轧机主轴设备故障状态在线监测装置及轧机主轴设备

582 编辑：中冶有色技术网来源：包头钢铁(集团)有限责任公司

2024-05-22 14:08:08

权利要求书： 1.一种轧机主轴设备故障状态在线监测装置，其特征在于：包括：

至少一个监测装置本体，所述监测装置本体包括底座、伸缩缸体、位置传感器和连接杆，所述底座与所述轧机的设备基础固定连接；所述伸缩缸体包括固定件和活动件，所述固定件与所述底座的顶部固定连接，所述活动件与所述固定件在所述固定件的长度方向上与所述固定件滑动连接；所述位置传感器设置于所述固定件内，且所述位置传感器用于监测所述活动件的位置变化；所述连接杆的一端与所述活动件远离所述固定件的一端连接，另一端用于与主轴平衡装置的旋转中心轴固定连接。

2.根据权利要求1所述的轧机主轴设备故障状态在线监测装置，其特征在于：所述监测装置本体的数量为两个，一个所述监测装置本体用于与上主轴平衡装置的旋转中心轴固定连接，另一个所述监测装置本体用于与下主轴平衡装置的旋转中心轴固定连接。

3.根据权利要求2所述的轧机主轴设备故障状态在线监测装置，其特征在于：所述底座通过地脚螺栓固定在设备基础上。

4.根据权利要求3所述的轧机主轴设备故障状态在线监测装置，其特征在于：还包括旋转轴固定座，所述旋转轴固定座通过螺栓与所述底座的顶部固定连接，所述旋转轴固定座与所述固定件转动连接。

5.根据权利要求4所述的轧机主轴设备故障状态在线监测装置，其特征在于：所述伸缩缸体为液压缸制作而成。

6.根据权利要求5所述的轧机主轴设备故障状态在线监测装置，其特征在于：还包括连接销轴，所述活动件远离所述固定件的一端设置有第一销孔，所述连接杆远离所述主轴平衡装置的旋转中心轴的一端设置有第二销孔，所述连接销轴用于穿过所述第一销孔和所述第二销孔将所述活动件与所述连接杆连接。

7.根据权利要求6所述的轧机主轴设备故障状态在线监测装置，其特征在于：所述连接杆远离所述活动件的一端设置有弧形凹槽，所述弧形凹槽与所述主轴平衡装置的旋转中心轴的直径相同。

8.根据权利要求1所述的轧机主轴设备故障状态在线监测装置，其特征在于：还包括控制终端，所述控制终端与所述位置传感器信号连接。

9.一种轧机主轴设备，其特征在于：包括：如权利要求1～8任一项所述的轧机主轴设备故障状态在线监测装置。

说明书：轧机主轴设备故障状态在线监测装置及轧机主轴设备技术领域[0001] 本实用新型涉及冶金行业设备技术领域，特别是涉及一种轧机主轴设备故障状态在线监测装置及轧机主轴设备。背景技术[0002] 钢铁行业轧机主传动设备在轧制过程中频繁承受较大交变扭矩载荷和冲击载荷的恶劣工况条件，轧机主轴(万向节式轧机主轴的万向节、扁头套；滑块式轧机主轴的联轴器本体、轧机主轴本体)的在线工作方式为往复轧制，在典型的交变应力以上工作，其损坏破坏形式为疲劳损坏。对于轧机主轴，因其空间位置关系受整体轧机设备限制尺寸，如轧机主轴轧辊侧万向节，其直径不能超过轧机轧辊的最小直径，否则上轧机下主轴轧辊侧的万向节运转时会发生干涉碰撞。因此万向节等受尺寸限制其疲劳扭矩有限。基于这些因素，各宽厚板厂常发生主传轴损坏事故。[0003] 而轧机主轴事故的特点为轧机主轴一个损坏往往导致其它的损坏。引发事故的(如万向节式联轴器的万向节、滑块式联轴器本体等)一旦出现损坏断裂，断裂后断裂电机侧部分因同轧机主轴电机相连接，还在高速旋转，会同轧机主轴断裂轧辊侧断裂部分碰撞挤压，导致轧机主轴接轴平衡支撑框架损坏、轴头支撑损坏、甚至导致工作辊扁头部位断裂事故当上轧机下主轴中的一支出现损坏事故断开后，轧制扭矩还会施加至另一支轧机主轴上，造成其过载，很多情况下造成另一支轧机主轴损坏。因此轧机主轴故障一旦出现，没有及时发现，往往带来很大设备及停产损失。[0004] 而行业内轧钢厂轧机主轴运行有电机电流、扭矩、转速量为可用实时在线监测跟踪量，但对这些量的实时监测做报警联锁等可以作为轧机主轴保证长期正常运行的粗略保护条件(如扭矩大时实现报警及停机，但一定范围内的超扭矩情况大不会对轧机主轴造成即时性的损坏，只会对其疲劳寿命产生影响)。因轧机主轴损坏形式绝大多数情况下为疲劳损坏，发生故障时的扭矩等承载特征参数正常，其故障先兆及发生故障情况下扭矩、电流等量在轧机主轴故障情况下和正常情况下没有变化，因此无法作为轧机主轴故障实时在线监测特征量。[0005] 因此寻找有效的轧机主轴故障特征量并根据其设置有效的轧机主轴设备故障状态在线监测装置，在轧机主轴刚开始出现故障时，实现实时在线监测报警和停机保护非常必要。实用新型内容

[0006] 本实用新型的目的是提供一种轧机主轴设备故障状态在线监测装置及轧机主轴设备，以解决上述现有技术存在的问题，对轧机主轴故障监测，及时发现重大设备隐患，避免轧机主轴事故造成的重大设备损失。[0007] 为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：[0008] 本实用新型提供一种轧机主轴设备故障状态在线监测装置，包括：至少一个监测装置本体，所述监测装置本体包括底座、伸缩缸体、位置传感器和连接杆，所述底座与所述轧机的设备基础固定连接；所述伸缩缸体包括固定件和活动件，所述固定件与所述底座的顶部固定连接，所述活动件与所述固定件在所述固定件的长度方向上与所述固定件滑动连接；所述位置传感器设置于所述固定件内，且所述位置传感器用于监测所述活动件的位置变化；所述连接杆的一端与所述活动件远离所述固定件的一端连接，另一端用于与主轴平衡装置的旋转中心轴固定连接。[0009] 优选的，所述监测装置本体的数量为两个，一个所述监测装置本体用于与上主轴平衡装置的旋转中心轴固定连接，另一个所述监测装置本体用于与下主轴平衡装置的旋转中心轴固定连接。[0010] 优选的，所述底座通过地脚螺栓固定在设备基础上。[0011] 优选的，还包括旋转轴固定座，所述旋转轴固定座通过螺栓与所述底座的顶部固定连接，所述旋转轴固定座与所述固定件转动连接。[0012] 优选的，所述伸缩缸体为标准液压缸制作而成。[0013] 优选的，还包括连接销轴，所述活动件远离所述固定件的一端设置有第一销孔，所述连接杆远离所述主轴平衡装置的旋转中心轴的一端设置有第二销孔，所述连接销轴用于穿过所述第一销孔和所述第二销孔将所述活动件与所述连接杆连接。[0014] 优选的，所述连接杆远离所述活动件的一端设置有弧形凹槽，所述弧形凹槽与所述主轴平衡装置的旋转中心轴的直径相同。[0015] 优选的，还包括控制终端，所述控制终端与所述位置传感器信号连接。[0016] 本实用新型提供一种轧机主轴设备，包括：如上所述的轧机主轴设备故障状态在线监测装置。[0017] 本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：[0018] 本实用新型提供了一种轧机主轴设备故障状态在线监测装置及轧机主轴设备，当轧机主轴(如万向节式联轴器的万向节、滑块式联轴器本体等)出现故障时，轧机主轴本体会带动垂直平衡装置连杆上下动作，连杆又会带动平衡装置连杆支架发生转动，在连杆支架装置上加装连接杆，连接杆末端连接活动件，位置传感器监测活动件的位置变化，监测出轧机主轴本体的中心位置变化量。附图说明[0019] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0020] 图1为本实用新型提供的轧机主轴设备故障状态在线监测装置的结构示意图；[0021] 图2为本实用新型提供的轧机主轴设备的结构示意图；[0022] 图中：1、监测装置本体；101、底座；102、位置传感器；103、旋转轴固定座；104、伸缩缸体；105、连接销轴；106、连接杆；2、轧机下主轴平衡装置；3、轧机上主轴平衡装置；4、轧机上主轴故障状态在线监测装置；5、上工作辊电机侧安全联轴器；6、下工作辊电机侧安全联轴器；7、上工作辊电机侧万向节；8、下工作辊电机侧万向节；9、轧机下主轴；10、轧机上主轴；11、上工作辊辊侧万向节；12、下工作辊辊侧万向节；13、轧机上主轴扁头套；14、上工作辊扁头；15、下工作辊扁头；16、下工作辊扁头套。具体实施方式[0023] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。[0024] 本实用新型的目的是提供一种轧机主轴设备故障状态在线监测装置及轧机主轴设备，以解决上述现有技术存在的问题，对轧机主轴故障监测，及时发现重大设备隐患，避免轧机主轴事故造成的重大设备损失。[0025] 为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。[0026] 实施例一[0027] 本实施例提供一种轧机主轴设备故障状态在线监测装置，如图1～2所示，包括：至少一个监测装置本体1，监测装置本体1包括底座101、伸缩缸体104、位置传感器102和连接杆106，底座101与轧机的设备基础固定连接；伸缩缸体104包括固定件和活动件，固定件与底座101的顶部固定连接，活动件与固定件在固定件的长度方向上与固定件滑动连接；位置传感器102设置于固定件内，且位置传感器102用于监测活动件的位置变化；连接杆106的一端与活动件远离固定件的一端连接，另一端用于与主轴平衡装置的旋转中心轴固定连接，当轧机主轴(如万向节式联轴器的万向节、滑块式联轴器本体等)出现故障时，轧机主轴本体会带动垂直平衡装置连杆上下动作，连杆又会带动平衡装置连杆支架发生转动，在连杆支架装置上加装连接杆106，连接杆106末端连接活动件，位置传感器102监测活动件的位置变化，监测出轧机主轴本体的中心位置变化量，装置结合实时监测量的采集、计算和自动分析程序使用，实现对轧机主轴故障带来的轧机主轴中心位置变化量的变化值进行实时采集比较，该变化值超过报警值则进行故障报警、超过停机联锁值则进行停机联锁保护。从而实现实时在线故障状态监测报警和停机保护，该实用新型特别适用于在原有轧机主轴平衡装置驱动液压缸为尾部耳环式液压缸或因空间限制等其它原因无法在轧机主轴平衡装置驱动液压缸安装位置传感器102等情况。[0028] 在本实施例优选的方案中，监测装置本体1的数量为两个，一个监测装置本体1用于与上主轴平衡装置的旋转中心轴固定连接，另一个监测装置本体1用于与下主轴平衡装置的旋转中心轴固定连接，结构简单，监测准确。[0029] 在本实施例优选的方案中，底座101通过地脚螺栓固定在设备基础上，结构简单。[0030] 在本实施例优选的方案中，轧机主轴设备故障状态在线监测装置还包括旋转轴固定座103，旋转轴固定座103通过螺栓与底座101的顶部固定连接，旋转轴固定座103与固定件转动连接，结构简单。[0031] 在本实施例优选的方案中，伸缩缸体104为标准液压缸制作而成，结构简单，取材方便。[0032] 在本实施例优选的方案中，轧机主轴设备故障状态在线监测装置还包括连接销轴105，活动件远离固定件的一端设置有第一销孔，连接杆106远离主轴平衡装置的旋转中心轴的一端设置有第二销孔，连接销轴105用于穿过第一销孔和第二销孔将活动件与连接杆

106连接，结构简单。

[0033] 在本实施例优选的方案中，连接杆106远离活动件的一端设置有弧形凹槽，弧形凹槽与主轴平衡装置的旋转中心轴的直径相同，结构简单，方便固定。[0034] 在本实施例优选的方案中，轧机主轴设备故障状态在线监测装置还包括控制终端，控制终端与位置传感器102信号连接，控制终端与轧机主轴设备信号连接，控制终端上设置有实时监测量的采集、计算和自动分析程序，实现对轧机主轴故障带来的轧机主轴中心位置变化量的变化值进行实时采集比较，该变化值超过报警值则进行故障报警、超过停机联锁值则进行停机联锁保护。从而实现实时在线故障状态监测报警和停机保护。[0035] 实施例二[0036] 本实用新型提供一种轧机主轴设备，包括：如实施例一任一项的轧机主轴设备故障状态在线监测装置、轧机下主轴平衡装置2、轧机上主轴平衡装置3、轧机上主轴故障状态在线监测装置4、上工作辊电机侧安全联轴器5、下工作辊电机侧安全联轴器6、上工作辊电机侧万向节7、下工作辊电机侧万向节8、轧机下主轴9、轧机上主轴10、上工作辊辊侧万向节11、下工作辊辊侧万向节12、轧机上主轴扁头套13、上工作辊扁头14、下工作辊扁头15和下工作辊扁头套16。

[0037] 本实用新型在实际使用中对轧机主轴进行故障报警或停机联锁保护的过程如下：[0038] 轧机主轴(轧机主轴本体、两端的万向节、辊侧的扁头套—如图2中7?13、16)出现故障时，会导致轧机主轴本体回转中心的位置变动量增大，即轧机主轴的中心位置变化量增大，因轧机主轴本体带动轧机主轴平衡装置立式连杆支座上下动作，而立式连杆支座动作带动摆动支座相对于固定底座101回转点转动，连接杆106带动位置传感器102动作从而实时监测出轧机主轴本体的位置变化量，从而实现轧机主轴的故障实时监测，因位置传感元件反应出的位置变化值会因轧制过程中EGC(机械压下装置)、HGC(液压辊缝调节缸装置)位置变化引起，编制专用程序将其因素剔除后(采集EGC位置不变时，HGC位置仅微小变化时的平衡装置驱动液压缸缸杆位置变化量即真正反应轧机主轴故障带来的轧机主轴中心位置变化量的变化值)，计算出不受其因素影响情况下，反应轧机主轴故障带来的轧机主轴中心位置变化量的变化值，该变化值超过报警值则进行故障报警、超过停机联锁值则进行停机联锁保护。[0039] 本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。