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1、轧钢2006年4月·第23卷·第2期·26·STEELROLLINGApr.2006Vol123No12附着式轧制力传感器安装误差对测量精度的影响1221贾永茂,司小明,孔顺富,闫晓强(11北京科技大学机械工程学院,北京100083;21马鞍山钢铁股份有限公司,安徽马鞍山243001)摘要:介绍了利用测量机架的变形来间接测量轧制力的基本原理,并利用有限元研究了附着式轧制力传感器在机架立柱的安装误差对测量精度的影响。关键词:附着式传感器;轧制力;有限元中图分类号:TG302文献标识码:A文章编号:1003-9996(200
2、6)02-0026-03InfluenceofEquippedSituationontheAttachedTypeSensor′sOutput1221JIAYong2mao,SIXiao2ming,KONGShun2fu,YANXiao2qiang(11UniversityofScience&TechnologyBeijing,Beijing100083,China;21MaanshanIron&SteelCo1,Ltd1,Maanshan243001,China)Abstract:Themeasuringtheoryo
3、fattachedtypesensorwasintroduced.TheinfluenceofcalibrationandequippedsituationonsensorÄsoutputwasstudiedbyfiniteelementmethod1Keywords:attachedtypesensor;rollingforce;finiteelement1前言及安装误差对测量精度的影响。轧制力是轧机最主要的技术参数之一,获取2建立计算模型轧制力信息对保证安全生产、防止设备重大事以某中板轧机为例,对于间接测量轧制力来故
4、、优化轧制规程、实现生产过程自动化和最优说,机架立柱作为测量的一次弹性体,其应力分[1]控制等都具有重要意义。布对测量的精确度有重要影响。在轧制过程中,利用附着式传感器测量轧制力是一种间接测机架受力很复杂,包括轧制力、附加水平力和摩量轧制力的方法,其基本原理是:轧钢时轧制力擦力等。本文采用ANSYS有限元软件对机架在[2,3]传递到两侧机架上并由4个立柱承担,因此,通此3种力作用下立柱的应力分布进行了计算。过测量立柱应变即可间接测量轧制力。但由于机211模型的建立架强度裕量较大,应力水平较低,应变很小,因首先,建立轧机在
5、3种状态下的有限元模型而测量精度低。为了提高测量精度,传感器采用和标定装置模型:两端粗、中间细的对称阶梯状结构模型,以使传(1)只考虑轧制力而忽略其他力的影响;感器敏感元件的应力水平提高到机架应力水平的(2)考虑轧制力和地脚螺栓的约束;4～10倍,在机架应力水平较低(5～12MPa)(3)考虑轧制力、地脚螺栓约束和附加水平情况下,能使弹性元件处于较高(25～120MPa)力及摩擦力的共同作用。的应力水平,从而实现较高精度的轧制力测量。标定装置采用千斤顶加载,载荷只考虑该力在整个测量系统中,影响测量精度的因素很的作用。3种
6、状态下,轧机模型的网格划分见图多,主要包括:标定、安装误差、温度漂移、轧1。对于前两种情况,由于机架的载荷和结构具机振动和主传动系统影响等。本文主要研究标定有对称性,取机架的1/2建立模型。模型采用8收稿日期:2005-08-04收修改稿日期:2005-12-26作者简介:贾永茂(1980-),男(汉族),河北保定人,硕士研究生。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第23卷
7、·第2期贾永茂等:附着式轧制力传感器安装误差对测量精度的影响·27·节点的solid45六面体单元划分,在附着区中性纵坐标为中性面各节点的应力值。选择的位置是面附近进行细分。其余部分采用拉伸平面单元得图1中阴影区域的中性面上。从图3可看出,3到,这样既保证了所关心的立柱附着区部分的计种情况下应力分布大体相同:两边应力稍低,中算精度,方便中性面上节点应力的获取,又减少间段应力基本保持不变。对于第1、第2种情了计算量。计算取弹性模量E=210GPa,泊松况,该应力稳定区的长度基本相同,且应力值均比013。标定装置尺寸及模型见
8、图2。为1014MPa。这表明地脚螺栓处的约束情况对中性面上的应力分布基本无影响。在选择传感器安装位置时应尽量选在中间应力不变区,这样可以保证良好的线性。对于第3种情况,由于受侧向水平力的影响,2个立柱的应力分布不同。左立柱应力稳定区内的应力水平为1015MPa,略高于前两种情况。右立柱中间区域出现波动,平均应力水平
