигналов датчиковформируется в узле алгебраического суммирования в видеБ оР 1 ЬР,-гГ,Данное устройство обеспечивает контроль всего продольного профиля изделияс повышенной точностью эа счет исключения влияния вибрации на результатизмерений как самого. объекта контроля,так и основания с да 1 чиками 3Однако обеспечиваемая известнымустройство точность контроля недостаточна еБелью изобретения является повышение точности контроля,Бель достигается тем, .что устройстводля контроля валка, содержащее первыйдля контроля профиля валка, содержащеепервый, второй и третий вихретоковыепреобразователи, выполненные по автогенераторной схеме, соответственно триузла выделения,сигналов разностной частоты, связанные по первым выходам савтогенераторами соответствующйх вих;ретоковых преобразомтелей, опорный генератор, подключенный выходом к второму входу второго узда выделения сигнала раз ностной частоты, три функциональных преобразомтеля, входы которых соединены с выходами соответствующих узлов выделения сигналов,разностной частож, а выходы соответственно черезпеввый, второй и третий масштабирующиегде ф и р - углы, образуемые осямисоответственно первого и третьего внхретоковых преобразомтелей с осью второго преобразователя, снабжено вторымопорным генератором, к выходу которого подключены вторые входы первогои третьего узлов выделения сигналов 25разностной частоты, опорные генераторывыполнены разностными в соответствиис соотношением 610 (ф 81(1 п К Чп Р)где 11 - частота первого опорного гене. ратора и среднего датчика в отсутствие металла.- частота второго опорного гене-З 5 ратора и крайних датчиков в отсутствие металла.На чертеже приведена баж-схема устройства ддя контроля профиля валка.. Устройство содержит воспринимакнцую 4 Оизменение высоты поверхности контролируемого валка систему иэ трех вихретоковых автогенераторных преобразователей 1 - 3, размещенных на общем ос новании 4 в один ряд таким образом, что 45 их оси измерения лежат в одной пдоскости и пересекаются под углами ц. иотносительно оси среднего преобразователя 2. 3усилители с коэффициентами а, 2, Ъ связаны с входами узла алгебраического суммирования, вихретоковые преобразователи размещены на общем осномнии в плоскости, перпендикулярной к оси конт ролируемого млка, и их оси пересекают-, ся в одной точке, траектория которой при относительном перемещении основания и валка проходит по оси валка в непо" средственной близости от нее, а масшта О . бирующие коэффициенты а и Ь первого и третьего усилителей выбраны иэ соот- ношений 771 4тория точки фО их пересечения при перемещении основания вдоль валка сяаадает с осью валка или проходит вблизинее.Преобразователь 2 имеет возможностьперемещения в вертикальной плоскостис помодц ю винтового механизма 6 дляобеспечения между этим преобразователем и поверхностью валка зазора, соот-ветствующего зазорам крайних преобразоватедей 1 и 3, величина которых определяется скользящими опорами 5,Автогенераторы вихревых преобразоватедей 1 - 3, связаны соответственно сузлами 7 - Э выделения сигналов разностной частЬты. Второй вход узла 8выделения разностной частоты подклю-.,чен к первому опорному генератору, 10,а вторые входы узлов 7 и 9 - к второ-.му опорному генератору 13.С выходами узлов 7 - Э выделенияраэностной частоты соединены входыфункцнонаа ных преобразователей 1214, выходи котомах через масштабирующие усилители 15 - 17 соединены свходами узда алгебраического суммированияя, выход которого является выходом устройстваУзлы 7 - 9 выделения равностнойчастоты могут быть выполнены по принципу выделения биений на диодных смесителях. В качестве опорных генерато-ров 10 и 11 могут быть испоаьзованы(ьа6 еЛииеаризующие преобразователи "1214 выполнены на преобразователях час-,тота - ток с логарифмической зависимостью тока от частоты.Узды 15 - 17 масштабирования построены на резистивных делителях (потенцнометрах) при следующем выборекоэффициентов усиления;узед 15, масштабирующий сигналыпервого крайнего датчика(образованногоузлами 1, 7, 12), имеет коэффициент50Основание выполнено подвижным- имеет скользяшие по поверхности валка опоры 5, с помощью которых осуществдя ется привязка устройства к объекту контроля. При этом основание 4 устанавдивается таким образомчто плоскость, в которой лежат оси преобразомтелей 1- 3, перпендикулярна к оси валка, а траекК а=2 ыбо Ьд + Р 1гузел 16, масштабируюший сигналывторого среднего датчика (элементы 218-13), имеет коэффициент 2 К,узел 17, масштабирукеций сигналывторого крайнего датчика (элементы 3-9-14), имеет коэффициента ав 1 пй61 п (ю) 121 ийо 2" 21 Т 7 К Я 4 пф,цо - ЬьЪп (К+ р) И 40 45 При этом в узле 18 алгебраического суммирования согласно выражению Ьо - 01 о О) формируется некото рая выходная величина, которая находитсяв зависимости от расстояний между вихретоковыми преобразователями 1".ь:, .МО(0 Фгде К - любой постоянный коэффициент 5Узел 18 алгебраического суммирования выполнен на операционном усилителе.Устройство работает следующим образом,В отсутствие изделия (основание 4поднято над валком) начальная частотапреобразователя 2 равна частоте 11 генератора 10, а начальные частоты преобразомтелей 1 и 3 - частоте 1 генератора 11. Разностные частоты на выходах узлов 7 - 9 выделения разностнойчастоты равны нулю (с точностью доначальной балансировки) .При установке основания 4 опорами 5на валок частоты преобразователей 13 отклоняются от начальных значений,и на выходах узлов 7 - 9 выделенияразностной частоты появляются сигналыразностной частоты Й (отклонениечастоты преобразователя 1 от опорнойчастоты,1), Ь 1 7 (отклонение частоты преобразователя 2 От опорной частоты 1, ) и Ь(отклонение частотыпреобразОвателя 3 от порицай частоты )Оигналы г э Зг посту- З 0пают на вхоДы функциональных преобразователей 12 - 14, формирующий соотвественно на своих выходах напряжения",:,ЬЬ,О",:,ЬЙ 21,04=,ЬЙкоторые затем в узлах 15 - 17 приво 35дятся к масштабу - умножаются на коэффициенты О к4, Ьи поступают на входы узла 18 в виде,3 и поверхностью валка (от зазора) в месте исходной установки устройства и представляет собой начальное значение 0 О .Величина 00 может быть для удобства контроля приведена к нулю путем подбора зазора к среднего преобразователя 2 с помошью винтовго механизма 6. На этом установка устройства в исходное состояние заканчивается.аДалее при перемещении основания 4 с вихретоковыми преобразователями 1 3 вдэль бочки валка зазоры К, Хя Мизменяются, а выходной сигнал представляет в каждой точке (вдоль оси валка) текущее значение отклонения диаметра (в масштабе, определяемом коэффициентом 2 КК) от начального значения в точке, где был выставлен "Оф, т.е. описывает в процессе перемещения продольный профиль валка.. При появлении в процессе перемещения основания 4 по длине валка в зоне его преобразователей 1 - 3 участков поверхности с другими магнитными свойствами или с изменением ихиз-за разогрем при шлифовке изменяетсы и глубина проникновения электромагнитного поля в этих участках и выходные сигналы узлов 12 - 14. Однако, благодаря наличию второго опорного генератора и заданному соотношению частот первого и второго генераторов, показания устройства не завИсят от изменения электромагнитных свойств изделия - составляющая выходного сигнала, определяемая изменением этих свойств, при суммировании в узле 18 равна нуао. Таким образом, исключается влияние неоднородности (вдоль валка) электромагнитных свойств изделия на результаты контроля его профиля и повышается точность измерения.Использомние устройства контроля профиля валков обеспечит поцчение экономии металла при изготовлении валков и при их эксппуатации, поскольку повышение точности размерной обработки валков позволит вести прокатку в минусовых допусках.3.087771 оставитель А. Куликов Редакт Кугрышева Техред Т. Ма точка Ко Тяско аказ 2639/34,д.4 илиал ППП фПатентф г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 687 НИИПИ Государств по делам изобре 13035, Москва, Подписное ного комитета ССС ний и открытий