CN102688903B - 修正与补偿轧钢机轧制压力测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种修正与补偿轧钢机轧制压力测试装置，梯形轧辊轴承座两侧分别通过螺纹孔安装四个测力杆，且梯形轧辊轴承座与轴承座辅助块通过测力杆连接成一个整体，测力杆头部与梯形轧辊轴承座上端面之间设有球面弹力块和测力传感器，测力传感器与梯形轧辊轴承座上端面接触连接。本发明采用梯形轧辊轴承座与轴承座辅助块相结合的复合轴承座，轴承座上安装测力杆、球面弹力块和测力传感器，利用梯形轧辊轴承座与机架之间产生的静摩擦与滑动摩擦的趋势来测试梯形轧辊轴承座与机架之间产生的附加阻力，并对轧制压力的测试值进行修正与补偿，可以大大的提高测试精度。另外，四个测力传感器的布置可以有效的防止因轴承座两测摩擦力分布不均而造成的测试误差。
Description
技术领域
本发明涉及一种压力测试装置，尤其是一种用于轧钢机轧制压力修正与补偿的测试装置。
背景技术
作为轧钢机最主要的技术参数之一, 轧制力是保证设备正常 工作和产品质量的重要参数。准确确定轧制力,合理地制定轧制规程、最大限度地发挥轧机潜力及提高产品质量和产量等具有重 要的现实意义。从理论上讲, 轧制力不但与被轧金属在塑性 变形时的机械性质有关, 而且还与复杂的生产工 艺和各种力学条件有关; 所以从理论上应用解析 法来确定轧制力时, 不仅要考虑各种复杂的相关 因素, 而且计算结果往往与实际出入较大, 所以目前在国内外实际生产中, 确定轧制力最可靠、最准确的方法是通过现场测试直接获得。
通常把轧件作用于轧辊上并通过压下螺丝传递给机架的力称做轧制力，即是轧件加于轧辊的反作用力的垂直分量。在传统的轧制力测试中往往只注重垂直分量而忽略其水平分量对垂直分量引起的附加影响。由于轴承座与机架之间的静摩擦的存在，以及在轧制力水平分量的作用下，轧辊轴承座与机架之间存在一定的作用力，当轧钢机整个压下系统的刚性与轴承座的刚性差异较大时，可以认为在轧制力的作用下压下系统与轴承座、轴承等的所有变形均产生在压下系统中，此时轧辊轴承座与机架之间产生相对位移ΔL的趋势，见图1，即滑动摩擦的趋势，并由两者之间的作用力与摩擦系数而形成摩擦力。轧辊轴承座与机架之间的加工面质量、磨损、安装与润滑条件越差，其摩擦力就越大，甚至产生轧辊轴承座两测摩擦力的不等值等现象，。PY为轧制压力的垂直分力即轧制力，PX为轧制压力的水平分力，PY1为轴承座的垂直支撑反力，PX1为轴承座的水平支撑反力，PF1与PF2为轧辊轴承座与机架之间的因PX与静摩擦引起的摩擦力。所以根据力学原理：
PY= PY1＋PF1＋PF2
它的存在会对轧制里力的测试带来较大的影响，尤其是对利用安装在压下螺杆与轴承座之间位置和安装在压下螺母处传感器方法进行轧制力测试时。
发明内容
本发明是要提供一种修正与补偿轧钢机轧制压力测试装置，该装置通过轧辊轴承座的结构与其间设置的测力拉杆，并利用轧辊轴承座与机架之间产生的静摩擦与滑动摩擦的趋势来测试轧辊轴承座与机架之间产生的附加阻力，并对轧制压力的测试值进行修正与补偿，该结构简单、可靠、不影响轧辊轴承座的强度与刚度，有理想的修正与补偿轧制压力测试的效果。
本发明的技术方案是；一种修正与补偿轧钢机轧制压力测试装置，包括梯形轧辊轴承座、测力杆、球面弹力块、测力传感器、轴承座辅助块，其特点是：梯形轧辊轴承座两侧分别通过螺纹孔安装四个测力杆，且梯形轧辊轴承座与轴承座辅助块通过测力杆连接成一个整体，测力杆头部与梯形轧辊轴承座上端面之间设有球面弹力块和测力传感器，且测力传感器与梯形轧辊轴承座上端面接触连接。
测力杆下端设有螺纹，上端设有球形头部，球形头部与球面弹力块接触。
球面弹力块中间位置开有一槽，球面弹力块的下部平面与测力传感器接触。
轴承座辅助块呈三角形结构，其三角形的斜边斜率与梯形轧辊轴承座相对应的梯形斜边斜率相同。
梯形轧辊轴承座为分体式轴承座或整体式轴承座。
本发明的有益效果是：
本发明采用梯形轧辊轴承座与轴承座辅助块相结合的复合轴承座，复合轴承座上安装测力杆、球面弹力块和测力传感器利用梯形轧辊轴承座与机架之间产生的静摩擦与滑动摩擦的趋势来测试梯形轧辊轴承座与机架之间产生的附加阻力，并对轧制压力的测试值进行修正与补偿，可以大大的提高测试精度。另外，球面弹力块即能调心又能放松。四个测力传感器的布置可以有效的防止因轴承座两测摩擦力分布不均而造成的测试误差。
本发明结构简单、可靠，不影响轧辊轴承座的强度与刚度，有理想的修正与补偿轧制压力测试的效果。即可用于分体式轴承座也可以用于整体式轴承座。
附图说明
图1是轧辊轴承座受力图；
图2是采用分体式轴承座的测试装置结构示意图；
图3是分体式轴承座的结构主视图；
图4是图3的左视图；
图5是测力杆结构示意图；
图6是球面弹力块结构剖视图；
图7是分体式轴承座辅助块结构主视图；
图8是图7左视图；
图9是采用整体式轴承座的测试装置结构示意图；
图10是整体式轴承座的结构主视图；
图11是图10的左视图；
图12是整体式轴承座辅助块结构主视图；
图13是图12的左视图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图2至图13所示，本发明的修正与补偿轧钢机轧制压力测试装置，包括梯形轧辊轴承座1、测力杆2、球面弹力块3、测力传感器4、轴承座辅助块5等。
如图2，9所示，梯形轧辊轴承座1两侧分别通过螺纹孔安装四个测力杆，且梯形轧辊轴承座与轴承座辅助块通过测力杆连接成一个整体，测力杆2头部与梯形轧辊轴承座1上端面之间设有球面弹力块3和测力传感器4，且测力传感器4与梯形轧辊轴承座1上端面接触连接。
如3，4所示，梯形轧辊轴承座1为分体式轴承座，分体式轴承座两侧各有一个梯形斜边，且突出上端平面上各有二个螺纹孔。
如图5所示，测力杆2下端设有螺纹，上端设有球形头部，球形头部与球面弹力块接触。
如图6所示，球面弹力块3中间位置开有一槽，球面弹力块的下部平面与测力传感器4接触。
如图10，11所示，梯形轧辊轴承座1为整体式轴承座，整体式轴承座两侧各有一个梯形斜边，且突出上端平面上各有二个螺纹孔。
如图7，8，12，13所示，轴承座辅助块5呈三角形结构，其三角形的斜边斜率与梯形轧辊轴承座1相对应的梯形斜边斜率相同。
本发明各个零部件的作用：
（1） 梯形轧辊轴承座1：支撑轧辊轴承与承受和传递轧制压力。其沿轧制压力垂直方向呈上大下小的梯形结构。在与轴承座辅助块的配合处采用光滑配合表面以减少摩擦阻力。在轧制压力的作用下该轴承座可与轴承座辅助块形成沿轧制压力方向相对运动的趋势，并沿逆轧制压力方向的相对运动由于轴承座与轴承座辅助块下部的凸块结构而受阻。而在压下机构工作时则因为轴承座与轴承座辅助块下部的凸块结构而同步运动。在为轧制压力的水平分力PX的作用下，轴承座给轴承座辅助块一个推力，同样轴承座辅助块给轴承座一个反力，由于其斜面接触的作用将会产生一个向上的推力，但由于斜面的斜率较小故产生的推力极小。远远小于轧制压力垂直分力的作用。在轴承座两侧各设有两个圆通孔用于安装共四个测力杆。
（2） 轴承座辅助块5：三角形结构，其三角形的斜边斜率与梯形轧辊轴承座1相对应的梯形斜边斜率相同。在与轴承座的配合处采用光滑配合表面以减少摩擦阻力。在轧制压力的作用下梯形轧辊轴承座1可与该轴承座辅助块5形成沿轧制压力方向相对运动的趋势，并沿逆轧制压力方向的相对运动受阻。在梯形轧辊轴承座两侧各设有两个螺纹孔用于安装共四个测力杆2，梯形轧辊轴承座1与轴承座辅助块5通过测力杆2连接为一个整体。其垂直面与机架侧面接触。
（3） 测力杆2：圆形杆件，一端为螺纹另一端为球形结构。用于联结梯形轧辊轴承座1与轴承座辅助块5。球形头部与球面弹力块3接触，与球面弹力块3一起起到自动调心的作用，保证测力杆2始终处于单向拉伸状态。
（4） 测力传感器4：用于测试机架与轴承座辅助块5之间在轧制力PX作用下与静摩擦等因素形成的摩擦力PF 。因为在轧制力PX作用下，轧钢机机架会受到一个水平作用力，在轧制力PY作用下轴承座会有一个沿PY方向运动的趋势，因此机架与轴承座之间会产生一个摩擦力PF 。该摩擦力PF等于作用力PX与摩擦系数μ的乘积即：
PF=PX×μ
在轧制力PY与摩擦力PF的相互作用下，由于梯形轧辊轴承座轴1和轴承座辅助块5的特殊结构，梯形轧辊轴承座1与轴承座辅助块5产生相对位移，使得测力杆2受力并通过球面弹力块3传递给测力传感器4。从而测力传感器4可以测出因摩擦力而引起的附加影响力。四个测力传感器4的布置可以有效的防止因梯形轧辊轴承座1两测摩擦力分布不均而造成的测试误差。其测试值可以用于补偿与修正轧制力的测试值。将梯形轧辊轴承座1、轴承座辅助块5、球面弹力块3与测力传感器4通过测力杆2连接组合在一起进行系统标定可以大大的提高测试精度。
球面弹力块3：安装在测力杆2的球形结构部位，与测力杆2的球形结构部位一起起到自动调心的作用，保证测力杆2始终处于单向拉伸状态。在球面弹力块3高度的中间位置加工一槽，使其在受到测力杆螺纹拧紧力时产生弹性压缩，在使用期间还可以起到弹性垫圈等的放松作用。球面弹力块3的下部平面与测力传感器4接触。
Claims (4)
1.一种修正与补偿轧钢机轧制压力测试装置，包括梯形轧辊轴承座（1）、测力杆（2）、球面弹力块（3）、测力传感器（4）、轴承座辅助块（5），其特征在于：所述梯形轧辊轴承座（1）两侧分别通过螺纹孔安装四个测力杆（2），且梯形轧辊轴承座（1）与轴承座辅助块（5）通过测力杆（2）连接成一个整体，测力杆（2）头部与梯形轧辊轴承座（1）上端面之间设有球面弹力块（3）和测力传感器（4），且测力传感器（4）与梯形轧辊轴承座（1）上端面接触连接，所述轴承座辅助块（5）呈三角形结构，其三角形的斜边斜率与梯形轧辊轴承座（1）相对应的梯形斜边斜率相同。
2.根据权利要求1所述的修正与补偿轧钢机轧制压力测试装置，其特征在于：所述测力杆（2）下端设有螺纹，上端设有球形头部，球形头部与球面弹力块（3）接触。
3.根据权利要求1所述的修正与补偿轧钢机轧制压力测试装置，其特征在于：所述球面弹力块（3）中间位置开有一槽，球面弹力块（3）下部平面与测力传感器（4）接触。
4.根据权利要求1所述的修正与补偿轧钢机轧制压力测试装置，其特征在于：所述梯形轧辊轴承座（1）为分体式轴承座或整体式轴承座。
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