一種滾動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】一種滾動(dòng)摩擦磨損實(shí)驗(yàn)裝置，包括：動(dòng)力機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一主軸部分、第二主軸部分、加載機(jī)構(gòu)、支撐機(jī)構(gòu)和信息處理系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)整第二主軸部分上的惰輪的重量和尺寸大小、第二主軸部分上的制動(dòng)裝置的制動(dòng)力、加載裝置的加載螺母，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、摩擦阻力矩和載荷條件下的滾動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)。通過(guò)扭矩傳感器檢測(cè)扭矩，并可判斷不同試驗(yàn)條件下主動(dòng)輪和從動(dòng)輪是否失效，提高設(shè)備的可靠性，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。
【專利說(shuō)明】一種滾動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種滾動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)裝置，尤其適合用于模擬軋制及輥鍛過(guò)程中輥的摩擦磨損情況。
【背景技術(shù)】
[0002]軋制過(guò)程是由軋件與軋輥之間的摩擦力將軋件拉進(jìn)不同旋轉(zhuǎn)方向的軋輥之間使之產(chǎn)生塑性變形的過(guò)程。輥鍛是材料在一對(duì)反向旋轉(zhuǎn)模具的作用下產(chǎn)生塑性變形得到所需鍛件或鍛坯的塑性成形工藝。金屬材料尤其是鋼鐵材料的塑性加工，90%以上是通過(guò)軋制和輥鍛完成的。軋制工藝按照產(chǎn)品類型可以分為板帶軋制、管材軋制、型材軋制以及棒、線材軋制四種基本類型，其中板帶軋制是最為常見(jiàn)的軋制類型。軋制和輥鍛是生產(chǎn)鋼材尤其是板帶類鋼材最常用的生產(chǎn)方式。板帶鋼在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位，軋制過(guò)程中軋輥磨損是一個(gè)難以精確控制的因素，軋輥磨損破壞了原始輥型，直接影響軋件板型，板凸度的精確控制，嚴(yán)重制約板帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量的提高，同時(shí)軋輥磨損大大增加了輥耗。研究這類磨損的規(guī)律對(duì)解決軋制和輥鍛領(lǐng)域相關(guān)難題具有十分重要的意義。
[0003]目前已有的滾動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)設(shè)備普遍為雙盤式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，可以對(duì)一般滾滑條件下試驗(yàn)的滾動(dòng)摩擦磨損情況進(jìn)行檢測(cè)，例如，在已經(jīng)公開(kāi)的中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01110065241.0的專利文獻(xiàn)中，公開(kāi)了一種滾動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)由機(jī)架、驅(qū)動(dòng)組塊、傳動(dòng)組塊、加載組塊、扭矩檢測(cè)系統(tǒng)、恒溫水浴槽及座板構(gòu)成，可進(jìn)行模擬不同溫度和液體環(huán)境下的滾動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)。但和目前已有的其它滾動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)設(shè)備相同，其都存在以下局限:(1)無(wú)法控制主軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大小的改變；(2)無(wú)法實(shí)現(xiàn)摩擦阻力矩大小的動(dòng)態(tài)改變。
[0004]因此，為了克服上述不足，需要設(shè)計(jì)出一種轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與摩擦阻力矩可控的滾動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)裝置，以便于更好地模擬軋制及輥鍛過(guò)程中輥的摩擦磨損情況，提高設(shè)備的可靠性，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種滾動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)裝置，其能夠起到控制主軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大小的改變以及摩擦阻力矩大小的動(dòng)態(tài)改變的作用，從而能夠?qū)崿F(xiàn)各種情況下對(duì)軋輥磨損的測(cè)定。
[0006]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種滾動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)裝置，包括:動(dòng)力機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一主軸部分、第二主軸部分、加載機(jī)構(gòu)、支撐機(jī)構(gòu)和信息處理系統(tǒng)，其中，第一主軸部分通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與動(dòng)力機(jī)構(gòu)相連，所述第一主軸部分包括第一主軸以及安裝在第一主軸下部的主動(dòng)輪，所述第二主軸部分包括第二主軸以及與主動(dòng)輪接觸的從動(dòng)輪，其特征在于:所述第二主軸部分還包括制動(dòng)裝置，所述制動(dòng)裝置設(shè)置在第二主軸上部，所述第二主軸下部可設(shè)有不同重量、不同尺寸的惰輪，所述加載機(jī)構(gòu)包括加載拉桿，加載螺母，電機(jī)，帶U形槽的固定立壁，加載拉桿右端連接第二主軸于從動(dòng)輪下部，加載拉桿左端緊靠在左側(cè)固定立壁的U型槽中，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)加載螺母進(jìn)行加載。
[0007]其中，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一傳動(dòng)輪、第二傳動(dòng)輪以及連接所述第一傳動(dòng)輪和第二傳動(dòng)輪的傳動(dòng)帶。
[0008]其中，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)為電機(jī)。
[0009]其中，所述第一主軸部分還包括傳動(dòng)軸，第一聯(lián)軸器，聯(lián)動(dòng)軸，第二聯(lián)軸器，第一扭矩傳感器，第一主軸軸心方向?yàn)樨Q直方向，第一扭矩傳感器位于上、下兩個(gè)聯(lián)動(dòng)軸之間，用于檢測(cè)第一主軸的扭矩，上聯(lián)動(dòng)軸與傳動(dòng)軸之間由第一聯(lián)軸器固定，下聯(lián)動(dòng)軸與第一主軸之間由第二聯(lián)軸器固定，主動(dòng)輪位于第一主軸最下端。
[0010]其中，所述第二主軸部分還包括傳動(dòng)軸，第三聯(lián)軸器，上、下聯(lián)動(dòng)軸，第二扭矩傳感器，第四聯(lián)軸器，第一軸承套，定位塊，第二軸承套，第二主軸軸心方向?yàn)樨Q直方向，制動(dòng)裝置位于第二主軸最上部，第二扭矩傳感器位于上、下兩個(gè)聯(lián)動(dòng)軸之間，上聯(lián)動(dòng)軸與傳動(dòng)軸之間由第三聯(lián)軸器固定，下聯(lián)動(dòng)軸與第二主軸之間由第四聯(lián)軸器固定，從動(dòng)輪位于第四聯(lián)軸器下部，與第一主軸上的主動(dòng)輪在豎直方向上的高度對(duì)齊，沿第二主軸向下依次是第一軸承套，定位塊，第二軸承套，定位塊的下端面緊靠在第二軸承套的上端面，惰輪設(shè)于第二主軸的最下端。
[0011]其中，所述加載機(jī)構(gòu)還包括彈簧墊片和壓力傳感器，壓力傳感器位于加載螺母和彈黃塾片中間。
[0012]其中，所述支撐機(jī)構(gòu)包括支撐臂和支撐臂軸承底座，支撐臂可分為豎直臂和上、下兩個(gè)水平臂共三部分，整體呈“F”形，支撐臂水平臂與第二主軸軸心垂直，下水平臂的一端固定在第二軸承套上，隨第二軸承套繞第二主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端與豎直臂相連，第二軸承套上部設(shè)有定位塊，上水平臂一端與制動(dòng)裝置相連，另一端與豎直臂相連，支撐臂豎直段下端通過(guò)軸承底座固定于地面，支撐臂與第二主軸部分各軸線處于同一個(gè)平面內(nèi)，第二主軸隨支撐臂的水平臂段一起繞豎直臂軸心旋轉(zhuǎn)。
[0013]本發(fā)明具有如下的有益效果:
本發(fā)明所述的滾動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，通過(guò)調(diào)整惰輪的重量和尺寸大小、主軸制動(dòng)裝置的制動(dòng)力、加載裝置的加載螺母，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、摩擦阻力矩和載荷條件下的滾動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)。通過(guò)扭矩傳感器檢測(cè)扭矩，并可判斷不同試驗(yàn)條件下主動(dòng)輪和從動(dòng)輪是否失效，提高設(shè)備的可靠性，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明所述滾動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)裝置的主視圖；
圖2是本發(fā)明所述滾動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)裝置的第二主軸左視圖；
圖3是本發(fā)明所述滾動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)裝置的固定立壁左視圖。
[0015]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
1-第一電機(jī)2-第一傳動(dòng)輪3-傳動(dòng)帶4-第二傳動(dòng)輪5-傳動(dòng)軸6-第一聯(lián)軸器7、9-聯(lián)動(dòng)軸8-第一扭矩傳感器10-第二扭矩傳感器11-第二主軸12-主動(dòng)輪13-第二電機(jī)14-壓力傳感器15-加載拉桿16-加載螺母17-彈簧墊片18-固定立壁19-支撐臂軸承座20-支撐臂21-第二主軸22-惰輪23-第二軸承套24-定位塊25-第一軸承套26-從動(dòng)輪27-第三聯(lián)軸器28、30-聯(lián)動(dòng)軸31-第四聯(lián)軸器32-聯(lián)動(dòng)軸33-制動(dòng)裝置34-可旋轉(zhuǎn)支撐臂35-信息處理系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1、2、3所示，滾動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)裝置具體包括:動(dòng)力機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一主軸部分、第二主軸部分、加載機(jī)構(gòu)、支撐機(jī)構(gòu)和信息處理系統(tǒng)。
[0017]第一主軸部分包括傳動(dòng)軸5，第一聯(lián)軸器6，聯(lián)動(dòng)軸(7、9)，第二聯(lián)軸10，第一扭矩傳感器8,第一主軸11,主動(dòng)輪12。第一主軸11軸心方向?yàn)樨Q直方向，第一扭矩傳感器8位于上、下兩個(gè)聯(lián)動(dòng)軸(7、9)之間，用于檢測(cè)第一主軸11的扭矩，上聯(lián)動(dòng)軸7與傳動(dòng)軸5之間由第一聯(lián)軸器6固定,下聯(lián)動(dòng)軸9與第一主軸11之間由第二聯(lián)軸器10固定,主動(dòng)輪12位于第一主軸11最下端。
[0018]傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一傳動(dòng)輪2與動(dòng)力機(jī)構(gòu)的第一電機(jī)I的動(dòng)力輸出端相連接，通過(guò)傳動(dòng)帶3將動(dòng)力傳遞給第二傳動(dòng)輪4，第二傳動(dòng)輪帶動(dòng)第一主軸11轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0019]第二主軸部分包括制動(dòng)裝置33，傳動(dòng)軸32，第三聯(lián)軸器31，上、下聯(lián)動(dòng)軸(30、28)，第二扭矩傳感器29，第四聯(lián)軸器27，從動(dòng)輪26，第一軸承套25，定位塊24，第二軸承套23，惰輪22，第二主軸21。第二主軸21軸心方向?yàn)樨Q直方向，制動(dòng)裝置33位于第二主軸21最上部，調(diào)節(jié)制動(dòng)裝置33可以控制第二主軸的摩擦阻力矩大小變化，第二扭矩傳感器29位于上、下兩個(gè)聯(lián)動(dòng)軸(30、28)之間，用于檢測(cè)第二主軸21的扭矩，上聯(lián)動(dòng)軸30與傳動(dòng)軸32之間由第三聯(lián)軸器31固定，下聯(lián)動(dòng)軸28與第二主軸21之間由第四聯(lián)軸器27固定，從動(dòng)輪26位于第四聯(lián)軸器27下部，與第一主軸11上的主動(dòng)輪12在豎直方向上的高度對(duì)齊，沿第二主軸21向下依次是第一軸承套25，定位塊24，第二軸承套23，定位塊24的作用是定位第二主軸22在豎直方向上的位置，定位塊24的下端面緊靠在第二軸承套23的上端面，惰輪22設(shè)于第二主軸21的最下端，通過(guò)調(diào)節(jié)其重量和尺寸，可以改變第二主軸21的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大小。
[0020]加載機(jī)構(gòu)包括加載拉桿15，彈簧墊片17，壓力傳感器14，加載螺母16，第二電機(jī)13，帶U形槽的固定立壁18。加載拉桿15的一端固定在第一軸承套25上，可隨第一軸承套25繞第二主軸21軸心旋轉(zhuǎn)，加載拉桿15的另一端可嵌入左側(cè)固定立壁18的U形槽中，力口載拉桿15的軸心垂直于第二主軸21和固定立壁18,加載拉桿15左端設(shè)有加載螺母16、壓力傳感器14和彈簧墊片17，壓力傳感器14位于加載螺母16和彈簧墊片17中間，加載螺母16在第二電機(jī)13的驅(qū)動(dòng)作用下，將加載拉桿15固定于立壁的U形槽中，并通過(guò)加載拉桿15對(duì)第二主軸21進(jìn)行加載，壓力傳感器14獲得載荷數(shù)據(jù)反饋給信息處理系統(tǒng)35，進(jìn)而調(diào)節(jié)第二電機(jī)13，以保持載荷穩(wěn)定。
[0021]支撐機(jī)構(gòu)包括支撐臂34和支撐臂軸承底座19。支撐臂34可分為豎直臂和上、下兩個(gè)水平臂共三部分，整體呈“F”形，支撐臂水平臂與第二主軸21軸心垂直，下水平臂的一端固定在第二軸承套23上，可隨第二軸承套23繞第二主軸21轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端與豎直臂相連，第二軸承套上部設(shè)有定位塊24，上水平臂一段與制動(dòng)裝置33相連，另一端與豎直臂相連，支撐臂豎直段下端通過(guò)軸承底座19固定于地面，支撐臂34與第二主軸部分各軸線處于同一個(gè)平面內(nèi)，第二主軸21可以隨支撐臂的水平臂段一起繞豎直臂軸心旋轉(zhuǎn)。
[0022]本發(fā)明所述摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的功能是這樣實(shí)現(xiàn)的:將主動(dòng)輪12安裝于第一主軸11下端，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)支撐臂20，使第二主軸21靠向第一主軸11，令第二主軸上的從動(dòng)輪26與第一主軸下端的主動(dòng)輪12對(duì)齊并緊密接觸，轉(zhuǎn)動(dòng)加載拉桿15，將其左端置入固定立壁18的U形槽中，通過(guò)第二電機(jī)13控制加載螺母16將加載拉桿15固定于立壁上，此時(shí)，加載拉桿15的軸線與第一主軸11及第二主軸21的軸線共面，在第二主軸21下部安裝所需重量和尺寸的惰輪22，以控制第二主軸21上從動(dòng)輪26的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小，第二電機(jī)13驅(qū)動(dòng)加載螺母16向右移動(dòng)，載荷增加，載荷在加載拉桿15的作用下傳遞至第二主軸21，轉(zhuǎn)化為從動(dòng)輪26與主動(dòng)輪12接觸面之間的正壓力，壓力傳感器14獲取載荷數(shù)據(jù)反饋給信息處理系統(tǒng)35，進(jìn)而調(diào)節(jié)第二電機(jī)13，以實(shí)現(xiàn)保持載荷平穩(wěn)，加載完畢后，由第一電機(jī)I提供動(dòng)力，在傳動(dòng)裝置的作用下帶動(dòng)第一主軸11轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始進(jìn)行，調(diào)節(jié)第二主軸上端的制動(dòng)裝置33，使摩擦阻力矩實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化。
【權(quán)利要求】
1.一種滾動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)裝置，包括:動(dòng)力機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一主軸部分、第二主軸部分、加載機(jī)構(gòu)、支撐機(jī)構(gòu)和信息處理系統(tǒng)，其中，第一主軸部分通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與動(dòng)力機(jī)構(gòu)相連，所述第一主軸部分包括第一主軸(11)以及安裝在第一主軸(11)下部的主動(dòng)輪(12)，所述第二主軸部分包括第二主軸(21)以及與主動(dòng)輪(12)接觸的從動(dòng)輪(26)，其特征在于:所述第二主軸部分還包括制動(dòng)裝置(33 )，所述制動(dòng)裝置(33 )設(shè)置在第二主軸(21)上部，所述第二主軸(21)下部可設(shè)有不同重量、不同尺寸的惰輪(22)，所述加載機(jī)構(gòu)包括加載拉桿 (15),加載螺母(16),電機(jī)(13),帶U形槽的固定立壁(18),加載拉桿(15)右端連接第二主軸(21)于從動(dòng)輪(26)下部，加載拉桿(15)左端緊靠在左側(cè)固定立壁(18)的U型槽中，通過(guò)電機(jī)(13)驅(qū)動(dòng)加載螺母進(jìn)行加載。
2.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一傳動(dòng)輪(2)、第二傳動(dòng)輪(4)以及連接所述第一傳動(dòng)輪(2)和第二傳動(dòng)輪(4)的傳動(dòng)帶(3)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)為電機(jī)(I)。
4.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述第一主軸部分還包括傳動(dòng)軸(5),第一聯(lián)軸器(6),聯(lián)動(dòng)軸(7、9),第二聯(lián)軸器(10),第一扭矩傳感器(8),第一主軸(11)軸心方向?yàn)樨Q直方向，第一扭矩傳感器(8)位于上、下兩個(gè)聯(lián)動(dòng)軸(7、9)之間，用于檢測(cè)第一主軸(11)的扭矩，上聯(lián)動(dòng)軸(7)與傳動(dòng)軸(5)之間由第一聯(lián)軸器(6)固定，下聯(lián)動(dòng)軸(9)與第一主軸(11)之間由第二聯(lián)軸器(10)固定,主動(dòng)輪(12)位于第一主軸(11)最下端。
5.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述第二主軸部分還包括傳動(dòng)軸(32)，第三聯(lián)軸器(31)，上、下聯(lián)動(dòng)軸(30、28)，第二扭矩傳感器(29)，第四聯(lián)軸器(27)，第一軸承套(25)，定位塊(24)，第二軸承套(23)，第二主軸(21)軸心方向?yàn)樨Q直方向，制動(dòng)裝置(33)位于第二主軸(21)最上部，第二扭矩傳感器(29)位于上、下兩個(gè)聯(lián)動(dòng)軸(30、28)之間，上聯(lián)動(dòng)軸(30)與傳動(dòng)軸(32)之間由第三聯(lián)軸器(31)固定，下聯(lián)動(dòng)軸(28)與第二主軸(21)之間由第四聯(lián)軸器(27)固定，從動(dòng)輪(26)位于第四聯(lián)軸器(27)下部，與第一主軸(11)上的主動(dòng)輪(12)在豎直方向上的高度對(duì)齊，沿第二主軸(21)向下依次是第一軸承套(25)，定位塊(24)，第二軸承套(23)，定位塊(24)的下端面緊靠在第二軸承套(23)的上端面，惰輪(22)設(shè)于第二主軸(21)的最下端。
6.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述加載機(jī)構(gòu)還包括彈簧墊片(17)和壓力傳感器(14)，壓力傳感器(14)位于加載螺母(16)和彈簧墊片(17)中間。
7.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述支撐機(jī)構(gòu)包括支撐臂(34)和支撐臂軸承底座(19)，支撐臂(34)可分為豎直臂和上、下兩個(gè)水平臂共三部分，整體呈“F”形，支撐臂水平臂與第二主軸(21)軸心垂直，下水平臂的一端固定在第二軸承套(23)上，隨第二軸承套(23)繞第二主軸(21)轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端與豎直臂相連，第二軸承套上部設(shè)有定位塊(24)，上水平臂一端與制動(dòng)裝置(33)相連，另一端與豎直臂相連，支撐臂豎直段下端通過(guò)軸承底座(19)固定于地面，支撐臂(34)與第二主軸部分各軸線處于同一個(gè)平面內(nèi)，第二主軸(21)隨支撐臂的水平臂段一起繞豎直臂軸心旋轉(zhuǎn)。
8.一種模擬軋制及輥鍛過(guò)程中輥的摩擦磨損的裝置，其特征在于，采用上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的試驗(yàn)裝置。
【文檔編號(hào)】G01N3/56GK103558106SQ201310537256
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】朱光明, 辛恒遠(yuǎn), 常征, 崔鑫, 白光超, 咸曉玲, 徐棚棚 申請(qǐng)人:山東理工大學(xué)