РОЛИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОСКОСТНОСТИ
ROLLER FOR MEASURING FLATNESS

Изобретение относится к ролику для измерения плоскостности для определения дефектов плоскостности полос, в частности стальных и металлических полос, при прохождении линий по производству полосы или прокатных станов, содержащему встроенные в боковую поверхность ролика динамометрические датчики с образованием измерительных участков и расположенные заподлицо с поверхностью ролика покрытия для динамометрических датчиков, причем покрытия окружены зазором для движения с образованием люфта относительно динамометрических датчиков.
Известны подобные ролики для измерения плоскостности, у которых динамометрические датчики расположены в радиальном направлении к оси измерительного ролика с образованием отдельных измерительных участков, а именно с образованием свободного кольцеобразного зазора для движения между наружной поверхностью их покрытия и внутренней поверхностью выемки в боковой поверхности ролика, в которой они размещены (ЕР 0595072 А1). Кольцеобразный зазор для движения может быть закрыт кольцом круглого сечения или слоем пластика во избежание проникновения частиц грязи, которыми полосы нередко покрыты на своей поверхности. Эти частицы грязи могут представлять собой, например, продукты истирания полос, а в случае оцинкованных полос - частицы цинка и т.д. Тем не менее, существует опасность того, что частицы грязи проникнут в зазор для движения и в ходе вращения ролика вызовут нежелательный отпечаток на поверхности полосы. Во избежание повреждения поверхности полосы известно, что измерительный ролик и, следовательно, его измерительные участки снабжают оболочкой. При этом оболочка может состоять из нескольких трубчатых отрезков или находиться на несущей трубе. В последнем случае речь идет о термонапыленной оболочке, если эта оболочка состоит из изнашивающихся металлов (DE 29824236 U1). Известно также резиновое или пластиковое покрытие, например полиуретановое покрытие, роликов для измерения плоскостности во избежание забивания частицами грязи зазоров для движения покрытий динамометрических датчиков. Выбор подходящего покрытия или подходящей оболочки зависит от назначения. В случае, например, алюминиевых полос и полос из высококачественной стали используют обычно резиновое или пластиковое покрытие, чтобы особенно защитить поверхность данной полосы. У углеродных полос, напротив, работают нередко с твердыми покрытиями, а у электролитически оцинкованных полос - предпочтительно с пластиковым покрытием. Если в качестве оболочки непосредственно на ролик для измерения плоскостности наносят твердое покрытие из изнашивающихся металлов, возникает опасность того, что в зоне лежащих под этой оболочкой зазоров для движения твердое покрытие будет склонно к трещинообразованию из-за микродвижений покрытий динамометрических датчиков, поскольку радиальное спружинивание в 1-2 мкм за счет измеряемого усилия при величине зазора, например 20 мкм, означает деформацию сдвига в 5-10%. Такую деформацию сдвига твердое покрытие долго воспринимать не может. Если же ролик для измерения плоскостности окружают несущей трубой и на нее наносят твердое покрытие в качестве оболочки, то этим, правда, можно избежать недопустимых деформаций, однако тогда побочное силовое замыкание через несущую трубу мешает, что оказывает негативное влияние на измерительные сигналы. Здесь помощь оказывает изобретение.
В основе изобретения лежит задача создания ролика для измерения плоскостности в описанной выше форме выполнения, у которого само непосредственно нанесенное твердое покрытие без несущей трубы отличается предельно высокой длительной прочностью и, следовательно, длительным сроком службы.
Эта задача решается в ролике для измерения плоскостности за счет того, что измерительные участки закрыты одной или несколькими адгезионно соединенными с поверхностью ролика металлическими пленками. Эти меры изобретения имеют следствием то, что нанесенная непосредственно на измерительный ролик оболочка или покрытие, все равно, идет ли речь о твердом или мягком покрытии, недолго подвергается нарушающей деформации сдвига в зоне окружающих покрытия динамометрических датчиков зазоров для движения. Даже при радиальном спружинивании покрытия такая деформация сдвига предотвращена закрывающими измерительные участки металлическими пленками. Иначе, чем у несущей трубы, у таких мембранообразных металлических пленок не возникает нарушающего побочного силового замыкания, так что измерительные сигналы почти не испытывают изменений. Это относится не только к кольцеобразным измерительным участкам с радиально ориентированными к главной оси ролика динамометрическими датчиками по ЕР 0595072 А1, но и к тому случаю, когда измерительные участки образованы измерительными балками на двух опорах, и, с одной стороны, измерительные балки окружены зазором для движения, а, с другой стороны, опоры образованы динамометрическими датчиками, ориентированными не радиально к главной оси ролика (DE 10224938 А1).
Другие существенные для изобретения меры приведены ниже. Так, каждый измерительный участок может быть закрыт своей металлической пленкой. Существует также возможность закрыть сообща несколько измерительных участков одной металлической пленкой. Так, например, металлическая пленка для закрывания одного или нескольких измерительных участков может проходить в виде пленочной полосы поперек всей ширины измерительного ролика.
Далее, согласно изобретению измерительная пленка состоит из пружинной стали. Толщина измерительной пленки может составлять 10-100 мкм, преимущественно 50 мкм. Металлическая пленка или пленки могут быть склеены с металлической поверхностью. Существует также возможность сварки металлической пленки или пленок с поверхностью ролика.
В рамках изобретения ролик для измерения плоскостности может известным сам по себе образом содержать оболочку не только из твердого металла, например твердого хрома или карбида вольфрама, но и из резины или пластика, например полиуретана.
Ниже изобретение более подробно поясняется с помощью изображающего только один пример выполнения чертежа, на котором представляют:
фиг.1 - схематично, вид сверху ролика для измерения плоскостности без оболочки;
фиг.2 - радиальный разрез ролика по фиг.1 в зоне динамометрического датчика;
фиг.3 - разрез А-А ролика по фиг.1 по длине измерительной балки;
фиг.4 - видоизмененную форму выполнения ролика по фиг.1;
фиг.5 - другую видоизмененную форму выполнения ролика по фиг.1;
фиг.6 - ролик по фиг.1 с оболочкой из твердого металла;
фиг.7 - разрез В-В в зоне измерительной балки по фиг.6;
фиг.8 - радиальный разрез измерительной балки по фиг.6 в зоне динамометрического датчика.
На чертежах изображен ролик 1 для измерения плоскостности для определения дефектов плоскостности полос 2, в частности стальных и металлических полос, проходящих через линии по производству полосы или прокатные станы. Этот ролик 1 содержит встроенные или утопленные в боковую поверхность 4 ролика динамометрические датчики 5 с образованием измерительных участков 3 и расположенные заподлицо с поверхностью ролика покрытия 6а,6b для этих динамометрических датчиков 5, причем покрытия 6а,6b окружены зазором 7 для движения с образованием люфта относительно динамометрических датчиков 5. Этот зазор 7 для движения может быть заполнен вечноэластичным синтетическим клеем 8 для герметизации ролика, так что, например, в сыром режиме работы такого ролика 1 в зону динамометрических датчиков 5 не может проникнуть влага. Далее зазоры 7 для движения могут быть дополнительно герметизированы огибающим кольцом 8 а круглого сечения.
У форм выполнения на фиг.1-4 и 6-8 в качестве покрытий наискось к главной оси 9 ролика вставлены измерительные балки 6а, которые могут совпадать в направлении движения полосы, а поверхность которых имеет кривизну поверхности ролика. Эти измерительные балки 6а оперты с обеих сторон на динамометрические датчики 5 (двухопорные балки), причем динамометрические датчики 5 и их крепежные винты 10 расположены не в радиальном к главной оси 9 ролика направлении, а смещены поперек главной оси ролика. Измерительные участки 3 закрыты одной или несколькими адгезионно соединенными с поверхностью ролика металлическими пленками 11. У формы выполнения на фиг.1 каждый измерительный участок 3 закрыт своей металлической пленкой 11. У формы выполнения на фиг.4 несколько измерительных участков 3 закрыты сообща одной металлической пленкой 11, а именно посредством проходящей поперек измерительных участков пленочной полосы.
Металлические пленки 11 состоят из пружинной стали. Толщина металлических пленок составляет 10-100 мкм, преимущественно 50 мкм. Металлическая пленка 11 или пленки могут быть склеены или сварены с поверхностью ролика. В примере выполнения ролик 1 содержит оболочку 12 из твердого металла, например твердого хрома или карбида вольфрама.
У формы выполнения по фиг.5 реализованы отдельные измерительные участки 3, у которых динамометрические датчики 5 ориентированы в радиальном направлении к главной оси 9 ролика с образованием кольцеобразного зазора 7 для движения также их покрытий 6b. Также в этом случае каждый измерительный участок 3 может быть закрыт своей металлической пленкой 11 или несколько измерительных участков 3 могут быть сообща закрыты одной металлической пленкой.
У описанных выше форм выполнения распределение нагрузки по ширине ролика при нагружении полосы возникает как реакция распределения растягивающего напряжения по ширине. Это поясняют обозначенные контактные поверхности 12 между полосой 2 и измерительными балками 6а, перемещающиеся по ширине ролика с движением полосы. Положение по ширине изменяется, когда ролик 1 вращается. Тем самым происходит непрерывное измерение по ширине ролика.