專利名稱：板坯連鑄機(jī)二冷噴嘴沖擊力測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種板坯連鑄機(jī)二冷噴嘴沖擊力 測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，噴嘴沖擊力測試在國內(nèi)均采用手工測試，如將應(yīng)力傳感器 固定在需要測量噴嘴沖擊力的地方，對應(yīng)力傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。此 點測量完成后，手工調(diào)整應(yīng)力傳感器的位置，對準(zhǔn)噴嘴沖擊力的其它 地方重復(fù)上述測量。由于噴嘴沖擊的有效測量區(qū)域有限，大量精密布 置應(yīng)力傳感器是不太可能的。這就使得單點移動或少量的幾點測量給 出的測試精度較差，測量成本加大、時間周期長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種板坯連鑄機(jī)二冷噴嘴沖擊力測量系統(tǒng)， 它可以精確的測量噴嘴的沖擊力特性，提高測量精度，降低測量成本。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，設(shè)計一種板坯連鑄機(jī)二冷噴嘴沖擊 力測量系統(tǒng)，其特征是它至少包括噴嘴移動機(jī)構(gòu)、噴嘴3、信號調(diào) 理器10、計算機(jī)數(shù)據(jù)采集與分析單元11、防水應(yīng)變式微力值傳感器
8和傳感移動機(jī)構(gòu)，防水應(yīng)變式微力值傳感器8固定在傳感移動機(jī)構(gòu) 上，通過傳感移動機(jī)構(gòu)帶動防水應(yīng)變式微力值傳感器8移動至檢測位 置；噴嘴3固定在噴嘴移動機(jī)構(gòu)上，噴嘴3向下，通過噴嘴移動機(jī)構(gòu) 移動噴嘴3至防水應(yīng)變式微力值傳感器8的上方，噴嘴3噴水，通過 傳感移動機(jī)構(gòu)帶動防水應(yīng)變式微力值傳感器8移動給出不同空間噴 水沖力產(chǎn)生的應(yīng)變式電信號，信號經(jīng)信號調(diào)理器10放大處理后輸出 數(shù)據(jù)給計算機(jī)數(shù)據(jù)采集與分析單元11，給出三維噴水沖力大水分布 圖。
所述的噴嘴移動機(jī)構(gòu)至少包括噴嘴橫向移動機(jī)構(gòu)2、噴嘴縱向移 動機(jī)構(gòu)12、噴嘴移動導(dǎo)向光杠l、絲杠螺母14、驅(qū)動電機(jī)13及齒輪 齒條18;左右兩根噴嘴移動導(dǎo)向光杠1垂直于水平面固定在架體上， 噴嘴橫向移動機(jī)構(gòu)2是沿絲杠連接的絲杠螺母14，在絲杠螺母14上 垂直于絲杠螺母14固定多個連接桿，連接桿的下面是噴嘴3，噴嘴3 噴口向下；嘴橫3通過噴嘴橫向移動機(jī)構(gòu)2支撐在橫向支撐架上，橫 向支撐架中間通過齒輪齒條18與噴嘴縱向移動機(jī)構(gòu)12連接，橫向支 撐架兩端有導(dǎo)槽與噴嘴移動導(dǎo)向光杠1連接，嘴橫向移動機(jī)構(gòu)2上下 移動時，驅(qū)動電機(jī)13驅(qū)動齒輪齒條18使橫向支撐架在左右導(dǎo)向光杠 l導(dǎo)向下上下移動，帶動噴嘴3到指定位置。
所述的傳感移動機(jī)構(gòu)至少包括橫向步進(jìn)電機(jī)20、精密縱向移動 測量機(jī)構(gòu)7、精密橫向移動測量機(jī)構(gòu)17、步進(jìn)電機(jī)6、傳動皮帶16 及支撐框架9，支撐框架9上部通過光杠4和橫向移動絲杠5連接精 密縱向移動測量機(jī)構(gòu)7，橫向移動絲杠5轉(zhuǎn)動帶動精密縱向移動測量 機(jī)構(gòu)7橫向移動，光杠4為精密縱向移動測量機(jī)構(gòu)7橫向移動時導(dǎo)向； 橫向移動絲杠5通過步進(jìn)電機(jī)6驅(qū)動傳動皮帶16帶動橫向移動絲杠 5轉(zhuǎn)動。
所述的精密縱向移動測量機(jī)構(gòu)7下端有絲母和導(dǎo)向套，上端有縱 向移動絲杠螺母19，縱向移動絲杠螺母19一端連接步進(jìn)電機(jī)20;絲 母和導(dǎo)向套與光杠4和橫向移動絲杠5配套橫向設(shè)計，縱向移動絲杠 螺母19套接有防水應(yīng)變式微力值傳感器8，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)20帶動縱 向移動絲杠螺母19轉(zhuǎn)動，套接的防水應(yīng)變式微力值傳感器8沿縱向 移動絲杠前后移動。
所述的噴嘴橫向移動機(jī)構(gòu)2 —側(cè)連接有手輪15。
所述的噴嘴3在l-3個之間。
所述的防水應(yīng)變式微力值傳感器8與噴嘴3的距離在 腦 500mm之間。
所述的傳感移動機(jī)構(gòu)移動空間在X方向為0~2000mm，在Y方 向為0 200mm之間。
本發(fā)明能自動測量單個噴嘴或多個噴嘴組合的有效噴射區(qū)域內(nèi) 沖擊力的大小和分布規(guī)律。沖擊力傳感器安裝在一個自動掃描、定位 準(zhǔn)確的移動測量裝置上，由計算機(jī)控制移動測量裝置在測量區(qū)域內(nèi)進(jìn) 行橫向掃描、縱向掃描或任意位置的沖擊力測量。測量數(shù)據(jù)由計算機(jī) 采集和處理。計算機(jī)數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)可把測量數(shù)據(jù)生成三維沖擊 力分布圖，也可生成不同切面的二維沖擊力曲線，自動給出統(tǒng)計分析 結(jié)果，以數(shù)據(jù)庫的形式存貯數(shù)據(jù)或打印數(shù)據(jù)報表。
本發(fā)明的沖擊力測量傳感器為防水應(yīng)變式微力值傳感器，傳感器 的測量面積為4cm2、精度0.1%，信號調(diào)理器為高精度動態(tài)應(yīng)變放大 器，控制系統(tǒng)由PLC和上位計算機(jī)兩部分組成。數(shù)據(jù)采集和處理軟
件在Windons2000平臺上用VB6.0進(jìn)行開發(fā)，測量數(shù)據(jù)用微軟ACESS 數(shù)據(jù)庫格式進(jìn)行存貯和輸出，可輸出每個測量點沖擊力數(shù)值、沖擊力 的三維分布圖和縱、橫向切面沖擊力曲線。
本發(fā)明的精密橫向移動測量機(jī)構(gòu)由支撐框架9、橫向移動絲杠5、 步進(jìn)電機(jī)6、皮帶傳動16等組成?？v向精密移動測量機(jī)構(gòu)至少包括 縱向移動絲杠螺母19、步進(jìn)電機(jī)20等；橫向及縱向移動的節(jié)距均為 20mm，這樣確保了有效測量區(qū)域內(nèi)沖擊力的無間斷測量。


下面結(jié)合實施例附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 圖1是本發(fā)明實施例1結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中K噴嘴移動導(dǎo)向光杠；2、噴嘴橫向移動機(jī)構(gòu)；3、噴嘴； 4、光杠；5、橫向移動絲杠；6、步進(jìn)電機(jī)；7、精密縱向移動測量 機(jī)構(gòu)；8、防水應(yīng)變式微力值傳感器；9、支撐框架；10、信號調(diào)理器；
11、 計算機(jī)數(shù)據(jù)采集與分析單元；12、噴嘴縱向移動機(jī)構(gòu)；13、驅(qū)動 電機(jī)；14、絲杠螺母；15、手輪；16、傳動皮帶；17、精密橫向移動 測量機(jī)構(gòu)；18、齒輪齒條；19、縱向移動絲杠螺母；20、步進(jìn)電機(jī)。
具體實施例方式
如圖1所示，它包括噴嘴移動機(jī)構(gòu)、噴嘴、信號調(diào)理器10、計 算機(jī)數(shù)據(jù)采集與分析單元11、防水應(yīng)變式微力值傳感器8和傳感移 動機(jī)構(gòu)，防水應(yīng)變式微力值傳感器8固定在傳感移動機(jī)構(gòu)上，通過傳 感移動機(jī)構(gòu)帶動防水應(yīng)變式微力值傳感器8移動至檢測位置；噴嘴3 固定在噴嘴移動機(jī)構(gòu)上，噴嘴3向下，通過噴嘴移動機(jī)構(gòu)移動噴嘴3 至防水應(yīng)變式微力值傳感器8的上方，噴嘴3噴水，通過傳感移動機(jī) 構(gòu)帶動防水應(yīng)變式微力值傳感器8到不同位置，防水應(yīng)變式微力值傳 感器8給出不同位置噴水沖力產(chǎn)生的應(yīng)變式電信號，應(yīng)變式電信號經(jīng) 信號調(diào)理器10、計算機(jī)數(shù)據(jù)采集與分析單元11給出噴嘴3下方防水 應(yīng)變式微力值傳感器8位置的三維噴水沖力大水分布圖，也可生成不 同切面的二維沖擊力曲線，自動給出統(tǒng)計分析結(jié)果，以數(shù)據(jù)庫的形式 存貯數(shù)據(jù)或打印數(shù)據(jù)報表。-
噴嘴移動機(jī)構(gòu)至少包括噴嘴橫向移動機(jī)構(gòu)2、噴嘴縱向移動機(jī)構(gòu)
12、 噴嘴移動導(dǎo)向光杠1、絲杠螺母14、驅(qū)動電機(jī)13及齒輪齒條18， 左右兩根噴嘴移動導(dǎo)向光杠1垂直于水平面固定在架體上，噴嘴橫向 移動機(jī)構(gòu)2是沿絲杠連接的絲杠螺母14，在絲杠螺母14上垂直于絲
杠螺母14固定多個連接桿，連接桿的下面是噴嘴3，噴嘴3可在1-5 個之間，噴嘴3都通過連接桿連接。噴嘴3噴口向下；嘴橫向移動機(jī) 構(gòu)2支撐在橫向支撐架上，橫向支撐架中間通過齒輪齒條18與噴嘴 縱向移動機(jī)構(gòu)12連接，橫向支撐架兩端有導(dǎo)槽與噴嘴移動導(dǎo)向光杠 1連接，嘴橫向移動機(jī)構(gòu)2上下移動時，驅(qū)動電機(jī)13驅(qū)動齒輪齒條 18使橫向支撐架在左右噴嘴移動導(dǎo)向光杠1導(dǎo)向下上下移動，帶動 噴嘴3到指定位置。
傳感移動機(jī)構(gòu)至少包括橫向步進(jìn)電機(jī)20、精密縱向移動測量機(jī) 構(gòu)7、精密橫向移動測量機(jī)構(gòu)17、步進(jìn)電機(jī)6、傳動皮帶16及支撐 框架9，支撐框架9上部通過光杠4和橫向移動絲杠5連接精密縱向 移動測量機(jī)構(gòu)7，橫向移動絲杠5轉(zhuǎn)動帶動精密縱向移動測量機(jī)構(gòu)7 橫向移動，光杠4為精密縱向移動測量機(jī)構(gòu)7橫向移動時導(dǎo)向。橫向 移動絲杠5通過步進(jìn)電機(jī)6驅(qū)動傳動皮帶16帶動橫向移動絲杠5轉(zhuǎn) 動。
精密縱向移動測量機(jī)構(gòu)7是下端有絲母和導(dǎo)向套，上端有縱向移 動絲杠螺母19，縱向移動絲杠螺母19一端連接步進(jìn)電機(jī)20;絲母和 導(dǎo)向套與光杠4和橫向移動絲杠5配套橫向設(shè)計，縱向移動絲杠螺母 19套接有防水應(yīng)變式傳感器8，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)20帶動縱向移動絲杠 螺母19轉(zhuǎn)動，套接的防水應(yīng)變式傳感器8沿縱向移動絲杠前后移動。
噴嘴橫向移動機(jī)構(gòu)2 —側(cè)連接有手輪15，帶動絲杠螺母14轉(zhuǎn)動， 帶動噴嘴橫向移動機(jī)構(gòu)2的測試噴嘴3調(diào)整到測試位置。
研究板坯連鑄機(jī)二冷用不同噴嘴或噴嘴的不同組合形式下沖擊 力的大小和分布規(guī)律，對選擇鑄坯的冷卻方式，改善鑄坯冷卻的均勻 性，制定合理的冷卻制度，提高鑄坯質(zhì)量有著重要的意義。由于二冷 噴嘴沖擊力約在7000Pa左右(70g/cm2)，所以，在保證測量精度0.5% 前提下測量沖擊力就有相當(dāng)難度。為了連續(xù)測量有效噴射區(qū)域內(nèi)沖擊 力的大小和分布規(guī)律，本系統(tǒng)采用了精密步進(jìn)掃描測量裝置，實現(xiàn)了 全測量范圍內(nèi)沖擊力的無間斷掃描測量。
權(quán)利要求
1、板坯連鑄機(jī)二冷噴嘴沖擊力測量系統(tǒng)，其特征是它至少包括噴嘴移動機(jī)構(gòu)、噴嘴(3)、信號調(diào)理器(10)、計算機(jī)數(shù)據(jù)采集與分析單元(11)、防水應(yīng)變式微力值傳感器(8)和傳感移動機(jī)構(gòu)，防水應(yīng)變式微力值傳感器(8)固定在傳感移動機(jī)構(gòu)上，通過傳感移動機(jī)構(gòu)帶動防水應(yīng)變式微力值傳感器(8)移動至檢測位置；噴嘴固定在噴嘴移動機(jī)構(gòu)上，噴嘴(3)向下，通過噴嘴(3)移動機(jī)構(gòu)移動噴嘴(3)至防水應(yīng)變式微力值傳感器(8)的上方，噴嘴(3)噴水，通過傳感移動機(jī)構(gòu)帶動防水應(yīng)變式微力值傳感器(8)移動給出不同空間噴水沖力產(chǎn)生的應(yīng)變式電信號，信號經(jīng)信號調(diào)理器10放大處理后輸出數(shù)據(jù)給計算機(jī)數(shù)據(jù)采集與分析單元(11)，給出三維噴水沖力大水分布圖。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的板坯連鑄機(jī)二冷噴嘴沖擊力測量系統(tǒng)， 其特征是所述的噴嘴移動機(jī)構(gòu)至少包括噴嘴橫向移動機(jī)構(gòu)(2)、噴 嘴縱向移動機(jī)構(gòu)(12)、噴嘴移動導(dǎo)向光杠(1)、絲杠螺母(14)、驅(qū) 動電機(jī)(13)及齒輪齒條(18);左右兩根噴嘴移動導(dǎo)向光杠(1)垂 直于水平面固定在架體上，噴嘴橫向移動機(jī)構(gòu)(2)是沿絲杠連接的 絲杠螺母(14)，在絲杠螺母(14)上垂直于絲杠螺母(14)固定多 個連接桿，連接桿的下面是噴嘴(3)，噴嘴(3)噴口向下；嘴橫(3) 通過噴嘴橫向移動機(jī)構(gòu)(2)支撐在橫向支撐架上，橫向支撐架中間 通過齒輪齒條(18)與噴嘴縱向移動機(jī)構(gòu)(12)連接，橫向支撐架兩 端有導(dǎo)槽與噴嘴移動導(dǎo)向光杠(1)連接，嘴橫向移動機(jī)構(gòu)(2)上下 移動時，驅(qū)動電機(jī)(13)驅(qū)動齒輪齒條(18)使橫向支撐架在左右導(dǎo) 向光杠(1)導(dǎo)向下上下移動，帶動噴嘴(3)到指定位置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的板坯連鑄機(jī)二冷噴嘴沖擊力測量系統(tǒng)， 其特征是所述的傳感移動機(jī)構(gòu)至少包括橫向步進(jìn)電機(jī)(20)、精密 縱向移動測量機(jī)構(gòu)(7)、精密橫向移動測量機(jī)構(gòu)(17)、步進(jìn)電機(jī)(6)、 傳動皮帶(16)及支撐框架(9)，支撐框架(9)上部通過光杠(4) 和橫向移動絲杠(5)連接精密縱向移動測量機(jī)構(gòu)(7)，橫向移動絲 杠(5)轉(zhuǎn)動帶動精密縱向移動測量機(jī)構(gòu)(7)橫向移動，光杠(4) 為精密縱向移動測量機(jī)構(gòu)(7)橫向移動時導(dǎo)向；橫向移動絲杠(5)通過步進(jìn)電機(jī)(6)驅(qū)動傳動皮帶(16)帶動橫向移動絲杠(5)轉(zhuǎn)動。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的板坯連鑄機(jī)二冷噴嘴沖擊力測量系統(tǒng)， 其特征是所述的精密縱向移動測量機(jī)構(gòu)(7)下端有絲母和導(dǎo)向套， 上端有縱向移動絲杠螺母(19)，縱向移動絲杠螺母(19) 一端連接 步進(jìn)電機(jī)(20);絲母和導(dǎo)向套與光杠(4)和橫向移動絲杠(5)配 套橫向設(shè)計，縱向移動絲杠螺母(19)套接有防水應(yīng)變式微力值傳感 器(8)，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)(20)帶動縱向移動絲杠螺母(19)轉(zhuǎn)動，套 接的防水應(yīng)變式微力值傳感器(8)沿縱向移動絲杠前后移動。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的板坯連鑄機(jī)二冷噴嘴沖擊力測量系統(tǒng)， 其特征是所述的噴嘴橫向移動機(jī)構(gòu)(2) —側(cè)連接有手輪(15)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的板坯連鑄機(jī)二冷噴嘴沖擊力測量系統(tǒng)， 其特征是所述的噴嘴(3)在l-3個之間。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的板坯連鑄機(jī)二冷噴嘴沖擊力測量系統(tǒng)， 其特征是所述的防水應(yīng)變式微力值傳感器(8)與噴嘴(3)的距離 在100 500mm之間。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的板坯連鑄機(jī)二冷噴嘴沖擊力測量系統(tǒng)， 其特征是所述的傳感移動機(jī)構(gòu)移動空間在X方向為0 2000mm，在 Y方向為0 200mm之間。
全文摘要
本發(fā)明屬于冶金設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種板坯連鑄機(jī)二冷噴嘴沖擊力測量系統(tǒng)，其特征是防水應(yīng)變式微力值傳感器(8)固定在傳感移動機(jī)構(gòu)上，通過傳感移動機(jī)構(gòu)帶動防水應(yīng)變式微力值傳感器(8)移動至檢測位置；噴嘴固定在噴嘴移動機(jī)構(gòu)上，噴嘴(3)向下，通過噴嘴(3)移動機(jī)構(gòu)移動噴嘴(3)至防水應(yīng)變式微力值傳感器(8)的上方，噴嘴(3)噴水，通過傳感移動機(jī)構(gòu)帶動防水應(yīng)變式微力值傳感器(8)移動給出不同空間噴水沖力產(chǎn)生的應(yīng)變式電信號，信號經(jīng)信號調(diào)理器10放大處理后輸出數(shù)據(jù)給計算機(jī)數(shù)據(jù)采集與分析單元(11)，給出三維噴水沖力大水分布圖。它可以精確的測量噴嘴的沖擊力特性，提高測量精度，降低測量成本。
文檔編號G01M99/00GK101187587SQ20071018851
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者左水利, 強(qiáng) 李, 江 李, 李彥峰, 敏 趙, 遲鳳志, 艷 鹿 申請人:中國重型機(jī)械研究院