第5期 闫晓强等：2250热连轧R2轧机轴向力生成机理 ·637· 图1R2轧机设备布置简图 Fig.1 Diagram of the R2 rolling mill 该轧机自2008年10月投产以来，轧机传动系 外发射出去.旋转稳压块为传感器和发射机提供 统受到异常轴向力冲击作用，陆续发生主传动电机 电源.通过遥测接收机的解调及功放等处理后还 轴承座移位、地脚螺栓多次松动等故障和事故，直接 原出与轴向力成比例的电信号，供计算机数据采 威胁轧机的正常运行.在这种情况下，厂方被迫降 集系统采集、显示、存储和分析.遥测系统的仪器 低2轧机的轧制力以减小轴向力，严重影响了轧 仪表部分安装在监测机柜内，信号发射和接收、感 机的生产能力和经济效益 应供电装置都安装在被测轴上的旋转环和固定环 1.1测试目的和方法 上（图4）. 采用自制的板带轧机遥测系统对R2轧机上电 机轴承座外侧和下水平轴承座外侧的输出轴承受的 发射 接收 信号 遥测 轴向力进行了在线监测.图2为现场测量R2上电 发射材 线 天线 处理 接收机 模块 机轴承座外侧输出轴的遥测装置照片 供电电源 供电电源 电压信号输出 遥测内、外环 旋转部分 静止部分 图3轴向力遥测系统工作原理图 遥测接收装置， Fig.3 Principle diagram of the axial force telemetry system 感应供电电源 图2上电机轴承座外侧输出轴轴向力遥测装置照片 Fig.2 Photo of axial force telemetry equipment on the motor bearing box 轴向力应变片与万向接轴的中心线成0°角，采 用相隔180°的两个半桥连接，以消除弯矩和扭矩的 影响，将两个半桥组成全桥电阻应变片.其基本原 图4轴向力监测系统 理是：将电阻应变片牢固地焊在被测轴的表面上，当 Fig.4 Monitor system of axial force 轴产生轴向变形时，应变片随着轴一起变形，利用电 阻片的应变效应使应变片的变形量转化为电阻的变 1.2轴向力测试波形 化量和桥路电压输出的变化量 利用自制的轴向力遥测系统测得上下传动系统 轴向力监测采用遥测系统，信号传输采用无线 单、双道次轴向力典型波形如图5和图6所示.从 发射和接收的原理，被测轴供电采用高频感应供电 图中可以看出轴向力方向和大小随单、双道次变化， 原理.图3中虚线左侧为旋转部分，该部分的各功 下轴轴向力明显大于上轴轴向力 能块都固定在轴上，并与轴一起旋转.轴上的轴向 经过大量测试统计，轴向力与轧制力的关系如 力信号经传感器转变为电信号后，送入发射机进行 图7所示.从图中可以看出：上轴向力大约为轧制 放大、调制等处理，再以电磁波的方式从发射天线向 力的3.5%，下轴向力大约为轧制力的8%.第 5 期 闫晓强等: 2250 热连轧 R2 轧机轴向力生成机理 图 1 R2 轧机设备布置简图 Fig． 1 Diagram of the R2 rolling mill 该轧机自 2008 年 10 月投产以来，轧机传动系 统受到异常轴向力冲击作用，陆续发生主传动电机 轴承座移位、地脚螺栓多次松动等故障和事故，直接 威胁轧机的正常运行． 在这种情况下，厂方被迫降 低 R2 轧机的轧制力以减小轴向力，严重影响了轧 机的生产能力和经济效益． 1. 1 测试目的和方法 采用自制的板带轧机遥测系统对 R2 轧机上电 机轴承座外侧和下水平轴承座外侧的输出轴承受的 轴向力进行了在线监测． 图 2 为现场测量 R2 上电 机轴承座外侧输出轴的遥测装置照片． 图 2 上电机轴承座外侧输出轴轴向力遥测装置照片 Fig． 2 Photo of axial force telemetry equipment on the motor bearing box 轴向力应变片与万向接轴的中心线成 0°角，采 用相隔 180°的两个半桥连接，以消除弯矩和扭矩的 影响，将两个半桥组成全桥电阻应变片． 其基本原 理是: 将电阻应变片牢固地焊在被测轴的表面上，当 轴产生轴向变形时，应变片随着轴一起变形，利用电 阻片的应变效应使应变片的变形量转化为电阻的变 化量和桥路电压输出的变化量． 轴向力监测采用遥测系统，信号传输采用无线 发射和接收的原理，被测轴供电采用高频感应供电 原理． 图 3 中虚线左侧为旋转部分，该部分的各功 能块都固定在轴上，并与轴一起旋转． 轴上的轴向 力信号经传感器转变为电信号后，送入发射机进行 放大、调制等处理，再以电磁波的方式从发射天线向 外发射出去． 旋转稳压块为传感器和发射机提供 电源． 通过遥测接收机的解调及功放等处理后还 原出与轴向力成比例的电信号，供计算机数据采 集系统采集、显示、存储和分析． 遥测系统的仪器 仪表部分安装在监测机柜内，信号发射和接收、感 应供电装置都安装在被测轴上的旋转环和固定环 上( 图 4) ． 图 3 轴向力遥测系统工作原理图 Fig． 3 Principle diagram of the axial force telemetry system 图 4 轴向力监测系统 Fig． 4 Monitor system of axial force 1. 2 轴向力测试波形 利用自制的轴向力遥测系统测得上下传动系统 单、双道次轴向力典型波形如图 5 和图 6 所示． 从 图中可以看出轴向力方向和大小随单、双道次变化， 下轴轴向力明显大于上轴轴向力． 经过大量测试统计，轴向力与轧制力的关系如 图 7 所示． 从图中可以看出: 上轴向力大约为轧制 力的 3. 5% ，下轴向力大约为轧制力的 8% ． ·637·