[发明专利]一种滚动摩擦磨损试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种滚动摩擦磨损试验装置，尤其适合用于模拟轧制及辊锻过程中辊的摩擦磨损情况。

背景技术

轧制过程是由轧件与轧辊之间的摩擦力将轧件拉进不同旋转方向的轧辊之间使之产生塑性变形的过程。辊锻是材料在一对反向旋转模具的作用下产生塑性变形得到所需锻件或锻坯的塑性成形工艺。金属材料尤其是钢铁材料的塑性加工，90%以上是通过轧制和辊锻完成的。轧制工艺按照产品类型可以分为板带轧制、管材轧制、型材轧制以及棒、线材轧制四种基本类型，其中板带轧制是最为常见的轧制类型。轧制和辊锻是生产钢材尤其是板带类钢材最常用的生产方式。板带钢在国民经济中占有极其重要的地位，轧制过程中轧辊磨损是一个难以精确控制的因素，轧辊磨损破坏了原始辊型，直接影响轧件板型，板凸度的精确控制，严重制约板带钢产品质量的提高，同时轧辊磨损大大增加了辊耗。研究这类磨损的规律对解决轧制和辊锻领域相关难题具有十分重要的意义。

目前已有的滚动摩擦磨损试验设备普遍为双盘式摩擦磨损试验机，可以对一般滚滑条件下试验的滚动摩擦磨损情况进行检测，例如，在已经公开的中国专利申请号为201110065241.0的专利文献中，公开了一种滚动摩擦磨损试验机，该试验机由机架、驱动组块、传动组块、加载组块、扭矩检测系统、恒温水浴槽及座板构成，可进行模拟不同温度和液体环境下的滚动摩擦磨损试验。但和目前已有的其它滚动摩擦磨损试验设备相同，其都存在以下局限：（1）无法控制主轴转动惯量大小的改变；（2）无法实现摩擦阻力矩大小的动态改变。

因此，为了克服上述不足，需要设计出一种转动惯量与摩擦阻力矩可控的滚动摩擦磨损试验装置，以便于更好地模拟轧制及辊锻过程中辊的摩擦磨损情况，提高设备的可靠性，节约经济成本。

发明内容

本发明提供了一种滚动摩擦磨损试验装置，其能够起到控制主轴转动惯量大小的改变以及摩擦阻力矩大小的动态改变的作用，从而能够实现各种情况下对轧辊磨损的测定。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种滚动摩擦磨损试验装置，包括：动力机构、传动机构、第一主轴部分、第二主轴部分、加载机构、支撑机构和信息处理系统，其中，第一主轴部分通过传动机构与动力机构相连，所述第一主轴部分包括第一主轴以及安装在第一主轴下部的主动轮，所述第二主轴部分包括第二主轴以及与主动轮接触的从动轮，其特征在于：所述第二主轴部分还包括制动装置，所述制动装置设置在第二主轴上部，所述第二主轴下部可设有不同重量、不同尺寸的惰轮，所述加载机构包括加载拉杆，加载螺母，电机，带U形槽的固定立壁，加载拉杆右端连接第二主轴于从动轮下部，加载拉杆左端紧靠在左侧固定立壁的U型槽中，通过电机驱动加载螺母进行加载。

其中，所述传动机构包括第一传动轮、第二传动轮以及连接所述第一传动轮和第二传动轮的传动带。

其中，所述动力机构为电机。

其中，所述第一主轴部分还包括传动轴，第一联轴器，联动轴，第二联轴器，第一扭矩传感器，第一主轴轴心方向为竖直方向，第一扭矩传感器位于上、下两个联动轴之间，用于检测第一主轴的扭矩，上联动轴与传动轴之间由第一联轴器固定，下联动轴与第一主轴之间由第二联轴器固定，主动轮位于第一主轴最下端。

其中，所述第二主轴部分还包括传动轴，第三联轴器，上、下联动轴，第二扭矩传感器，第四联轴器，第一轴承套，定位块，第二轴承套，第二主轴轴心方向为竖直方向，制动装置位于第二主轴最上部，第二扭矩传感器位于上、下两个联动轴之间，上联动轴与传动轴之间由第三联轴器固定，下联动轴与第二主轴之间由第四联轴器固定，从动轮位于第四联轴器下部，与第一主轴上的主动轮在竖直方向上的高度对齐，沿第二主轴向下依次是第一轴承套，定位块，第二轴承套，定位块的下端面紧靠在第二轴承套的上端面，惰轮设于第二主轴的最下端。

其中，所述加载机构还包括弹簧垫片和压力传感器，压力传感器位于加载螺母和弹簧垫片中间。

其中，所述支撑机构包括支撑臂和支撑臂轴承底座，支撑臂可分为竖直臂和上、下两个水平臂共三部分，整体呈“F”形，支撑臂水平臂与第二主轴轴心垂直，下水平臂的一端固定在第二轴承套上，随第二轴承套绕第二主轴转动，另一端与竖直臂相连，第二轴承套上部设有定位块，上水平臂一端与制动装置相连，另一端与竖直臂相连，支撑臂竖直段下端通过轴承底座固定于地面，支撑臂与第二主轴部分各轴线处于同一个平面内，第二主轴随支撑臂的水平臂段一起绕竖直臂轴心旋转。

本发明具有如下的有益效果：