專(zhuān)利名稱(chēng)：結(jié)晶器錐度檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種結(jié)晶器錐度檢測(cè)裝置，用于測(cè)量結(jié)晶器開(kāi)口錐度。
背景技術(shù)：
結(jié)晶器是一個(gè)水冷的鋼錠模，是連鑄機(jī)非常重要的部分。鋼液在結(jié)晶器內(nèi)冷卻，初步凝結(jié)成型，且形成一定的坯殼厚度。這一過(guò)程是在坯殼與結(jié)晶器壁連續(xù)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)下進(jìn)行的。由于結(jié)晶器的振動(dòng)過(guò)程中鋼水對(duì)結(jié)晶器內(nèi)壁的沖擊，這樣就會(huì)對(duì)結(jié)晶器的內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦，從而導(dǎo)致結(jié)晶器內(nèi)壁的逐漸薄弱，由此，需要研制一種測(cè)量裝置測(cè)量結(jié)晶器開(kāi)口尺度大小，以保證結(jié)晶器能在合適的情況下繼續(xù)工作。同時(shí)也可以防止因結(jié)晶器疲勞運(yùn)作而造成重大的人員及財(cái)產(chǎn)損失。目前結(jié)晶器的開(kāi)口尺度主要是通過(guò)測(cè)量結(jié)晶器入口和出口處的寬度尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，分為在線(xiàn)測(cè)量和離線(xiàn)測(cè)量?jī)煞N。其中在線(xiàn)測(cè)量牽涉到機(jī)構(gòu)干涉、高溫保護(hù)、信號(hào)干擾等問(wèn)題，機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，成本昂貴且難以維護(hù)。離線(xiàn)測(cè)量結(jié)晶器寬度的機(jī)構(gòu)一般也比較復(fù)雜，且測(cè)量操作比較繁瑣，只能測(cè)量一定尺寸范圍的結(jié)晶器寬度，當(dāng)結(jié)晶器尺寸范圍變化過(guò)大時(shí)， 需要使用多個(gè)不同型號(hào)的離線(xiàn)檢測(cè)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的以上一些問(wèn)題，本發(fā)明提出一種結(jié)晶器錐度檢測(cè)裝置，用于測(cè)量結(jié)晶器開(kāi)口錐度。本檢測(cè)裝置采用單擺機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)錐度的測(cè)量，為保證測(cè)量時(shí)測(cè)量裝置與被測(cè)結(jié)晶器表面緊密接觸，使用了真空吸附機(jī)構(gòu)，并通過(guò)接近開(kāi)關(guān)保證接觸的可靠性。本發(fā)明所提供的結(jié)晶器錐度檢測(cè)裝置包括箱體1、單擺機(jī)構(gòu)2、真空吸附機(jī)構(gòu)3、接近開(kāi)關(guān)4 ；所述箱體1右側(cè)的測(cè)量面與被測(cè)結(jié)晶器被測(cè)面接觸；所述單擺機(jī)構(gòu)2安裝在箱體 1內(nèi)的左側(cè)，箱體1前后兩面上有一對(duì)同心圓孔，作為安裝單擺機(jī)構(gòu)2的軸承座，單擺機(jī)構(gòu) 2的兩端伸出軸與兩軸承座孔內(nèi)軸承連接，單擺機(jī)構(gòu)2能夠繞伸出軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)；所述真空吸附機(jī)構(gòu)3對(duì)稱(chēng)分布安裝于箱體1內(nèi)的右側(cè)，所述真空吸附機(jī)構(gòu)3的真空吸頭通過(guò)箱體1右側(cè)的孔穿出至箱體1外部，真空吸頭為橡膠材料，具有伸縮彈性，在吸力作用下可縮至與箱體1側(cè)面對(duì)齊；所述接近開(kāi)關(guān)4位于箱體1右側(cè)測(cè)量面的四個(gè)角部，接近開(kāi)關(guān)4的觸頭在自由狀態(tài)下伸出在測(cè)量面外，遇外壓可縮回至箱體1內(nèi)部。單擺機(jī)構(gòu)由固定軸、偏心塊、絕對(duì)位置旋轉(zhuǎn)編碼器組成。所述單擺機(jī)構(gòu)2由水平平臺(tái)標(biāo)定其初始轉(zhuǎn)角，通過(guò)讀取初始轉(zhuǎn)角與被測(cè)面轉(zhuǎn)角的夾角實(shí)現(xiàn)錐度測(cè)量，絕對(duì)位置編碼器在斷電后仍無(wú)需重新標(biāo)定初始轉(zhuǎn)角。當(dāng)箱體水平放置時(shí)，由于重力作用使偏心塊重心與軸心的連線(xiàn)豎直向下，此時(shí)的狀態(tài)為初始狀態(tài)，記單擺機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)角為0°。真空吸附機(jī)構(gòu)由進(jìn)氣開(kāi)關(guān)、真空生成器和真空吸盤(pán)組成，動(dòng)力由工廠壓縮空氣提供，振動(dòng)小，對(duì)測(cè)量編碼器的干擾較小。同時(shí)壓縮空氣能源綠色環(huán)保，噪音污染較小。
為保證測(cè)量時(shí)測(cè)量裝置的測(cè)量面與結(jié)晶器被測(cè)面接觸緊密，提高設(shè)備可靠性，在測(cè)量面四個(gè)角部都安裝了接近開(kāi)關(guān)。其中任何一個(gè)開(kāi)關(guān)未壓緊、無(wú)閉合信號(hào)時(shí)都會(huì)在控制系統(tǒng)中報(bào)警。測(cè)量時(shí)，用鋼索將檢測(cè)裝置懸空吊至被測(cè)面處，其中箱體有真空吸盤(pán)的表面正對(duì)被測(cè)面。打開(kāi)真空生成器的進(jìn)氣開(kāi)關(guān)，真空吸盤(pán)將檢測(cè)裝置的測(cè)量面與結(jié)晶器的被測(cè)面貼緊，有錐度的被測(cè)面會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)裝置中單擺在重力作用下產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。被測(cè)結(jié)晶器都是垂直于地面安裝，因此單擺的初始轉(zhuǎn)角與偏轉(zhuǎn)角度的夾角即可認(rèn)為是結(jié)晶器的錐角，并可換算為錐度。在實(shí)際測(cè)量中，除需要測(cè)量結(jié)晶器內(nèi)壁某點(diǎn)錐度外，還需要測(cè)量結(jié)晶器整個(gè)內(nèi)表面在鋼水持續(xù)沖刷下，因磨損而產(chǎn)生的凹凸不平情況。為達(dá)到上述要求，本發(fā)明中采取多點(diǎn)錐度擬合結(jié)晶器內(nèi)表面形狀的方法。多點(diǎn)錐度擬合方法如下
設(shè)結(jié)晶器內(nèi)表面曲線(xiàn)為P(X)，已測(cè)3點(diǎn)為A，B，C均為P(X)上的點(diǎn)，見(jiàn)附圖2所示。在坐標(biāo)系xoy中的坐標(biāo)分別為(x0, y0)、(X1, Y1)、(x2, y2)，其中x”x2為未知。對(duì)該三點(diǎn)用拉格朗日插值，表達(dá)式為
xO ~ xI 太0 —巧—巧 xI ~ ^2~ xO ^2 — xI
該方程未知數(shù)為三個(gè)，無(wú)唯一解，需要引入兩個(gè)約束條件。結(jié)晶器內(nèi)壁磨損后仍為連續(xù)光滑表面，故Ρ(Χ)在測(cè)量點(diǎn)處的曲線(xiàn)斜率應(yīng)與已測(cè)得斜率相等。考慮逐點(diǎn)測(cè)量的遞進(jìn)性， 設(shè)P(X)為右連續(xù)函數(shù)，則約束條件可表達(dá)為
聯(lián)立上述三公式，可求取P(X)的唯一解。本發(fā)明提供的結(jié)晶器錐度檢測(cè)裝置以較簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了結(jié)晶器單點(diǎn)錐度和整體錐度曲線(xiàn)的測(cè)量。應(yīng)用于生產(chǎn)檢測(cè)后，可大幅度降低結(jié)晶器錐度檢測(cè)裝置的成本，減少測(cè)量時(shí)間。


圖1 回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈滾道測(cè)量桿裝置原理圖。圖2 多點(diǎn)錐度曲線(xiàn)擬合原理示意圖。圖中1 箱體；2 單擺機(jī)構(gòu)；3 真空吸附機(jī)構(gòu)；4 接近開(kāi)關(guān)。
具體實(shí)施例方式測(cè)量前，首先在一水平平臺(tái)上標(biāo)定檢測(cè)裝置中單擺機(jī)構(gòu)的初始轉(zhuǎn)角，單擺機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)編碼器采用絕對(duì)位置編碼器，標(biāo)定完成后，斷定后仍無(wú)需重新標(biāo)定。測(cè)量時(shí)，用鋼索將檢測(cè)裝置懸空吊至被測(cè)面處，其中箱體有真空吸盤(pán)的表面正對(duì)被測(cè)面。確認(rèn)測(cè)量面與被測(cè)面之間無(wú)雜物后，打開(kāi)空氣開(kāi)關(guān)，真空吸盤(pán)將兩面貼緊。確認(rèn)操作面板無(wú)異常報(bào)警信號(hào)后，按下測(cè)量按鈕，即可獲得此處錐度值。在結(jié)晶器內(nèi)壁表面自上至下測(cè)量多點(diǎn)錐度值，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)即可按上述多點(diǎn)擬合原理求出內(nèi)壁面整體錐度曲線(xiàn)，從而可以觀察處內(nèi)壁磨損情況。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)晶器錐度檢測(cè)裝置，其特征在于該裝置包括箱體(1)、單擺機(jī)構(gòu)(2)、真空吸附機(jī)構(gòu)(3)、接近開(kāi)關(guān)(4);所述箱體(1)右側(cè)的測(cè)量面與被測(cè)結(jié)晶器被測(cè)面接觸；所述單擺機(jī)構(gòu)(2)安裝在箱體(1)內(nèi)的左側(cè)，所述箱體(1)前后兩面上有一對(duì)同心圓孔，作為安裝所述單擺機(jī)構(gòu)(2)的軸承座，單擺機(jī)構(gòu)(2)的兩端伸出軸與兩軸承座孔內(nèi)軸承連接，單擺機(jī)構(gòu) (2)能夠繞伸出軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)；所述真空吸附機(jī)構(gòu)(3)對(duì)稱(chēng)分布安裝于箱體(1)內(nèi)的右側(cè)，所述真空吸附機(jī)構(gòu)(3)的真空吸頭通過(guò)箱體(1)右側(cè)的孔穿出至箱體(1)外部，所述真空吸附機(jī)構(gòu)(3)的真空吸頭為橡膠材料，具有伸縮彈性，在吸力作用下可縮至與箱體(1)側(cè)面對(duì)齊；所述接近開(kāi)關(guān)(4)位于箱體(1)右側(cè)測(cè)量面的四個(gè)角部，接近開(kāi)關(guān)(4)的觸頭在自由狀態(tài)下伸出在測(cè)量面外，遇外壓可縮回至箱體(1)內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于所述的單擺機(jī)構(gòu)(2)由固定軸、偏心塊、絕對(duì)位置旋轉(zhuǎn)編碼器組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于所述的真空吸附機(jī)構(gòu)(2)由進(jìn)氣開(kāi)關(guān)、 真空生成器和真空吸盤(pán)組成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種結(jié)晶器錐度檢測(cè)裝置，屬于工業(yè)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括箱體、單擺機(jī)構(gòu)、真空吸附機(jī)構(gòu)、接近開(kāi)關(guān)，用于測(cè)量結(jié)晶器內(nèi)壁表面錐度。單擺機(jī)構(gòu)由水平平臺(tái)標(biāo)定其初始轉(zhuǎn)角，通過(guò)讀取初始轉(zhuǎn)角與被測(cè)面轉(zhuǎn)角的夾角實(shí)現(xiàn)錐度測(cè)量。單擺機(jī)構(gòu)的測(cè)量?jī)x器為絕對(duì)位置編碼器，在斷電后仍無(wú)需重新標(biāo)定初始轉(zhuǎn)角。真空吸附機(jī)構(gòu)由進(jìn)氣開(kāi)關(guān)、真空生成器和真空吸盤(pán)組成，振動(dòng)噪音小，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)干擾較小。在測(cè)量面四個(gè)角部安裝了接近開(kāi)關(guān)，以確認(rèn)測(cè)量面與被測(cè)面的緊密接觸。本發(fā)明提供的檢測(cè)裝置以較簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了結(jié)晶器單點(diǎn)錐度和整體錐度曲線(xiàn)的測(cè)量，應(yīng)用于生產(chǎn)檢測(cè)后，可大幅度降低結(jié)晶器錐度檢測(cè)裝置的成本，減少測(cè)量時(shí)間。
文檔編號(hào)B22D11/16GK102407308SQ20111039667
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月5日
發(fā)明者余曉流, 張海娟, 汪麗芳, 汪永明, 談莉斌 申請(qǐng)人:安徽工業(yè)大學(xué)