一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统及检测方法

技术特征：
1.一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统，包括轴承座本体（1），轴承座本体（1）成对设置并且在轴承座本体（1）上开设有轧辊安装孔（3），轧辊安装孔（3）内安装有轧辊（3），其特征在于：所述轴承座本体（1）上靠近轧辊（3）的两侧分别安装有三个传感器（8），一对轧辊（3）所对应的24组传感器信号经传感器线（9）与信号放大器（11）的输入端相连接，信号放大器（11）的输出端经信号调理模块（12）与a/d转换器（13）的输入端相连接，a/d转换器（13）的输出端与数字信号处理模块（14）的输入端相连接，数字信号处理模块（14）的输出端与计算机（15）相连接。2.根据权利要求1所述的一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统，其特征在于：所述轴承座本体（1）的两侧分别开设有衬板安装槽（4），衬板安装槽（4）的槽底开设有三个传感器嵌入槽（6），传感器嵌入槽（6）内开设有与轧辊安装孔（2）相贯通的检测孔（7），传感器嵌入槽（6）内分别安装有传感器（9），传感器（9）的检测端通过检测孔（7）与轧辊相配合，传感器嵌入槽（6）内安装有固定传感器（9）的衬板（5）。3.根据权利要求1所述的一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统，其特征在于：所述衬板安装槽（4）的槽底开设有三个传感器嵌入槽（6），传感器嵌入槽（6）呈品字型对称分布。4.根据权利要求1所述的一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统，其特征在于：所述衬板（5）的外轮廓为凸形金属板结构，传感器嵌入槽（6）与衬板（5）之间为传感器（8）的安装空间，衬板（5）上开设有多个衬板固定孔，衬板固定孔内安装有与轴承座本体（1）相固定的螺栓。5.根据权利要求1所述的一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统，其特征在于：所述传感器（8）采用应变式压力传感器，应变式压力传感器包括电阻应变片和弹性敏感元件，电阻应变片粘贴固定在弹性敏感元件上，弹性敏感元件与轧辊的外圆表面相配合。6.根据权利要求1所述的一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统，其特征在于：所述机箱（10）内设置有包括信号放大器（11）、信号调理模块（12）、a/d转换器（13）以及数字信号处理模块（14），机箱（10）远离轧辊（3）的传动侧。7.根据权利要求1所述的一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统，其特征在于：所述信号放大器（11）所采用的电路为全桥惠斯通电路。8.一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测方法，其特征在于包括以下步骤：a、首先利用水平力计算模型来对传感器（8）进行选型，选择最佳型号的传感器（8）；b、将传感器（8）分别安装在传感器嵌入槽（6）内并固定好衬板（5），连接好传感器线（9）和检测系统；c、24个传感器（8）分别获取水平力模拟信号，24路水平力模拟信号经过8个信号放大器（11）将24路水平力模拟信号合成8路，并通过信号放大器（11）对这8路水平力模拟信号进行放大；d、随后将经信号放大器（11）放大后的信号输入到信号调理模块（12），信号调理模块（12）中的conpactdaq的控制器部分可一边将数据记录到板载或可移动sd存储器，一边执行波形采集和在线软件分析，得出轧辊水平力的大小和方向；e、最后根据工作辊水平方向力的平衡关系，建立工作辊力和力矩的平衡方程，根据建立的水平力计算模型，将其他相关工艺参数代入水平力计算模型进行验证。
9.根据权利要求8所述的一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测方法，其特征在于：所述步骤a中水平力计算模型如下：根据工作辊水平方向力的平衡关系，建立工作辊力和力矩的平衡方程，取工作辊受力平衡，其水平方向的力平衡方程为：
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（1）力矩平衡方程为：
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（2）工作辊和中间辊间作用力:
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（3）虑到轧辊与轴承之间受摩擦因素影响：
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（4）以及受力图中的几何关系，可得出、和三个夹角的计算式，因三个角度都很小，可近似等于其正弦值，
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（5）
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（6）
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（7）联合上式求解，得出水平力计算模型：。10.根据权利要求8所述的一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测方法，其特征在于：所述d步骤中采用labview软件配合conpactdaq对数据进行采集、分析、可视化以及管理测量，labview软件采用模块划分、层次化以及多线程技术，来实现多通道数据采集、查询、显示和系统其他操作的并行执行，在程序中创建了负责数据采集的采样工作线程、负责定时保存数据的缓存工作线程和历史数据查询的查询工作线程。

技术总结
一种轧辊轴承座多通道高精度水平力检测系统及检测方法，包括轴承座本体（1），其特征在于：所述轴承座本体（1）上靠近轧辊（3）的两侧分别安装有三个传感器（8），信号放大器（11）的输出端经信号调理模块（12）与A/D转换器（13）的输入端相连接，A/D转换器（13）的输出端与数字信号处理模块（14）的输入端相连接，数字信号处理模块（14）的输出端与计算机（15）相连接，本发明结构合理，解决了在轧辊轴承座极其有限的空间内安装布置检测装置的技术难题，同时能实现多通道高精度的检测和分析，检测精度高，并能长时间连续记录，能避免设备过载和超负荷运行，轧制稳定可靠。轧制稳定可靠。轧制稳定可靠。


技术研发人员：夏军勇 徐志强 周威武 严国平 钟飞 李博 蔡一杰
受保护的技术使用者：湖北工业大学
技术研发日：2022.03.30
技术公布日：2022/8/1