專(zhuān)利名稱(chēng)：管坯結(jié)晶器錐度測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管坯結(jié)晶器錐度測(cè)量?jī)x，用于管坯連鑄結(jié)晶器銅管的檢測(cè)，屬于機(jī)電一體化的儀器、儀表領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
管坯連鑄機(jī)結(jié)晶器是一種水冷式特殊鋼錠模。如果結(jié)晶器銅管的錐度不合適，會(huì)使鑄坯產(chǎn)生裂紋和拉漏，不但影響鑄坯的質(zhì)量還可能出現(xiàn)生產(chǎn)事故；還會(huì)直接影響結(jié)晶器銅管的使用壽命。
隨著鋼鐵企業(yè)連鑄工藝的發(fā)展，結(jié)晶器的錐度測(cè)量問(wèn)題，特別是對(duì)于圓形管坯錐度的測(cè)量是鋼鐵冶金企業(yè)的一大難題。
在已有的結(jié)晶器銅管錐度測(cè)量裝置中，只有方坯銅管錐度測(cè)量?jī)x，而方坯銅管錐度測(cè)量?jī)x對(duì)管坯無(wú)法測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是采用單點(diǎn)連續(xù)測(cè)量，結(jié)晶器錐度測(cè)量?jī)x在銅管內(nèi)一個(gè)行程的運(yùn)動(dòng)就可以測(cè)量出結(jié)晶器銅管的收縮量和錐度值；精確的檢測(cè)管坯連鑄機(jī)結(jié)晶器的單錐度、多錐度、拋物線(xiàn)錐度等曲線(xiàn)錐度，判斷鑄坯的質(zhì)量和結(jié)晶器銅管的使用壽命。
技術(shù)解決方案本發(fā)明由外殼體、運(yùn)動(dòng)測(cè)量小車(chē)構(gòu)成，運(yùn)動(dòng)測(cè)量小車(chē)包括底盤(pán)、滾動(dòng)輪、位移傳遞板；固定架安裝在底盤(pán)上，固定架上裝有位移傳感器固定架、導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱上固定安裝有位移傳遞板，位移傳遞板下方設(shè)有位移傳感器，位移傳感器固定安裝在位移傳感器固定架上，導(dǎo)向柱下部裝有彈簧，上部裝有軸承，軸承上裝有滾動(dòng)軸輪、光電測(cè)量輪。
導(dǎo)向柱垂直小車(chē)底盤(pán)。
信號(hào)轉(zhuǎn)換和處理電路裝置安裝在定位運(yùn)動(dòng)測(cè)量小車(chē)內(nèi)。
滾動(dòng)軸輪與銅管的接觸點(diǎn)和小車(chē)底盤(pán)上的滾動(dòng)輪與銅管的接觸點(diǎn)的連線(xiàn)構(gòu)成等腰三角形，導(dǎo)向柱則是等腰三角形的高。
本發(fā)明的特點(diǎn)結(jié)晶器管坯錐度測(cè)量?jī)x將結(jié)晶器銅管錐度情況顯示出來(lái)。便于現(xiàn)場(chǎng)操作人員及時(shí)的了解銅管的磨損情況。
該測(cè)量?jī)x的數(shù)據(jù)采集和處理使用單片機(jī)技術(shù)，并將所有電路集成安裝在定位運(yùn)動(dòng)測(cè)量小車(chē)內(nèi)，只用數(shù)據(jù)線(xiàn)與計(jì)算機(jī)聯(lián)接，攜帶、使用操作簡(jiǎn)單方便、可靠。
本發(fā)明定位運(yùn)動(dòng)測(cè)量小車(chē)的特殊結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)軌跡，保證了管坯結(jié)晶器錐度測(cè)量的準(zhǔn)確性。管坯結(jié)晶器銅管縱向位移的測(cè)量由光電編碼器將位移信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸入單片機(jī)處理顯示，測(cè)量結(jié)晶器錐度的交流差動(dòng)變壓位移傳感器，信號(hào)轉(zhuǎn)換和處理電路裝置全部安裝在定位運(yùn)動(dòng)測(cè)量小車(chē)內(nèi)，使測(cè)量裝置高度集成化。
該結(jié)晶器測(cè)量?jī)x采用單點(diǎn)連續(xù)測(cè)量。測(cè)量機(jī)構(gòu)上安裝了一個(gè)垂直小車(chē)底盤(pán)的導(dǎo)向柱，結(jié)晶器錐度測(cè)量?jī)x在銅管內(nèi)一個(gè)行程的運(yùn)動(dòng)就可以測(cè)量出結(jié)晶器銅管的收縮量和錐度值。
四

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明側(cè)視圖；圖3為本發(fā)明原理圖；五具體實(shí)施方式
本發(fā)明結(jié)構(gòu)如說(shuō)明書(shū)附圖1、2所示，測(cè)量機(jī)構(gòu)由一個(gè)運(yùn)動(dòng)測(cè)量小車(chē)構(gòu)成，運(yùn)動(dòng)測(cè)量小車(chē)主要有底盤(pán)1、固定架2、導(dǎo)向柱3、滾動(dòng)軸輪4、光電測(cè)量輪5、位移傳遞板10、位移傳感器11、位移傳感器固定架12組成。底盤(pán)1裝有四個(gè)滾動(dòng)輪9，固定架2固定安裝在定位運(yùn)動(dòng)測(cè)量小車(chē)的底盤(pán)1上，固定架2上裝有導(dǎo)向柱3，導(dǎo)向柱3下部裝有彈簧，上部裝有軸承6，滾動(dòng)軸輪4安裝在軸承6上，滾動(dòng)軸輪4的軸和輪為一體，光電測(cè)量輪5安裝在滾動(dòng)軸輪4的軸上，測(cè)量時(shí)滾動(dòng)軸輪4沿銅管內(nèi)壁滾動(dòng)，光電測(cè)量輪5跟著轉(zhuǎn)動(dòng)將銅管長(zhǎng)度方向的位移記錄，銅管的收縮量由導(dǎo)向柱向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)固定在導(dǎo)向柱上的位移固定板10壓縮位移傳感器11測(cè)量。然后通過(guò)公式計(jì)算軟件處理直接在計(jì)算機(jī)上顯示。
信號(hào)轉(zhuǎn)換和處理電路裝置全部安裝在定位運(yùn)動(dòng)測(cè)量小車(chē)內(nèi)，使測(cè)量裝置高度集成化。
將測(cè)量機(jī)構(gòu)置入管坯結(jié)晶器銅管內(nèi)，自動(dòng)定位測(cè)量。
運(yùn)動(dòng)小車(chē)在管坯結(jié)晶器銅管內(nèi)行走時(shí)，光電編碼器將縱向位移信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髂M電信號(hào)，將直流模擬信號(hào)送入單片機(jī)，單片機(jī)將模擬信號(hào)處理后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)處理后得出測(cè)量裝置在銅管中運(yùn)動(dòng)的縱向的距離。測(cè)量小車(chē)頂部張緊輪下安裝的交流差動(dòng)變壓位移傳感器測(cè)出管坯結(jié)晶器銅管收縮量的變化，交流差動(dòng)變壓位移傳感器的交流信號(hào)經(jīng)過(guò)變換電路轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)，將直流模擬信號(hào)送入單片機(jī)，單片機(jī)將模擬信號(hào)處理后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理得到管坯結(jié)晶器銅管錐度的實(shí)際數(shù)據(jù)和錐度曲線(xiàn)。
測(cè)量時(shí)，小車(chē)在銅管內(nèi)行走，彈簧8的彈簧力使得小車(chē)底盤(pán)上的四個(gè)滾動(dòng)輪9與導(dǎo)向柱上方的滾動(dòng)軸輪4緊貼銅管內(nèi)壁運(yùn)動(dòng)。與測(cè)量原理圖相對(duì)應(yīng)，測(cè)量時(shí)，滾動(dòng)軸輪4與銅管的接觸點(diǎn)為測(cè)量原理圖的C點(diǎn)，滾動(dòng)輪9與銅管的接觸點(diǎn)為測(cè)量原理圖中的A、B點(diǎn)。測(cè)量時(shí)，滾動(dòng)軸輪4與銅管的接觸點(diǎn)和小車(chē)底盤(pán)上的滾動(dòng)輪9與銅管的接觸點(diǎn)的連線(xiàn)構(gòu)成等腰三角形ABC，導(dǎo)向柱則是等腰三角形的高，本機(jī)構(gòu)滿(mǎn)足測(cè)量原理的要求。測(cè)量過(guò)程的數(shù)據(jù)處理與計(jì)算由相應(yīng)的軟件完成。
本發(fā)明的定位運(yùn)動(dòng)測(cè)量小車(chē)底盤(pán)1、固定架2、導(dǎo)向柱3、滾動(dòng)軸輪4、位移傳遞板10、位移傳感器固定架12組成。材料全部用不銹鋼或鋁合金材料，在高精度數(shù)控加工中心上加工制造，滾動(dòng)輪9采用高精度滾動(dòng)軸承，定位運(yùn)動(dòng)測(cè)量小車(chē)在安裝時(shí)，嚴(yán)格按照形位公差的要求進(jìn)行裝配，加工制造精度保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性。結(jié)晶器銅管縱向位移采用光電編碼器進(jìn)行測(cè)量，結(jié)晶器銅管錐度變化的信號(hào)采集采用高精度位移傳感器11，測(cè)量裝置外殼體7由不銹鋼制造，在線(xiàn)檢測(cè)時(shí)防止灰塵對(duì)傳感器及電器元件的影響。
測(cè)量原理如圖3所示AB兩點(diǎn)為測(cè)量小車(chē)的底盤(pán)車(chē)輪與銅管的接觸點(diǎn)，C點(diǎn)為位移傳感器與銅管的接觸點(diǎn)，傳感器固定在小車(chē)底盤(pán)上與底盤(pán)垂直，當(dāng)小車(chē)在銅管中運(yùn)動(dòng)時(shí)，小車(chē)的底盤(pán)車(chē)輪傳感器與銅管的接觸點(diǎn)構(gòu)成等腰三角形ABC，銅管收縮時(shí)位移傳感器受到壓縮等腰三角形的高CD發(fā)生變化，CD的變化由傳感器測(cè)得為Δl反應(yīng)了銅管的收縮量的變化，銅管收縮量與傳感器壓縮量的關(guān)系為 Δl--傳感器壓縮量mmr0-結(jié)晶器上口半徑mma---錐度儀兩輪距離的一半(弦長(zhǎng))mmΔr---銅管半徑收縮量mm。
權(quán)利要求
1.管坯結(jié)晶器錐度測(cè)量?jī)x，由外殼體(7)、運(yùn)動(dòng)測(cè)量小車(chē)構(gòu)成，運(yùn)動(dòng)測(cè)量小車(chē)包括底盤(pán)(1)、滾動(dòng)輪(9)、位移傳遞板(10)，位移傳遞板(10)下方設(shè)有位移傳感器(11)，位移傳感器(11)固定安裝在位移傳感器固定架(12)上，其特征在于固定架(2)安裝在底盤(pán)(1)上，固定架(2)上裝有位移傳感器固定架(12)、導(dǎo)向柱(3)，導(dǎo)向柱(3)上固定安裝有位移傳遞板(10)，導(dǎo)向柱(3)下部裝有彈簧(8)，上部裝有軸承(6)，軸承(6)上裝有滾動(dòng)軸輪(4)、光電測(cè)量輪(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管坯結(jié)晶器錐度測(cè)量?jī)x，其特征在于導(dǎo)向柱(3)垂直小車(chē)底盤(pán)(1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管坯結(jié)晶器錐度測(cè)量?jī)x，其特征在于信號(hào)轉(zhuǎn)換和處理電路裝置安裝在定位運(yùn)動(dòng)測(cè)量小車(chē)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管坯結(jié)晶器錐度測(cè)量?jī)x，其特征在于滾動(dòng)軸輪(4)與銅管的接觸點(diǎn)和小車(chē)底盤(pán)(1)上的滾動(dòng)輪(9)與銅管的接觸點(diǎn)的連線(xiàn)構(gòu)成等腰三角形，導(dǎo)向柱(3)則是等腰三角形的高。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種管坯結(jié)晶器錐度測(cè)量?jī)x，用于管坯連鑄結(jié)晶器銅管的檢測(cè)，屬于機(jī)電一體化的儀器、儀表領(lǐng)域。特點(diǎn)是固定架上裝有位移傳感器固定架、導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱上固定安裝有位移傳遞板，位移傳遞板下方設(shè)有位移傳感器，位移傳感器固定安裝在位移傳感器固定架上，導(dǎo)向柱下部裝有彈簧，上部裝有軸承，軸承上裝有滾動(dòng)軸輪、光電測(cè)量輪。本發(fā)明精確地檢測(cè)管坯連鑄機(jī)結(jié)晶器的單錐度、多錐度、拋物線(xiàn)錐度等曲線(xiàn)錐度，判斷鑄坯的質(zhì)量和結(jié)晶器銅管的使用壽命。將結(jié)晶器銅管錐度情況顯示出來(lái)。便于現(xiàn)場(chǎng)操作人員及時(shí)地了解銅管的磨損情況。便于攜帶、使用操作簡(jiǎn)單方便、可靠。
文檔編號(hào)G01B21/22GK1877255SQ20061010345
公開(kāi)日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2006年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月24日
發(fā)明者丁國(guó), 曹建剛, 王寶峰, 騰飛 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古科技大學(xué), 包頭聯(lián)方高新技術(shù)有限責(zé)任公司