02130138軋制壓力與軋機(jī)剛度系數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、材料成型設(shè)備綜合性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)名稱：軋機(jī)壓力與軋機(jī)剛度系數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目編碼：02130138實(shí)驗(yàn)類型：綜合性課程類別：基礎(chǔ) 專業(yè)基礎(chǔ) 專業(yè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：8學(xué)時(shí)（課堂2學(xué)時(shí)，課外6學(xué)時(shí)）所涉及的課程及知識點(diǎn)：材料成型原理、軋制測試技術(shù)、計(jì)算機(jī)繪圖、材料成型設(shè)備等。鉛熔煉與鉛試樣澆鑄；軋制力的測量；軋機(jī)輥縫的測量；軋件厚度的測量等。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解鉛熔煉與鉛試樣澆鑄、修整等制作過程；2. 了解軋機(jī)剛度系數(shù)的意義；3. 學(xué)習(xí)并掌握軋制壓力及軋機(jī)的剛度系數(shù)的測定；4學(xué)習(xí)軋機(jī)設(shè)備的操作規(guī)程，熟練測試系統(tǒng)的調(diào)節(jié)使用。二、實(shí)驗(yàn)原理圖1 軋機(jī)剛度系數(shù)示意圖軋機(jī)在軋制時(shí)產(chǎn)生的巨大軋制力，通過軋輥、軋輥軸承

2、、壓下螺絲，最后傳遞給機(jī)架。所有這些零部件在軋制力作用下都要產(chǎn)生彈性變形。在軋制壓力的作用下軋輥產(chǎn)生壓扁和彎曲，把它相加起來就構(gòu)成軋輥的彈性變形，軋輥彈性變形和軋制壓力的關(guān)系曲線稱為軋輥彈性曲線，該曲線近似呈直線關(guān)系。同樣，軋輥軸承及機(jī)架等，在負(fù)荷作用下也要產(chǎn)生彈性變形。該彈性變形相對于負(fù)荷所作的彈性曲線在最初階段由于裝配表面的不平和公差等原因有一彎曲段，過后也可視為直線?？紤]了軋輥和軋機(jī)機(jī)架的彈性變形曲線后，整個(gè)軋機(jī)的彈性曲線則為它們的總和。曲線的直線段斜率對已知軋機(jī)為常數(shù)，該斜率稱為軋機(jī)的剛度系數(shù)，其物理意義是使軋機(jī)產(chǎn)生彈性變形所需施加的負(fù)荷量。由于曲線下部有一彎曲段，所以直線段與橫坐標(biāo)并

3、不相交于原點(diǎn)，而是在s0處。如果把軋機(jī)的初始輥縫也考慮進(jìn)去，那么曲線段也將不由坐標(biāo)原點(diǎn)開始，如圖1所示。因?yàn)閮绍堓佒g間隙在受載時(shí)比空載時(shí)為大。把空載時(shí)的間隙稱為初始輥縫s0，把受載時(shí)輥縫的彈性增大量稱為彈跳值f 。f從總的方面反映了機(jī)座受力后變形的大小。顯然，f與軋制力的大小成正比。在相同的軋制力作用下，f越小，則該軋機(jī)的剛性越好。以縱坐標(biāo)表示軋制力 ，以橫坐標(biāo)表示軋輥的開口度，由實(shí)驗(yàn)方法繪制出軋機(jī)的彈性變形曲線，該曲線與橫坐標(biāo)軸的交點(diǎn)即為初始輥縫s0。在軋制負(fù)荷較低時(shí)有一非直線段，但在高負(fù)荷部分曲線的斜率逐漸增加趨向一個(gè)固定值，該固定值即為機(jī)座的剛度系數(shù)。固定斜率直線段與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)即為包

4、含初始輥縫和機(jī)架裝配間隙的實(shí)際輥縫s0 。顯然，剛度系數(shù)就是當(dāng)軋機(jī)的輥縫值產(chǎn)生單位距離的變化時(shí)所需的軋制力的增量值，即 當(dāng)軋機(jī)彈性曲線為一直線時(shí)，此時(shí)剛度系數(shù)可表示為：則軋出的板材厚度可用下式表示：即此式為軋機(jī)的彈性變形曲線方程，表示軋制力大小與軋出的板材厚度之間的關(guān)系。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器及材料1. 四輥板帶鋼冷軋機(jī)一臺及數(shù)字化操作控制平臺。2. 游標(biāo)卡尺、千分尺、內(nèi)外卡規(guī)等。3. 壓力傳感器、電阻應(yīng)變儀等4. 鉛塊若干 四、實(shí)驗(yàn)步驟（學(xué)生可采用其中一種方法或幾種方法） （一）軋制法（固定輥縫）：即輥縫不變，軋件寬度不變，改變軋件厚度。 1. 將鉛塊加入鉛熔煉鍋中，放入電加熱爐中熔煉成鉛溶液；

5、2 從電加熱爐中取出鉛熔煉鍋，將鉛液澆鑄在放置好鉛試樣鋼模具中，分別澆鑄成4mm×35mm，5mm×35mm，5.5mm×35mm，6mm×35mm，6.5mm×35mm，7mm×35mm各一塊。3. 等鉛在模具中冷卻后，取出各鉛試樣修整。4. 檢查儀器是否預(yù)備好，接上壓力傳感器。5. 將壓力傳感器未受載時(shí)，將壓力傳感器輸出到應(yīng)變儀的信號調(diào)平。6. 預(yù)調(diào)初始輥縫s0至3mm，用標(biāo)準(zhǔn)測量墊片測量。7. 取鉛試樣按順序編號，在調(diào)好的輥縫中依次進(jìn)行軋制，記錄軋制壓力。測出實(shí)際輥縫s0 。8. 測量每道次鉛試樣軋后厚度，填入表1中。（二）軋制

6、法（改變輥縫）：即軋件厚度和寬度不變，改變輥縫。1. 將鉛塊加入鉛熔煉鍋中，放入電加熱爐中熔煉成鉛溶液；2 從電加熱爐中取出鉛熔煉鍋，將鉛液澆鑄在放置好鉛試樣鋼模具中，澆鑄成5mm×35mm的鉛試樣5塊。3. 等鉛在模具中冷卻后，取出各鉛試樣修整。4. 檢查儀器是否預(yù)備好，接上壓力傳感器。5. 將壓力傳感器未受載時(shí)，將壓力傳感器輸出到應(yīng)變儀的信號調(diào)平。6. 分別預(yù)調(diào)初始輥縫s0至1mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm；用標(biāo)準(zhǔn)測量墊片測量。7. 取鉛試樣按順序編號，在調(diào)好的輥縫中依次進(jìn)行軋制，記錄軋制壓力。測出實(shí)際輥縫s0 。8. 測量每道次鉛試樣軋后厚度，

7、填入表2中。（三）壓靠法：即不進(jìn)行軋制，讓工作輥直接壓靠，可以從小負(fù)荷到大負(fù)荷連續(xù)測定。1. 檢查軋機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常；啟動(dòng)軋機(jī)，并使軋機(jī)慢速旋轉(zhuǎn)；2. 檢查儀器是否預(yù)備好，接上壓力傳感器；確認(rèn)控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)在工作狀態(tài)。3. 將壓力傳感器未受載時(shí)，將壓力傳感器輸出到應(yīng)變儀的信號調(diào)平；把主控臺控制系統(tǒng)旋鈕置于apc工作狀態(tài)。4. 調(diào)整手動(dòng)壓下旋鈕，抬起下工作輥至上下工作輥接觸，該操作過程注意控制抬起速度，以防過載，不過系統(tǒng)自身帶有防過載功能，當(dāng)軋制力和超過設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)卸荷。5. 預(yù)設(shè)定原始輥縫s0，讓工作輥直接壓靠，一面旋轉(zhuǎn)軋輥，一面調(diào)節(jié)輥縫，在操作過程中，時(shí)刻觀察顯示屏軋制力與軋制力差的

8、數(shù)值及平均輥縫與輥縫差的數(shù)值變化，同時(shí)記錄輥縫數(shù)值和相對應(yīng)的軋制力，并填入表3中。6. 記錄軋制力0、340kn、400kn、450kn、520kn、610kn、時(shí)軋制力和輥縫值。當(dāng)軋制力和達(dá)到設(shè)定的預(yù)壓靠力，結(jié)束實(shí)驗(yàn)；7. 根據(jù)輥縫數(shù)值和對應(yīng)的軋制力做出軋機(jī)彈性曲線，并求出軋機(jī)的剛度系數(shù)k。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表試樣號材質(zhì)h(mm)h(mm)h(mm)s0(mm)f(mm)p(kn)k(kn/mm)0墊片1鉛2鉛3鉛4鉛5鉛6鉛7鉛8鉛9鉛平均值表2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表試樣號材質(zhì)h(mm)h(mm)h(mm)s0(mm)f(mm)p(kn)k(kn/mm)0墊片1鉛2鉛3鉛4鉛5鉛

9、6鉛7鉛平均值表3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表記錄號s0（mm）壓扁量（mm）s（mm）p(kn)p(kn)k(kn/mm)0-0.0590.059034001-0.1140.1140.055400601090.912-0.1610.1610.047450501063.833-0.2240.2240.063520701111.114-0.3130.3130.089610901011.245-0.3670.3670.054670601111.116-0.4210.4210.054730601111.117-0.4790.4790.058800701206.898-0.5270.5270.048850501041.679-0.5750.5820.055910601090.91平均值0.05863.331093.20六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出軋機(jī)的彈性變形曲線。2. 由實(shí)驗(yàn)曲線計(jì)算出s0 ，f, k ，并對結(jié)果進(jìn)行分析。3. 字跡工整、圖文清晰、格式規(guī)范。4. 數(shù)據(jù)表格化。5. 確定出軋機(jī)的剛度系數(shù)。七、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1. 注意人身、儀器、設(shè)備的安全，尤其是在熔鉛澆鑄的時(shí)候帶好口罩。 2. 熔鉛澆鑄必須在通風(fēng)良好的環(huán)境中完成。 3. 喂試樣前，注意儀器的調(diào)“0”工作。 4. 喂試樣的同學(xué)，在開始軋時(shí)應(yīng)即刻告知儀器操作的同學(xué)，以便同步進(jìn)行。 5.“點(diǎn)動(dòng)”