一種金屬帶材拉矯變形實驗裝置的制作方法

本實用新型屬于拉矯變形實驗設備領域，具體涉及一種金屬帶材拉矯變形實驗裝置。

背景技術：

拉伸彎曲矯直機廣泛應用于連續酸洗機組、酸軋機組、連退機組、鍍鋅機組、重卷機組等生產線中，根據使用場合的不同，其作用也有所側重。用于連續酸洗機組、酸軋機組中時，主要用于帶材的表面氧化鐵皮破鱗，兼顧改善板形；用于連退機組、鍍鋅機組和重卷機組時，主要用于改善帶材的板形，并從一定程度改善帶材的力學性能。不同的拉矯工藝參數對生產質量有重要影響，對于氧化鐵皮的破鱗場合，不同的拉矯工藝參數對氧化鐵皮破鱗有不同的效果，并對后續酸洗工序的質量和酸耗有比較明顯的影響，并且不同的鋼種也有不同的拉矯工藝要求。例如不銹鋼固溶酸洗機組中，拉矯延伸率對產品強度和伸長率的影響；對于連退機組、鍍鋅機組和重卷機組而言，除共同的板形改善需求外，部分產品對力學性能的要求也比較嚴格，比如拉矯延伸率對深沖鋼、超深沖鋼或高強鋼等鋼種的屈服強度和n值的影響。上述情況中合理拉矯工藝參數的選取，需要從實驗和生產實踐中得來，但在實際生產中，生產企業不可能在機組中進行大量的拉矯工藝參數實驗性研究，這是由于在當工藝參數設置不合適的情況下，必然帶來生產狀況出現異常，造成較大的額外生產成本投入，這就需要尋求一種結構簡單、經濟適用的裝置來完成金屬帶材拉矯過程，再進一步進行相關的材料性能研究。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種經濟適用的金屬帶材拉矯變形實驗裝置，用于解決現有生產技術中新產品開發過程中由于缺乏合適的拉矯實驗平臺而帶來的研發時間和研發成本增加的問題，通過在實驗室階段研究分析拉矯工藝參數對產品質量和性能的影響規律，獲得更接近生產實際的合理參數，進而縮短新產品開發時間和研發成本，提升企業研發水平和產品質量。

為達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種金屬帶材拉矯變形實驗裝置，包括液壓萬能材料試驗機、拉矯單元、位移單元、液壓單元、機架及測量單元，所述拉矯單元套裝在液壓萬能材料試驗機的立柱上，所述位移單元與液壓單元均設置在機架上，所述位移單元分別與拉矯單元及液壓單元相連接并在液壓單元的驅動下帶動拉矯單元沿立柱上下移動，所述測量單元設置在機架上并與拉矯單元相連接。

進一步，所述拉矯單元主要由工作輥、工作輥支架及壓下量調整機構組成，所述工作輥有若干個，通過壓下量調整機構交錯布置在工作輥支架上，所述工作輥支架套裝在液壓萬能材料試驗機的立柱上。

進一步，所述工作輥為三個或五個。

進一步，所述位移單元主要由鋼絲繩、滑輪組及液壓缸組成，所述液壓缸固定在機架上，所述滑輪組對應設置在機架及液壓缸的伸縮端處，所述鋼絲繩繞過滑輪組且兩端對應連接在拉矯單元的兩側。

進一步，所述液壓單元主要由液壓站、伺服閥及液壓控制模塊組成，所述液壓站通過油管與伺服閥及液壓缸上的油口連接。

進一步，所述拉矯單元上設置有機械限位塊，所述液壓萬能材料試驗機上對應設有限位開關。

進一步，所述測量單元為線性位移傳感器。

本實用新型的有益效果在于：

1、相關組成單元中，液壓萬能材料試驗機為通用檢測設備，自帶有操作系統和數據采集系統，僅進行局部調整就可實現拉矯單元位移量和帶材伸長量的數據采集，液壓站為常規設備，容易獲得拉矯裝置所需的壓力源，機架和拉矯單元、伺服閥、位移傳感器等部分均為常規部件，可根據需求進行采購，裝置整體均由常規零部件組成，結構易于實現，投入成本低。

2、該裝置使用靈活，相關單元的利用效率高，建成后對液壓萬能材料試驗機的正常使用影響小，進行材料拉伸試驗時，只需要拆除拉矯單元即可，其他單元可保持不動，變動量小，通用性好，實驗成本低。

3、通過在實驗室階段研究分析拉矯工藝參數對產品質量和性能的影響規律，獲得更接近生產實際的合理參數，進而縮短新產品開發時間和研發成本，提升企業研發水平和產品質量。既可用于定量研究金屬帶材經過拉矯變形后壓下量和張力對延伸率的影響，也可以用于研究拉矯延伸率對熱軋帶鋼的破鱗效果的影響，同時還可以用于金屬帶材拉矯后拉矯工藝參數對其力學性能的影響研究，適用范圍廣，有效解決了現有生產技術中新產品開發過程中由于缺乏合適的拉矯實驗平臺而帶來的研發時間和研發成本增加的問題。

附圖說明

為了使本實用新型的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本實用新型提供如下附圖進行說明：

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為圖1的左視圖。

具體實施方式

下面將結合附圖，對本實用新型的優選實施例進行詳細的描述。

如圖所示，本實用新型中的金屬帶材拉矯變形實驗裝置，包括液壓萬能材料試驗機1、拉矯單元2、位移單元3、液壓單元4、機架5及測量單元6，所述拉矯單元2套裝在液壓萬能材料試驗機1的立柱11上，所述位移單元3與液壓單元4均設置在機架5上，所述位移單元3分別與拉矯單元2及液壓單元4相連接并在液壓單元4的驅動下帶動拉矯單元2沿立柱11上下移動，所述測量單元6設置在機架5上并與拉矯單元2相連接。

具體的，液壓萬能材料試驗機1為通用的材料拉力試驗機，其自帶有液壓伺服系統及拉力試驗操作系統，將待測帶材兩端夾持在液壓萬能材料試驗機1的上夾頭12與下夾頭13上，為帶材提供拉力。位移單元3將液壓單元4的拉力傳遞給拉矯單元2，拉矯單元2在拉力作用下沿圓柱立柱向上移動，實現對帶材的拉矯變形。該實驗裝置可提供不同拉力及壓下量，能適應不同待測帶材的拉矯需求，具有適用范圍廣，調節、設置過程方便簡單的優點。

本實施例中的拉矯單元2主要由工作輥21、工作輥支架23及壓下量調整機構22組成，所述工作輥21有三個，通過壓下量調整機構22交錯布置在工作輥支架23上，所述工作輥支架23套裝在液壓萬能材料試驗機1的立柱11上。該拉矯單元2可根據待測帶材規格選取不同的工作輥21輥徑，根據實驗要求設定不同的壓下量；以獲得更接近實際生產的合理參數，進而縮短新產品開發時間和研發成本，提升企業研發水平和產品質量。當然，也可將工作輥21調整成五輥交錯布置的形式，以適應不同的實驗要求。

本實施例中的位移單元3主要由鋼絲繩32、滑輪組31及液壓缸33組成，所述液壓缸33固定在機架5上，所述滑輪組31對應設置在機架5及液壓缸33的伸縮端處，所述鋼絲繩32繞過滑輪組31且兩端對應連接在拉矯單元2的兩側。液壓缸33通過鋼絲繩32向拉矯單元2提供拉力，實現拉矯單元2的上升，結構簡單，易于控制。

本實施例中的液壓單元4主要由液壓站41、伺服閥42及液壓控制模塊組成，所述液壓站41通過油管與伺服閥42及液壓缸33連接，提供液壓缸33動作所需油壓；所述伺服閥42用于控制液壓缸33動作方向和速度，從而實現對位移單元3的調節與控制。液壓控制模塊用于實現對液壓站41的啟停及拉矯單元2位置的控制，拉矯單元2上裝有機械限位塊，液壓萬能材料試驗機1上對應設有與液壓控制模塊相連通的限位開關，當機械限位塊與限位開關接觸時，液壓站停止工作。

本實施例中的測量單元6為線性位移傳感器，設置在機架5上并與拉矯單元2相連接，用于檢測拉矯單元2工作時的位移量，再借助于液壓萬能材料試驗機1上自帶的位移傳感器檢測帶材在拉矯過程中產生的伸長量，通過對兩個位移傳感器采集的數據進行處理，得到帶材在拉矯過程中產生的延伸率。

采用該金屬帶材拉矯變形實驗裝置進行拉矯變形實驗的方法，主要包括以下步驟：

(1)根據拉矯實驗所需的拉力極限規格選取適用的液壓萬能材料試驗機，根據待測帶材的幾何和力學性能參數選則合適的工作輥輥徑；

(2)實驗時，首先檢查傳感器數據采集有效，將待測帶材對應裝夾在液壓萬能材料試驗機的上夾頭12與下夾頭13上，對拉矯單元2中的壓下量調整機構22進行壓下量設定，夾持好后，根據實驗要求在液壓萬能材料試驗機操作系統中對試驗機進行拉矯所需的拉力設定；

(3)設定伺服閥42，啟動液壓萬能材料試驗機，拉伸待測拉矯帶材，啟動液壓單元，對伺服閥42閥芯開口度進行調節，以調整拉矯單元的位移速度，使其在位移單元的作用下沿液壓萬能材料試驗機立柱由下向上移動；就這樣，液壓缸在油壓作用下，其有桿腔工作，拉矯單元通過位移單元在液壓缸的拉力作用下，在液壓萬能材料試驗機立柱11上由下向上移動，實現了帶材的拉矯變形；

(3)線性位移傳感器記錄拉矯單元2工作時的位移量，液壓萬能材料試驗機1上自帶的傳感器記錄帶材在拉矯過程中產生的伸長量，相關數據通過數據采集卡進行轉換后，被讀入液壓萬能材料試驗機的操作系統中，并被實時記錄下來，而實驗過程中設定的帶材拉力同樣也被液壓萬能材料試驗機的操作系統實時記錄下來，當拉矯單元2上的機械限位塊與液壓控制模塊中的限位開關接觸時，液壓站立即停止工作，此時液壓缸停止移動，處于保壓狀態，相應拉矯單元也保持不動，這時對液壓萬能材料試驗機的操作系統進行數據保存后，松開液壓萬能材料試驗機上夾頭12和下夾頭13，松開壓下量調整機構22，取下被測的拉矯帶材，實驗結束；

(4)對測定的實驗數據進行處理：將拉矯單元2工作時產生的位移量作為橫坐標，拉矯過程中帶材的伸長量作為縱坐標，線性擬合得到的斜率即為帶材拉矯過程中的平均延伸率。實驗過程中設定的拉力則為帶材的入口拉矯張力，壓下量調整機構的設定值即為帶材拉矯過程中的壓下量，這樣就比較完整地獲得了帶材拉矯過程中的主要工藝參數。

最后說明的是，以上優選實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管通過上述優選實施例已經對本實用新型進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本實用新型權利要求書所限定的范圍。