CN115356197A - 一种冷轧钢板生产线在线力学测试装置 - Google Patents

一种冷轧钢板生产线在线力学测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于精密科学仪器领域，更确切地说，它涉及一种冷轧钢板生产线在线力学测试装置。本装置是面向冷轧钢板生产线在线力学测试的压痕技术，由于加工生产线会产生制造误差，导致钢板产生不合格的表面粗糙度以及平面度误差等，使得钢板力学性能下降，因此对冷轧钢板进行在线力学测试评估冷轧钢板的力学指标，准确求解冷轧钢板硬度、弹性模量、屈服强度、残余应力、断裂韧性等力学参量，目前大多数压痕测试装置都是在实验室针对较小面积的样品进行测试，本装置是针对冷轧钢板生产线在线进行力学测试，为生产线在线力学性能测试提供有效的手段和方法。

Description

一种冷轧钢板生产线在线力学测试装置
技术领域
本发明属于精密科学仪器领域，更确切地说，它涉及一种冷轧钢板生产线在线力学测试装置。
背景技术
纳米压痕技术是多种力学测试方法之一，优点是不破坏材料或零件表面进行检测，也可认为是无损检测的方法。纳米压痕技术是在Hertz理论基础上形成的，测量得到的应力为接触附近区域的应力大小，压痕过程分为加载和卸载两个阶段，最终获得材料载荷-位移关系曲线，能够计算出材料的硬度、弹性模量、蠕变、相变、位错运动、残余应力以及断裂韧性等参数。1992年Oliver和Pharr等人提出了用纳米量级压痕的载荷-位移关系测试方法，分析材料力学性能参数，完善了计算方法，使商业化纳米压痕仪的开发得到进一步发展，因此纳米压痕测试方法在各大材料领域得到了推广应用。
本装置是面向冷轧钢板生产线在线力学测试的压痕技术，由于加工生产线会产生制造误差，导致钢板产生不合格的表面粗糙度以及平面度误差等，使得钢板力学性能下降，因此对冷轧钢板进行在线力学测试评估冷轧钢板的力学指标，准确求解冷轧钢板硬度、弹性模量、屈服强度、残余应力、断裂韧性等力学参量，目前大多数压痕测试装置都是在实验室针对较小面积的样品进行测试，本装置是针对冷轧钢板生产线在线进行力学测试，为生产线在线力学性能测试提供有效的手段和方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是在线测量冷轧钢材的力学性能，提供了一种冷轧钢板生产线在线力学测试装置。
为解决上述技术问题，参阅图1至图19本发明所采用的技术方案如下：
本发明所述的一种冷轧钢板生产线在线力学测试装置是由底座，钢丝轮，钢丝绳，同步拖动，弹簧，控制系统，控制系统磁力面，外壳，模组，过渡件，锁紧件，位移传感器，压力传感器，连接件，压头，卡扣，冷轧钢板生产线。底座下端面固定在地面；底座侧面贴合冷轧钢板生产线；底座上端面贴合钢丝轮轴肩，螺纹锁紧；钢丝绳缠绕贴合钢丝轮；钢丝绳贴合卡扣，卡扣安装面贴合外壳的外侧背面，螺栓锁紧；同步拖动的球头内侧面贴合弹簧的一端，同步拖动的杆端插入钢丝轮的孔，螺母锁紧；控制系统的侧面贴合外壳的外侧面，螺栓锁紧；控制系统磁力面的下端面贴合冷轧钢板，磁力锁紧；外壳的内侧背面贴合模组的背面，螺栓锁紧；模组的移动块的正面贴合过渡件的背面，螺栓锁紧；过渡件的方形段外轮廓贴合锁紧件方形内轮廓螺栓锁紧；锁紧件圆柱形内轮廓贴合位移传感器上的固定轴，螺栓锁紧；压力传感器上的压力连接轴插入过渡件前端面的孔，两零件端面贴合，螺纹锁紧；压力传感器的下端轴插入压力连接件的孔，两零件端面贴合，螺纹锁紧；压头上的连接小轴插入压力连接件的孔，两零件端面贴合，螺纹锁紧。
本发明与现有技术相比优点在于：
1.本发明实现了在线测量冷轧钢材的力学性能功能，通过优化机械结构，使其具有同步性、测量准确、性能稳定、系统可靠等优点。
2.测量前通过同步球头使测量装置固定在钢材上，钢板在生产线移动，测试装置同步移动进行力学测试，提高了生产和测试效率。
附图说明
图1是本发明冷轧钢板生产线在线力学测试装置投影图；
图2是本发明图1的A-A剖面图；
图3是本发明冷轧钢板生产线在线力学测试装置的立体图；
图4是本发明底座立体图；
图5是本发明钢丝轮投影图；
图6是本发明图5的A-A剖面图；
图7是本发明钢丝轮立体图；
图8是本发明同步拖动投影图；
图9是本发明电磁铁控制器；
图10是本发明外壳投影图；
图11是本发明图10的C-C剖面图；
图12是本发明模组立体图；
图13是本发明过渡件立体图；
图14是本发明锁紧件立体图；
图15是本发明位移传感器立体图；
图16是本发明压力传感器立体图；
图17是本发明连接件立体图；
图18是本发明压头立体图；
图19是本发明卡箍立体图；
图中：1.底座，2.钢丝轮，3.钢丝绳，4.同步拖动，5.弹簧，6.控制系统，601.控制系统磁力面， 7.外壳，8.模组，9.过渡件，10.锁紧件，11.位移传感器，12.压力传感器，13.连接件，14.压头，15.卡扣，16.冷轧钢板生产线。
下面结合附图1-19所示进一步说明本发明的具体内容和工作过程。
本发明所述的一种冷轧钢板生产线在线力学测试装置是由底座1，钢丝轮2，钢丝绳3，同步拖动4，弹簧5，控制系统6，控制系统磁力面601，外壳7，模组8，过渡件9，锁紧件10，位移传感器11，压力传感器12，连接件13，压头14，卡扣15，冷轧钢板生产线16。底座1下端面固定在地面；底座1侧面贴合冷轧钢板生产线16；底座1上端面贴合钢丝轮2轴肩，螺纹锁紧；钢丝绳3缠绕贴合钢丝轮2；钢丝绳 3贴合卡扣15，卡扣15安装面贴合外壳7的外侧背面，螺栓锁紧；同步拖动4的球头内侧面贴合弹簧5 的一端，同步拖动4的杆端插入钢丝轮2的孔，螺母锁紧；控制系统6的侧面贴合外壳7的外侧面，螺栓锁紧；控制系统磁力面601的下端面贴合冷轧钢板，磁力锁紧；外壳7的内侧背面贴合模组8的背面，螺栓锁紧；模组8的移动块的正面贴合过渡件9的背面，螺栓锁紧；过渡件9的方形段外轮廓贴合锁紧件10 方形内轮廓螺栓锁紧；锁紧件10圆柱形内轮廓贴合位移传感器11上的固定轴，螺栓锁紧；压力传感器12上的压力连接轴插入过渡件9前端面的孔，两零件端面贴合，螺纹锁紧；压力传感器12的下端轴插入压力连接件13的孔，两零件端面贴合，螺纹锁紧；压头14上的连接小轴插入压力连接件13的孔，两零件端面贴合，螺纹锁紧。
本发明的工作流程如下：
测量准备工作：冷轧钢板生产线最后一步是加工后的钢板在生产线上运输，当移动到力学测量区域时，同步拖动4固定到钢板表面，钢板移动时带动同步拖动4和钢丝轮2转动，同时钢丝绳3与钢板同步移动，钢丝绳3带动整个力学测试装置同步移动，启动控制系统6使控制系统磁力面601的下端面吸住钢板起到固定作用，启动控制系统6控制模组8使移动块向下移动，移动块带动过渡件9、锁紧件10、位移传感器 11、压力传感器12和压头14向下移动，当压头14接触钢板测量面时停止移动。
测量：启动控制系统6控制模组8使压头14向钢板测量面压入；位移传感器11与被测钢板表面接触发生线性伸缩变形，可获得整个测量过程的压入深度值；控制系统6控制最大压入深度，压头14压到最大深度停止移动，压力传感器12示数变化，能够测得压入载荷的范围，压头14上升移动脱离被测表面，将压入载荷量和位移量两个示数实时采集发送至中控机，并绘制压入载荷-深度关系曲线，通过软件计算出材料硬度、弹性模量等相关参数。

Claims (1)

1.本发明所述的一种冷轧钢板生产线在线力学测试装置是由底座(1)，钢丝轮(2)，钢丝绳(3)，同步拖动(4)，弹簧(5)，控制系统(6)，控制系统磁力面(601)，外壳(7)，模组(8)，过渡件(9)，锁紧件(10)，位移传感器(11)，压力传感器(12)，连接件(13)，压头(14)，卡扣(15)，冷轧钢板生产线(16)；底座(1)下端面固定在地面；底座(1)侧面贴合冷轧钢板生产线(16)；底座(1)上端面贴合钢丝轮(2)轴肩，螺纹锁紧；钢丝绳(3)缠绕贴合钢丝轮(2)；钢丝绳(3)贴合卡扣(15)，卡扣(15)安装面贴合外壳(7)的外侧背面，螺栓锁紧；同步拖动(4)的球头内侧面贴合弹簧(5)的一端，同步拖动(4)的杆端插入钢丝轮(2)的孔，螺母锁紧；控制系统(6)的侧面贴合外壳(7)的外侧面，螺栓锁紧；控制系统磁力面(601)的下端面贴合冷轧钢板，磁力锁紧；外壳(7)的内侧背面贴合模组(8)的背面，螺栓锁紧；模组(8)的移动块的正面贴合过渡件(9)的背面，螺栓锁紧；过渡件(9)的方形段外轮廓贴合锁紧件(10)方形内轮廓螺栓锁紧；锁紧件(10)圆柱形内轮廓贴合位移传感器(11)上的固定轴，螺栓锁紧；压力传感器(12)上的压力连接轴插入过渡件(9)前端面的孔，两零件端面贴合，螺纹锁紧；压力传感器(12)的下端轴插入压力连接件(13)的孔，两零件端面贴合，螺纹锁紧；压头(14)上的连接小轴插入压力连接件(13)的孔，两零件端面贴合，螺纹锁紧。
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