專利名稱：一種熱力機械模擬實驗機用微型實驗軋機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋼鐵材料在軋制實驗時用的軋機。
技術背景隨著計算機技術的迅猛發(fā)展，在材料領域計算機模擬技術已經(jīng)成為除實驗和理論之外的第3種研究手段。為了改善工藝質(zhì)量，提高產(chǎn)品性能，保證 安全服役，需要采用各種材料模擬技術。通過采用小試樣，利用熱/力模擬實 驗裝置，較精確迅速地研究材料在接近實際情況下的組織和性能的變化規(guī)律， 其在評定熱加工工藝的合理性、研究新材料、發(fā)展新工藝方面具有獨特的優(yōu) 越性，因而在材料工程界逐漸成為重要的實驗研究手段。如Gleeble-系列熱/力模擬系統(tǒng)具有熱/力模擬過程動態(tài)模擬的功能,它 可廣泛用于鋼鐵材料在連鑄、壓力加工、熱處理、焊接等熱加工過程中的加 工性能分析，目前實驗類型主要有常溫、高溫拉伸實驗；常溫、高溫壓縮 實驗；熱疲勞、高溫熱塑性實驗；熱處理工藝模擬；焊接模擬等實驗功能。 但在該系列熱/力模擬機上無法進行材料的軋制實驗，軋輥材料軋制磨損實 驗，軋制過程力能實驗等。目前沒有用于軋制實驗的軋機。發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種熱力機械 模擬實驗機用微型實驗軋機，它可配套安裝在熱力機械模擬試驗機上，實現(xiàn)模擬 軋制工藝軋輥材料磨損、力能測試實驗；也可單獨使用實現(xiàn)軋制模擬實驗。入口對應設有軋件夾具，軋件夾具連接有驅(qū)動系統(tǒng)。該熱力機械模擬實驗機用微型實驗軋機進一步的技術方案為了節(jié)省軋 輥材料的用量，降低實驗成本，所述的上軋輥、下軋輥均由活動安裝在一起 的輥子、輥軸組成，輥軸兩端通過軸座連接機架。更換軋輥時，只需更換輥 子即可。該熱力機械模擬實驗機用微型實驗軋機更進一步的技術方案所述的輥 子與輥軸之間通過軸向鍵連接，輥軸兩端的軸座為軸承座。 另外，所述的輥子與輥軸之間還可以通過軸承連接。在該熱力機械模擬實驗機用微型實驗軋機中，所述的軸座嵌于機架上且 與機架間滑動配合，機架上設有調(diào)整輥縫寬度的調(diào)節(jié)裝置。便于適應不同厚 度的軋件。所述的調(diào)節(jié)裝置包括壓下螺栓，該壓下螺栓一端穿過機架頂部且兩者螺 紋配合，壓下螺栓的底端與上軋輥的軸座配合組成上軋輥徑向定位裝置。調(diào) 整壓下螺栓通過軸座帶動上軋輥上下移動，實現(xiàn)上、下軋輥之間輥縫寬度的 調(diào)整。所述的壓下螺栓上螺紋配合安裝有被動輪，被動輪與帶有驅(qū)動手柄的主 動輪嚙合，壓下螺栓的底端連接在上軋輥的軸座上。所述的壓下螺栓底端還可以是壓緊上軋輥的軸座上，上軋輥的軸座與下 軋輥的軸座之間設有平衡彈簧防止上軋輥的軸座滑落。該平衡彈簧與壓下螺 栓配合實現(xiàn)輥縫調(diào)整。 壓下螺栓也可以與設置在下軸座與底座之間的墊鐵配合實現(xiàn)輥縫調(diào)整， 還可以壓下螺栓、平衡彈簧、墊鐵三者配合實現(xiàn)。在該熱力機械模擬實驗機用微型實驗軋機中，為了實現(xiàn)與Gleeble熱模 擬機配套安裝使用，與軋件入口背對的機架側(cè)面上設有與熱模擬機卡頭配合 連接的卡座，所述的軋件夾具與熱模擬機另一卡頭配合連接。更進一步的技術方案所述的機架包括多個拉桿，拉桿的兩端均設為螺 柱；機架的上蓋、底座分別安裝在拉桿的兩端并通過所述的螺柱與螺母配合 固定；所述的螺柱的螺紋為鋸齒型，拉桿中部橫截面為矩形面，以便承受軋 制時的強大拉載力，兩個軋輥的軸座嵌于拉桿之間。更換軋輥時拆裝非常方 便。本發(fā)明的有益效果是它可獨立使用做軋制實驗，也可配套安裝在 Gleeble熱模擬實驗機上，利用Gleeble熱模擬機的系統(tǒng)實現(xiàn)模擬軋制工藝軋 輥材料磨損實驗、力能測試實驗，實驗效果理想且結(jié)構(gòu)簡單操作簡便。


圖l為實施例三的主剖視圖，圖2為實施例三的左視圖，圖3為實施例三中機架的主視圖，圖4為圖3的左視圖，圖5為圖3的A—A視圖，圖6為本發(fā)明中卡座的結(jié)構(gòu)示意圖， '圖7為圖6的左視圖，圖8為圖6的俯視圖， 圖9為實施例一中軋件夾具的結(jié)構(gòu)示意圖，圖10為圖9的左視圖，圖11為本發(fā)明實施例二的主視圖，圖12為圖11的左視圖，圖13為實施例二中軋輥的結(jié)構(gòu)示意圖，圖14為實施例三的主視圖，圖15為圖14的左視圖，圖中l(wèi)拉桿，2上蓋，3底座，4上軋輥，5下軋輥，6輥子，7輥軸，8 側(cè)板，9上軸座，IO壓下螺栓，ll下軸座，12平衡彈簧，13墊鐵，14卡座， 141燕尾形卡塊，142連接板，143通孔，15軋件夾具，151矩形中孔，16上 軸承座，17下軸承座，18窗口， 19軸向定位板，20窗口， 21定位板，22主 動輪，23被動輪，24驅(qū)動手柄，25傳動桿，26軸座。
具體實施方式
實施例一如圖l、圖2所示。該熱力機械模擬實驗機用微型實驗軋機包括由拉桿、底座、上蓋、組成的機架和上軋輥、下軋輥組成。如圖3、圖4、 圖5所示，機架主要有四根拉桿l。各拉桿的兩端均設為螺柱，其螺紋為鋸齒 型，拉桿1中間部分的橫截面為矩形截面，以便承受軋制時的強大拉載力。 機架的底座3安裝在拉桿的底端并通過螺柱與螺母配合實現(xiàn)固定。底座將四 根拉桿連接在一起。兩個側(cè)板8分別焊接在兩側(cè)的拉桿上。上軋輥4、下軋輥 5均包括輥子6及與之通過軸承安裝在一起的輥軸7，輥軸7兩端通過軸座連 接機架。更換軋輥時，只需更換輥子即可，節(jié)省軋輥材料的用量，降低實驗 成本。上軸座9、下軸座11嵌于兩側(cè)的拉桿之間，且與拉桿間滑動配合。兩 側(cè)的側(cè)板8對軋輥起到軸向定位作用。上軋輥上方設有上蓋2，上蓋安裝在拉桿上部并通過拉桿上的螺柱與螺母配合實現(xiàn)固定。壓下螺栓io—端穿過上蓋2且與上蓋螺紋配合，壓下螺栓的底端壓緊上軸座9。壓下螺栓設置了兩個， 分別與軋輥兩端對應。上軸座與下軸座之間設有平衡彈簧12，下軸承座11與 底座3之間設有墊鐵13。壓下螺栓與平衡彈簧、墊鐵配合實現(xiàn)上、下軋輥之 間輥縫的調(diào)整。調(diào)整墊鐵的厚度可使下軸承座上下移動，調(diào)整壓下彈簧可使 上軸承座上下移動。位于背面的拉桿上焊接有卡座14。圖6、圖7、圖8所示， 卡座包括燕尾形卡塊141及與之塞焊為一體的連接板142。連接板142與拉桿 1之間也是塞焊。塞焊用的通孔143設置在連接板142上。因為軋件進入兩軋 輥之間軋制過程中，卡座14主要承受壓力，卡座的燕尾形卡塊141主要起到連接定位作用，只在拉出軋件過程中稍有拉力，所以燕尾形卡塊與連接板塞 焊為一體即可滿足使用要求。如圖9、 IO所示，與Gleeble熱模擬機另一卡頭連接的軋件夾具15為一 梯形塊，由對稱設置的兩個夾塊組成，兩夾塊上設有相對配合的軋件卡槽。 兩夾塊對接后，兩軋件卡槽正好形成矩形中孔151，用于卡住實驗軋件。外側(cè) 梯形用于連接Gleeble熱模擬機的卡頭。實驗時，將需要進行軋制實驗材料的輥子安裝在兩個輥軸上，將兩軋輥 從機架頂部安裝在機架內(nèi)，然后蓋上上蓋，并將拉桿頂部的螺母擰緊。旋轉(zhuǎn) 壓下螺栓，使其壓緊上軋輥的軸承座。然后將卡座14裝夾于Gleeble熱模擬 機的卡頭中，夾緊。將實驗用軋件裝夾于軋件夾具15的中孔內(nèi)，夾緊。軋件 為條形金屬板，可以是鋁、銅、鋼等金屬材料。調(diào)整并設定Gleeble熱模擬 機卡頭的行程，即軋件的行程。安裝及調(diào)整完畢后，便可將軋件推入輥縫，開始軋制實驗。用于即時顯 示、記錄不同工況、各種材料間軋制力的變化情況的壓力傳感器可以設置在
上軸座9頂面與上蓋2之間，也可以設置在下軸座11底面與底座3之間。機架上可以設置測溫傳感器裝置，用于觀察、記錄不同軋制工況、各種 軋輥材質(zhì)壓下過程中的溫度變化。也可用單獨的紅外測溫裝置測輥子表面的 溫度。所述的壓力傳感器、溫度傳感器連接Gleeble熱模擬機的顯示系統(tǒng)，從 而直觀得到實驗數(shù)據(jù)。實施例二如圖ll、圖12所示，與實施例一不同之處在于，該熱力機械 模擬實驗機用微型實驗軋機的機架中沒有拉桿，該機架為兩側(cè)面板及前面板、 底座一體式結(jié)構(gòu)?？ㄗ倪B接板通過沉頭螺栓連接在機架的背面上。如圖13 所示，該實施例中，軋輥的輥子6、輥軸7之間為軸向鍵連接，采用小間隙滑 動配合。兩輥軸分別通過上軸承座16、下軸承座17安裝在機架兩側(cè)面板上的 窗口 18內(nèi)且可沿窗口上下移動。且機架兩側(cè)面上通過螺栓連接有軸向定位板 19。其他結(jié)構(gòu)同實施例一。由于該熱力機械模擬實驗機用微型實驗軋機的輥軸的兩端通過軸承座安 裝在機架上，所以增加了整機的高度，不便與Gleeble熱模擬機配套安裝使 用。實施例三如圖14、圖15所示，該實施例與實施例一不同之處在于，機 架為一體式機架，機架兩側(cè)設有安裝軋輥的窗口 20。窗口外螺栓固定有軸向 定位板21。調(diào)節(jié)輥縫的裝置包括主動輪22及與主動輪嚙合且位于其兩側(cè)的兩 個被動輪23，主動輪上連接有驅(qū)動手柄24，兩被動輪套分別套裝在一傳動桿 25上且與之螺紋配合，兩傳動桿分別連接上軋輥兩端的軸座26。調(diào)整輥縫時 通過驅(qū)動手柄帶動主動輪轉(zhuǎn)動，兩被動輪則反向轉(zhuǎn)動，與被動輪配合的傳動 桿因為螺紋的作用則上下移動，從而帶動上軋輥的軸座上下移動，實現(xiàn)輥縫
的調(diào)整。上述三個實施例中，由于實施例一拆裝方便且便于與Gleeble熱模擬機 配套使用，所以優(yōu)選實施例一。本發(fā)明的輥縫調(diào)整裝置并不局限于上述幾種方式。作為其他實施方式 軋機的輥縫也可以是固定不可調(diào)的，但該種定輥縫設置不能測出軋制時不同 壓下量軋輥表面磨損等情況。所以實驗效果不理想。其中軋輥也可以采用一體式結(jié)構(gòu)，但是這樣軋輥用材多，不利于降低實 驗成本。另外，該種軋機可以不與Gleeble熱模擬機配套，而單獨使用。只要在 軋機底座上設置與軋件夾具連接的驅(qū)動系統(tǒng)，壓力傳感器、溫度傳感器連接 一現(xiàn)有的萬用數(shù)顯表即可。
權利要求
1、 一種熱力機械模擬實驗機用微型實驗軋機，其特征在于包括機架及設 置在機架內(nèi)的上軋輥、下軋輥；機架上設有軋件入口；上軋輥、下軋輥的兩端 連接在機架上；機架上設有軋輥軸向定位裝置，軋輥與機架之間設有測試軋制 力的壓力傳感器；與軋件入口對應設有軋件夾具，軋件夾具連接有驅(qū)動系統(tǒng)。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種熱力機械模擬實驗機用微型實驗軋機，其特 征在于所述的上軋輥、下軋輥均由活動安裝在一起的輥子、輥軸組成，輥軸 兩端通過軸座連接機架。
3、 根據(jù)權利要求2所述的一種熱力機械模擬實驗機用微型實驗軋機，其特 征在于所述的輥子與輥軸之間通過軸向鍵連接，輥軸兩端的軸座為軸承座。
4、 根據(jù)權利要求2所述的一種熱力機械模擬實驗機用微型實驗軋機，其特 征在于所述的輥子與輥軸之間通過軸承連接。
5、 根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的一種熱力機械模擬實驗機用微型實 驗軋機，其特征在于所述的軸座嵌于機架上且與機架間滑動配合，機架上設 有調(diào)整輥縫寬度的調(diào)節(jié)裝置。
6、 根據(jù)權利要求5所述的一種熱力機械模擬實驗機用微型實驗軋機，其特 征在于所述的調(diào)節(jié)裝置包括壓下螺栓，該壓下螺栓一端穿過機架頂部且兩者 螺紋配合，壓下螺栓的底端與上軋輥的軸座配合組成上軋輥徑向定位裝置。
7、 根據(jù)權利要求6所述的一種熱力機械模擬實驗機用微型實驗軋機，其特 征在于所述的壓下螺栓上通過螺紋配合安裝有被動輪，被動輪與帶有驅(qū)動手 柄的主動輪嚙合，壓下螺栓的底端連接在上軋輥的軸座上。
8、 根據(jù)權利要求6所述的一種熱力機械模擬實驗機用微型實驗軋機，其特 征在于所述的壓下螺栓底端壓緊上軋輥的軸座，上軋輥的軸座與下軋輥的軸 座之間設有平衡彈簧。
9、 根據(jù)權利要求8所述的一種熱力機械模擬實驗機用微型實驗軋機，其特征在于所述的下軋輥的軸座底面與機架底部之間設有調(diào)整輥縫寬度的墊鐵。
10、 根據(jù)權利要求8或9所述的一種熱力機械模擬實驗機用微型實驗軋機，其特征在于與軋件入口背對的機架側(cè)面上設有與熱模擬機卡頭配合連接的卡 座，所述的軋件夾具與熱模擬機另一卡頭配合連接。
11、 根據(jù)權利要求10所述的一種熱力機械模擬實驗機用微型實驗軋機，其 特征在于所述的機架包括多個拉桿，拉桿的兩端均設為螺柱；機架的上蓋、底座分別安裝在拉桿的兩端并通過所述的螺柱與螺母配合固定；所述的螺柱的螺紋為鋸齒型，拉桿中部橫截面為矩形面，兩個軋輥的軸座嵌于拉桿之間。
全文摘要
一種熱力機械模擬實驗機用微型實驗軋機，用于鋼鐵材料的軋制實驗，包括機架及設置在機架內(nèi)的上軋輥、下軋輥；機架上設有軋件入口；上軋輥、下軋輥的兩端連接在機架上；機架上設有軋輥軸向定位裝置，軋輥與機架之間設有測試軋制力的壓力傳感器；與軋件入口對應設有軋件夾具，軋件夾具連接有驅(qū)動系統(tǒng)。它可實現(xiàn)鋼鐵材料的軋制模擬實驗，而且還可配套安裝在Gleeble熱模擬實驗機上，實現(xiàn)模擬軋制工藝軋輥材料磨損、力能測試實驗，且實驗效果理想。
文檔編號G01N3/00GK101144763SQ20071001708
公開日2008年3月19日 申請日期2007年9月17日 優(yōu)先權日2007年9月17日
發(fā)明者孫衛(wèi)華, 孟春光, 李洪春, 鮑勃·德·楊 申請人:濟南鋼鐵股份有限公司