一种双倍测量密度的板形测量辊的制作方法

1.本实用新型涉及压电测量辊技术，特别涉及一种双倍测量密度的板形测量辊。


背景技术：

2.压电式板形测量辊通过测量带材宽度上的带材拉应力分布来测定带材、特别是金属带材中的板形误差。在整个带材宽度上处于带材拉应力下的带材以一个事先给定的包角压靠在板形测量辊的辊面上，因为带材上受到的拉应力相对于辊身接触面存在包角，因此纵向拉应力分布沿着带材宽度方向在板形测量辊辊身上会产生一个指向辊身轴心的径向分力，反过来通过这些径向的分力可以推算出带材拉应力的分布。最终通过带材宽度上的拉应力分布可以直接测定带材在纵向上的延伸率差异，从而得到带材的翘曲度。
3.目前主流的压电式板形测量辊，都是采用传感器沿辊身表面螺旋形排布的方式(假设相邻两个传感器在圆周向投影相差n
°
)。这种排列方式造成在一个轴向测量断面上，近邻的两个能够检测到拉应力的测量元件之间会间隔360/n-1个测量元件间距，造成检测的板形与实际板形之间误差较大。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种双倍测量密度的板形测量辊，有效的克服了现有技术的缺陷。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
6.一种双倍测量密度的板形测量辊，包括辊芯、辊套和传感器组件，上述辊芯包括辊身和辊轴，上述辊身为圆柱状的空心辊体，上述辊轴同轴装配在上述辊身两端，上述辊套同轴装配于上述辊身外部，上述辊身表面设有多处应力测点，且多处应力测点在上述辊身的轴向及径向上间隔分布，上述传感器组件装配于上述辊身的内部空腔中，上述应力测点分别通过穿过上述辊身的力传递件与上述传感器组件连接。
7.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
8.进一步，上述辊身表面沿其轴向设有两组通槽，每组上述通槽设有两个，且每组的两个上述通槽以上述辊身的轴线为中心线呈
°
分布，并且，相邻两个上述通槽以上述辊身的轴线为中心线呈
°
分布，每组的两个上述通槽的槽底均沿上述辊身轴向间隔设有多个一一对应的通孔，上述通孔均沿上述辊身的径向贯穿上述辊身侧壁，相对应的两个通孔处分别穿设有力柱，相对应的两个上述力柱相互靠近的一端之间连接有力传感器，上述通槽中均嵌装固定有条形的楔体，上述楔体与上述辊套相抵，上述力柱分别与对应的上述楔体连接，上述力柱构成上述力传递件，所有的上述力传感器共同构成上述传感器组件，不同组的两个上述通槽上的上述通孔沿上述辊身的轴向交错分布。
9.进一步，上述通槽沿上述辊身径向的截面为梯形，且该梯形较短的底边落于上述辊身的表面，其另一底边靠近上述辊身的中心线，上述楔体截面设置为与上述通槽相匹配的梯形。
10.进一步，上述通孔为锥形孔，且其锥尖端朝向对应的上述通槽，上述力柱为锥形柱体。
11.进一步，相对应的两个上述力柱相互靠近的一端分别固定有圆柱状的背帽，上述力传感器定位在对应的两个上述背帽之间。
12.进一步，相对应的两个上述背帽相互靠近的一端分别设有定位柱，上述力传感器的两端分别设有与上述定位柱插接配合的定位孔。
13.进一步，上述辊身内腔的两端腔壁上分别设有一圈花键槽，上述辊轴一端外周上设有一圈花键，上述辊轴的一端插入上述辊身对应端的花键槽中，上述辊轴外周上还同轴设有与上述辊身端部贴合的法兰，上述法兰通过螺栓与上述辊身的对应端端部连接固定。
14.本实用新型的有益效果是：结构设计简单、合理，能够实现同时加密轴向横断面测量点和增加圆周上测量频次，从而提高压电式板形测量辊测量精度。
附图说明
15.图1为本实用新型的双倍测量密度的板形测量辊的结构示意图；
16.图2为本实用新型的双倍测量密度的板形测量辊的结构分解图；
17.图3为本实用新型的双倍测量密度的板形测量辊中辊身的结构示意图；
18.图4为本实用新型的双倍测量密度的板形测量辊中力传递件与传感器组件连接的结构示意图；
19.图5为图4a部分中力传感器与背帽的结构分解图。
20.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
21.1、辊芯；2、辊套；3、力传感器；11、辊身；12、辊轴；31、背帽；32、定位孔；111、通槽；112、通孔；113、力柱；114、楔体；115、花键槽；121、花键；122、法兰；311、定位柱。
具体实施方式
22.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
23.实施例：如图1至5所示，本实施例的双倍测量密度的板形测量辊包括辊芯1、辊套2和传感器组件，上述辊芯1包括辊身11和辊轴12，上述辊身11为圆柱状的空心辊体，上述辊轴12同轴装配在上述辊身11两端，上述辊套2同轴装配于上述辊身11外部，上述辊身11表面设有多处应力测点，且多处应力测点在上述辊身11的轴向及径向上间隔分布，上述传感器组件装配于上述辊身11的内部空腔中，上述应力测点分别通过穿过上述辊身11的力传递件与上述传感器组件连接。
24.本实施例中，通过在辊身11周向和径向上均布应力测点，能够实现同时加密轴向横断面测量点和增加圆周上测量频次，从而提高压电式板形测量辊测量精度。
25.作为一种优选的实施方式，上述辊身11表面沿其轴向设有两组通槽111，每组上述通槽111设有两个，且每组的两个上述通槽111以上述辊身11的轴线为中心线呈180
°
分布，并且，相邻两个上述通槽111以上述辊身11的轴线为中心线呈90
°
分布，每组的两个上述通槽111的槽底均沿上述辊身11轴向间隔设有多个一一对应的通孔112，上述通孔112均沿上述辊身11的径向贯穿上述辊身11侧壁，相对应的两个通孔112处分别穿设有力柱113，相对
应的两个上述力柱113相互靠近的一端之间连接有力传感器3，上述通槽111中均嵌装固定有条形的楔体114，上述楔体114与上述辊套2相抵，上述力柱113分别与对应的上述楔体114连接，上述力柱113构成上述力传递件，所有的上述力传感器3共同构成上述传感器组件，不同组的两个上述通槽111上的上述通孔112沿上述辊身11的轴向交错分布。
26.该实施方案中，将辊身11沿轴向划分为多个逻辑环形测量段。从单个逻辑环形测量段看，每个环形测量段在圆周方向相差180
°
的地方设置两个应力测点，应力测点中心的连线与辊身11的轴线垂直正交。这样，实现一个力传感器3测量辊身11外圆上两个测量点的力，从而在相同传感器数量的情况下，提高带材表面测量点的密度，达到更高的带材板形测量精度。而从整个测量辊看，相邻两个逻辑环形测量段内的两测量点中心连线在空间是相差一个固定的角度，这样测量点沿辊面成双螺旋形布置，测量精度提高。
27.另外，需要说明的是：辊身11为厚壁圆筒形，辊身11外表面间隔相同的角度(例如：20
°
、或30
°
、或45
°
、或60
°
、或90
°
)，也就是说通槽111可以根据实际使用需求设计多组，如：三组、四组等，在本实施例中，最佳设计两组。
28.需要特别说明的是：通槽111内放置有通过锻造和数控加工成型的楔体114，采用锻造加工件的目的时保证楔体114的刚度。楔体114能够完美的镶入通槽，并在通槽111内沿径向自由上下移动的空间(3-5mm)，另外，将上述通槽111沿上述辊身11径向的截面设计为梯形，且该梯形较短的底边落于上述辊身11的表面，其另一底边靠近上述辊身11的中心线，上述楔体114截面设置为与上述通槽111相匹配的梯形，当楔体114沿径向朝外移动到辊身11顶端(外表面)时，楔体114的两个斜面与通槽111的两侧斜面紧密贴合，楔体114外表面设计与辊身111外表面适配的圆弧面，使得二者一起构成一个完整的圆柱面。
29.在本实施例中，上述通孔112为锥形孔，且其锥尖端朝向对应的上述通槽111，上述力柱113为锥形柱体。
30.该实施方案中，力柱113也采用锻造和数控加工成型，采用锻造加工件的目的同样也是保证力柱113的刚度，特别是力柱113轴向的高刚度。力柱113与辊身11上的通孔112在锥形面上完全贴合时，力柱113会突出于通槽111底壁，突出的高度与楔体114与通槽111底部的间隙相同(3-5mm)。
31.另外，在本实施例中，相对应的两个上述力柱113相互靠近的一端分别固定有圆柱状的背帽31，上述力传感器3定位在对应的两个上述背帽31之间。背帽31与力传感器3紧密接触。
32.最佳的，相对应的两个上述背帽31相互靠近的一端分别设有定位柱311，上述力传感器3的两端分别设有与上述定位柱311插接配合的定位孔32。
33.上述方案中，背帽31通过其与力传感器3接触端面的定位孔32(盲孔)和中心的定位柱311确保力传感器3的安装定位精度，并且在长期使用过程中，力传感器3与背帽31之间不会发生位移变化。而两端背帽31不接触，都仅与力传感器3的一个端面紧密接触，确保了在外力施加在背帽31上时，力会全部传递到力传感器3上，不会产生力的分流。
34.进一步的，为了实现带材的拉应力能够准确地传递到设置在辊身中心轴线上的力传感器上。所有力传递链上的部件，包括：楔体114、力柱113、背帽31都采用正过盈加工。这样才能保证整个力传递链在装配完成后，因为所有部件都是正过盈，整个力传递链上的所由部件相互挤压，才能让辊身11上的受力传递到力传感器3上。力传感器3会受到一个指向
圆心内部的预紧力。而楔体114和力柱113所受到的指向圆心外的反作用力靠通槽111和通孔112的斜面承受。
35.作为一种优选的实施方式，上述辊身11内腔的两端腔壁上分别设有一圈花键槽115，上述辊轴12一端外周上设有一圈花键121，上述辊轴12的一端插入上述辊身11对应端的花键槽115中，上述辊轴12外周上还同轴设有与上述辊身11端部贴合的法兰122，上述法兰122通过螺栓与上述辊身11的对应端端部连接固定。
36.该实施方案中，辊身11与辊轴12之间整体上分体式设计，便于辊身11内部零件的装配，同时，由于辊轴12需要承受辊身11的重量和带钢拉力造成的下压力，因此辊身11与两端的辊轴12采用键连接，配合辊轴12的法兰122侧面的半埋式螺栓加以固定。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
39.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
42.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种双倍测量密度的板形测量辊，其特征在于：包括辊芯(1)、辊套(2)和传感器组件，所述辊芯(1)包括辊身(11)和辊轴(12)，所述辊身(11)为圆柱状的空心辊体，所述辊轴(12)同轴装配在所述辊身(11)两端，所述辊套(2)同轴装配于所述辊身(11)外部，所述辊身(11)表面设有多处应力测点，且多处应力测点在所述辊身(11)的轴向及径向上间隔分布，所述传感器组件装配于所述辊身(11)的内部空腔中，所述应力测点分别通过穿过所述辊身(11)的力传递件与所述传感器组件连接。2.根据权利要求1所述的一种双倍测量密度的板形测量辊，其特征在于：所述辊身(11)表面沿其轴向设有两组通槽(111)，每组所述通槽(111)设有两个，且每组的两个所述通槽(111)以所述辊身(11)的轴线为中心线呈180
°
分布，并且，相邻两个所述通槽(111)以所述辊身(11)的轴线为中心线呈90
°
分布，每组的两个所述通槽(111)的槽底均沿所述辊身(11)轴向间隔设有多个一一对应的通孔(112)，所述通孔(112)均沿所述辊身(11)的径向贯穿所述辊身(11)侧壁，相对应的两个通孔(112)处分别穿设有力柱(113)，相对应的两个所述力柱(113)相互靠近的一端之间连接有力传感器(3)，所述通槽(111)中均嵌装固定有条形的楔体(114)，所述楔体(114)与所述辊套(2)相抵，所述力柱(113)分别与对应的所述楔体(114)连接，所述力柱(113)构成所述力传递件，所有的所述力传感器(3)共同构成所述传感器组件，不同组的两个所述通槽(111)上的所述通孔(112)沿所述辊身(11)的轴向交错分布。3.根据权利要求2所述的一种双倍测量密度的板形测量辊，其特征在于：所述通槽(111)沿所述辊身(11)径向的截面为梯形，且该梯形较短的底边落于所述辊身(11)的表面，其另一底边靠近所述辊身(11)的中心线，所述楔体(114)截面设置为与所述通槽(111)相匹配的梯形。4.根据权利要求2所述的一种双倍测量密度的板形测量辊，其特征在于：所述通孔(112)为锥形孔，且其锥尖端朝向对应的所述通槽(111)，所述力柱(113)为锥形柱体。5.根据权利要求4所述的一种双倍测量密度的板形测量辊，其特征在于：相对应的两个所述力柱(113)相互靠近的一端分别固定有圆柱状的背帽(31)，所述力传感器(3)定位在对应的两个所述背帽(31)之间。6.根据权利要求5所述的一种双倍测量密度的板形测量辊，其特征在于：相对应的两个所述背帽(31)相互靠近的一端分别设有定位柱(311)，所述力传感器(3)的两端分别设有与所述定位柱(311)插接配合的定位孔(32)。7.根据权利要求1至6任一项所述的一种双倍测量密度的板形测量辊，其特征在于：所述辊身(11)内腔的两端腔壁上分别设有一圈花键槽(115)，所述辊轴(12)一端外周上设有一圈花键(121)，所述辊轴(12)的一端插入所述辊身(11)对应端的花键槽(115)中，所述辊轴(12)外周上还同轴设有与所述辊身(11)端部贴合的法兰(122)，所述法兰(122)通过螺栓与所述辊身(11)的对应端端部连接固定。

技术总结
本实用新型涉及压电测量辊技术，特别涉及一种双倍测量密度的板形测量辊。本实用新型的双倍测量密度的板形测量辊包括辊芯、辊套和传感器组件，所述辊芯包括辊身和辊轴，所述辊身为圆柱状的空心辊体，所述辊轴同轴装配在所述辊身两端，所述辊套同轴装配于所述辊身外部，所述辊身表面设有多处应力测点，且多处应力测点在所述辊身的轴向及径向上间隔分布，所述传感器组件装配于所述辊身的内部空腔中，所述应力测点分别通过穿过所述辊身的力传递件与所述传感器组件连接。优点：结构设计简单、合理，能够实现同时加密轴向横断面测量点和增加圆周上测量频次，从而提高压电式板形测量辊测量精度。精度。精度。


技术研发人员：董宇
受保护的技术使用者：武汉乾冶工程技术有限公司
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2023/7/17