本发明专利技术涉及基于轧件强迫制动法的冷轧机轧制界面摩擦系数及摩擦力测量装置，包括主轧机、制动装置、咬入角测量装置、拉力测量装置、轧制力测量装置和控制系统；所述的主轧机为冷轧机，包括机架、上轧辊、下轧辊、滚柱轴承、轴承座和底座；主轧机起冷轧板带作用，也为制动装置、咬入角测量装置和拉力测量装置提供支撑位置；上轧辊两端辊颈通过滚柱轴承连接两侧机架，下轧辊两端辊颈通过滚柱轴承连接两侧机架，两侧机架通过大螺栓分别连接对应侧底座，上轧辊与下轧辊之间的间隙用于轧制轧件；本发明专利技术其结构简单，操作方法简便，不破坏轧制过程，特别基于冷轧机轧制界面摩擦系数及摩擦力的测量结果与实际相符，对现实生产具有重要意义。义。义。
【技术实现步骤摘要】
基于轧件强迫制动法的冷轧机轧制界面摩擦系数及摩擦力测量装置
[0001]本专利技术属于轧制测量
，尤其涉及基于轧件强迫制动法的冷轧机轧制界面摩擦系数及摩擦力测量装置。
技术介绍
[0002]在金属板带轧制领域中，冷轧板带广泛用于建筑、汽车、家电、交通运输等行业。随着这些行业的发展，冷轧板带用量增加很快，尤其是表面摩擦润滑处理的研究，其技术和装备也有很大发展。轧制过程中的摩擦润滑状态与一般机械传动中的摩擦润滑相比，既有共同性又有特殊性。轧制时工作辊承受周期性载荷的作用，表面温度剧烈波动，与轧件之间以及与支承辊之间存在相互接触摩擦并伴随有坚硬的破碎氧化铁皮的研磨，因而表面摩擦磨损比较复杂。目前，轧制过程中摩擦润滑状态的研究主要仍以物理模拟实验和理论研究为主。一般通过在试验机上的测试过程和方法基本上再现了轧制变形的实际过程，测试结果真实地反映了轧制过程的摩擦和润滑状态。
[0003]目前，研究轧制过程的摩擦润滑和磨损状态的试验方法有近20种，常用的主要有最大咬入角法、打滑法、扭矩法、组合法、压力法、压力针测量法、轧件强迫制动法等等。这些方法各自有不同的特点，适合于不同轧制情况下摩擦、润滑和磨损状态的研究。其中轧件强迫制动法采用力学性能和几何尺寸均匀、表面光洁的板形试样，在现场或实验室的板带轧机，不仅用于板材、管材和型材轧制工艺润滑剂的润滑效果评价，还适用于板带材冷轧、热轧时打滑摩擦状态的测试，特别是对于冷轧时，相比其他的试验方法，它的测量结果更加准确。因此，为提高轧制生产效率和产品质量，一种行之有效的能对冷轧机轧制界面摩擦系数及摩擦力测量装置对实际生产具有重要的意义。
[0004]针对上述技术问题，故需要进行改进。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供基于轧件强迫制动法的冷轧机轧制界面摩擦系数及摩擦力测量装置，该装置结构简单，测量速度高且精准，能适用于现场或实验室的板带轧机，特别是对冷轧时的检测数据更加可靠。
[0006]为了达到以上目的，本专利技术所采用的技术方案是：基于轧件强迫制动法的冷轧机轧制界面摩擦系数及摩擦力测量装置，包括主轧机、制动装置、咬入角测量装置、拉力测量装置、轧制力测量装置和控制系统；所述的主轧机为冷轧机，包括机架、上轧辊、下轧辊、滚柱轴承、轴承座和底座；主轧机起冷轧板带作用，也为制动装置、咬入角测量装置和拉力测量装置提供支撑位置；上轧辊两端辊颈通过滚柱轴承连接两侧机架，下轧辊两端辊颈通过滚柱轴承连接两侧机架，两侧机架通过大螺栓分别连接对应侧底座，上轧辊与下轧辊之间的间隙用于轧制轧件；制动装置采用液压传动方式，传动系统设有提供强劲动力的油泵，活塞腔设有排气阀且制动块选用防滑材料，使得夹住轧件时更加稳固，松开轧件时更加便捷；
所述咬入角测量装置主要通过两套轧件厚度测量机构来精准检测轧件轧制前后的厚度，并根据轧辊的直径来计算出咬入角的角度；所述拉力测量装置采用弹簧测力器通过链条与制动卡钳连接，当制动卡钳夹住轧件时，轧件随辊面向前移动，测力器上的弹簧被拉紧，当弹簧的拉力与轧辊拖动时轧件的作用力达到平衡时，轧件被迫停止前进，在轧辊之间出现打滑现象，此时拉力测量装置显示的拉力即为后张力。所述轧制力测量装置主要通过安装在下轧辊轴承座与机架牌坊下横梁之间的压力传感器来采集轧制力，此处安装压力传感器不受扭矩作用，换辊时可不必拆卸传感器且安装面积较大；所诉的控制系统将采集到轧件轧制前后的厚度比较值、后张力以及轧制力，并通过分析处理运算得到冷轧机轧制界面摩擦系数及摩擦力。
[0007]所述主轧机为冷轧机，包括机架、上轧辊、下轧辊、滚柱轴承、轴承座和底座，起冷轧板带作用，也为制动装置、咬入角测量装置和拉力测量装置提供支撑位置；上轧辊两端辊颈通过滚柱轴承连接两侧机架轴承座；下轧辊两端辊颈通过滚柱轴承连接两侧机架轴承座；上轧辊与下轧辊之间的间隙用于轧制轧件；两侧的机架分别与对应两侧的底座通过螺栓相连接。机架的两侧边留有螺栓孔用于连接制动装置和咬入角测量装置；机架牌坊下横梁与下轧辊轴之间设有传感器安装部位，用于安装压力传感器。
[0008]作为本专利技术的一种优选方案；所述制动装置包括制动卡钳、排气阀、密封环、活塞、制动块、回油软管、减压阀、油箱、滤清器、油泵、输油软管、止回阀和活塞腔；制动卡钳内设上下对称的活塞腔和外设排气阀，活塞腔通过密封环与活塞相连接，活塞外顶面设有防打滑材料制成的制动块；当需要夹住轧件时，油泵将液压油通过管路传输至制动卡钳的活塞腔，活塞腔液压力增大，将推出活塞，活塞带动制动块夹紧轧件；需要松开轧件时，停止油泵工作，减压阀打开即可；排气阀主要用于放出活塞腔内的多余空气，保证活塞腔内有正常的液压力。
[0009]作为本专利技术的一种优选方案，所述咬入角测量装置包括轧件轧制前后两套板厚测量机构，每套板厚测量机构设有上下两组行程检测装置，每组行程检测装设有1个“U”形固定支架和4个行程位置传感器；“U”形固定支架两端通过螺栓分别与两侧机架连接，“U”形固定支架长边等距离安装4个行程位置传感器，上下两组行程检测装置成对称布置，形成一套板厚测量机构；当上下两组行程检测装置中间有轧件时，就能测出轧件对应位置的厚度。
[0010]作为本专利技术的一种优选方案，所述轧件轧制前后两套板厚测量机构工作原理一致；结合轧件轧制前后板厚的比较值与轧辊直径，利用公式其中h0为轧件初始厚度，h1为轧件轧制后厚度，计算出咬入角α。
[0011]作为本专利技术的一种优选方案，所述拉力测量装置包括“工”形支撑梁、吊耳和链条；“工”形支撑梁一端通过小螺栓与机架相连，“工”形支撑梁另一端设有吊耳，吊耳与链条的一端连接，两侧的“工”形支撑梁安装方式一致，链条贯穿于吊环与弹簧拉力器相连；弹簧拉力器与制动卡钳紧固连接。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，所述轧制力测量装置包括下轧辊、辊颈、滚柱轴承、轴承座、压力传感器和机架牌坊下横梁；下轧辊的两端辊颈分别通过滚准轴承及轴承座安装于两侧机架，压力传感器安装在下轧辊轴承座与机架牌坊下横梁之间，两机架内设置的压力传感器成对称布置，且安装形式和工作方式一致；当处于轧制过程，轧制力测量装置通
过两侧传感器分别测出下轧辊左右辊颈的压力P
左
和P
右
，即轧制力P＝P
左
+P
右
。
[0013]作为本专利技术的一种优选方案，所述控制系统包括控制器和显示器；该控制系统由咬入角测量装置中的行程位置传感器将检测信号传至控制系统的控制器，控制器经过处理、分析、运算得出轧件初始厚度h0和轧件轧制后厚度h1，结合轧件轧制前后板厚的比较值与轧辊直径D，利用公式计算出咬入角α；再由拉力测量装置和轧制力测量装置的弹力传感器和压力传感器将检测信号传至控制系统，控制器经过处理、分析、运算得出张力Q与轧制力P；最后根据摩擦系数计算公式摩擦力计算公式F＝P sin(α/2)+0.5Q cos(α/2)，控制系统分别计算出摩擦系数μ和摩擦力F，并通过控制系统的显示器呈现计算数值。
[0014]本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于前馈控制法的带钢冷轧过程油膜厚度测量与调节装置，其特征在于：包括主轧机、制动装置、咬入角测量装置、拉力测量装置、轧制力测量装置和控制系统；所述的主轧机为冷轧机，包括机架(2)、上轧辊(1)、下轧辊(6)、滚柱轴承(33)、轴承座(34)和底座(5)；主轧机起冷轧板带作用，也为制动装置、咬入角测量装置和拉力测量装置提供支撑位置；上轧辊(1)两端辊颈通过滚柱轴承(33)连接两侧机架(2)，下轧辊(6)两端辊颈通过滚柱轴承(33)连接两侧机架(2)，两侧机架(2)通过大螺栓(4)分别连接对应侧底座(5)，上轧辊(1)与下轧辊(6)之间的间隙用于轧制轧件(3)。2.根据权利要求1所述的基于前馈控制法的带钢冷轧过程油膜厚度测量与调节装置，其特征在于：所述制动装置包括制动卡钳(13)、排气阀(14)、密封环(15)、活塞(16)、制动块(17)、回油软管(18)、减压阀(19)、油箱(20)、滤清器(21)、油泵(22)、输油软管(23)、止回阀(24)和活塞腔(25)；制动卡钳(13)内设上下对称的活塞腔(25)和外设排气阀(14)，活塞腔(25)通过密封环(15)与活塞(16)相连接，活塞(16)外顶面设有防打滑材料制成的制动块(17)；当需要夹住轧件(3)时，油泵(22)将液压油通过管路传输至制动卡钳(13)的活塞腔(25)，活塞腔(25)液压力增大，将推出活塞(16)，活塞(16)带动制动块(17)夹紧轧件(3)；需要松开轧件(3)时，停止油泵工作，减压阀(19)打开即可；排气阀(19)主要用于放出活塞腔(25)内的多余空气，保证活塞腔(25)内有正常的液压力。3.根据权利要求1所述的基于前馈控制法的带钢冷轧过程油膜厚度测量与调节装置，其特征在于：所述咬入角测量装置包括轧件轧制前后两套板厚测量机构，每套板厚测量机构设有上下两组行程检测装置，每组行程检测装设有1个“U”形固定支架(8)和4个行程位置传感器(26)；“U”形固定支架(8)两端通过螺栓分别与两侧机架连接，“U”形固定支架(8)长边等距离安装4个行程位置传感器(26)，上下两组行程检测装置成对称布置，形成一套板厚测量机构；当上下两组行程检测装置中间有轧件(3)时，就能测出轧件对应位置的厚度。4.根据权利要求3所述的基于前馈控制法的带钢冷轧过程油膜厚度测量与调节装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：王桥医，陶来华，黄军博，过山，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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