Momentinmittauslaitteiston suunnittelu nauhavalssauslinjan päämoottoreille

Abstract

Tämä opinnäytetyö tehtiin Ruukki Metals Oy:lle Raahen tehtaalle. Työn tavoitteena oli suunnitella ja osittain toteuttaa jatkuvatoiminen momentinmittauslaitteisto nauhavalssaamon päämoottoreiden akseleille ja yhdistää se tietojärjestelmiin. Linjalla ei ole aiemmin ollut käytössä jatkuvatoimista momentinmittausta, vaan kaikki momenttitiedot on laskettu moottorien virroista.

Ainoastaan suoran momentinmittauksen avulla voidaan seurata jakovaihteistojen momenttikuormituksen jakautumista ylä- ja alavalssille, sekä tutkia tarkemmin tuotekohtaisia vääntömomenttivaatimuksia. Myös pääkäyttöjen säätöä voidaan tulevaisuudessa parantaa mittaustiedon avulla. Lisäksi mittauksista saatavaa dataa voidaan hyödyntää erityisesti kunnonvalvonnassa.

Opinnäytetyön aikana kartoitettiin alkutilanne ja olosuhteet, selvitettiin mahdollisia laitetoimittajia ja kilpailutettiin niitä. Lisäksi työhön sisältyi mekaanista sekä sähköistä suunnittelua, mittauslaitteiden kalibrointia, ja runsaasti teoreettista tutkimusta valssauksenaikaisesta vääntömomentista, telemetriasta ja mittaustekniikoista.Työ loi laajan katsauksen eri aihealueisiin ja antoi hyvän kokonaiskuvan uuden laitteiston hankkimisen vaatimasta työmäärästä.

This thesis was made for Ruukki Metals Oy Raahe Factory. The aim for this thesis was to design, plan and partly implement a continuous torque measurement apparatus to the shafts of strip rolling mill main motors and connect the data to information systems. Previously there hasn’t been any continuous torque measurement, but all torque information has been calculated from motor currents.

Only with direct torque measurement the torque division between top and bottom rolls can be observed and to better analyze the torque requirements of specific steel products and qualities. Also the control of main motor drives may be improved with the help of torque measurement data. The data can also be useful in condition monitoring of the shafts and transmissions.

During this thesis the starting conditions were investigated and clarified and some of the possible apparatus manufacturers and vendors were interviewed and asked for bids. The thesis also included mechanical and electrical planning, as well as calibration of measurement devices and plenty of theoretical analysis of torque changes during rolling process, telemetry and measurement techniques. This thesis created a wide overview about different areas and gave a good understanding about the different steps needed and the amount of work required to actualize a new system to an industrial plant.