CN115718063B - 冷轧轧制液润滑性测试设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及测试设备技术领域，尤其涉及一种冷轧轧制液润滑性测试设备，包括：摆臂，一端设置有上摩擦件；支撑组件，包括安装座和支撑座，支撑座通过第一转轴转动设置于安装座，摆臂通过第二转轴转动设置于支撑座，第一转轴与第二转轴相垂直；夹具，设置于上摩擦件下方，具有容纳槽；施力组件，包括加载梁，连接于第一转轴，能够带动支撑座转动，以使得上摩擦件以预设压力抵压于下摩擦件或者使得上摩擦件与下摩擦件脱离接触；测力传感器，能够实时检测上摩擦件与下摩擦件之间的摩擦力；驱动组件，连接于摆臂的另一端。行程增加的同时减小占用空间，测试冷轧轧制液在良好铺展形成稳定油膜的状态下真实稳定的摩擦力，以表征冷轧轧制液的润滑性。

Description

冷轧轧制液润滑性测试设备

技术领域

本公开涉及测试设备技术领域，尤其涉及一种冷轧轧制液润滑性测试设备。

背景技术

冷轧轧制液应用于压延变形加工过程，在变形区轧辊和带钢均存在明显的弹性形变，接触区较长对油膜的铺展性要求高。现有的润滑性测试设备通过摩擦滑台相对滚珠摩擦件往复移动，对于冷轧轧制液测试来说，需要较长的行程，设备占用空间大，且摩擦状态难以稳定，使得冷轧轧制液难以形成稳定的油膜，测试效果较差。

因此，亟需一种冷轧轧制液润滑性测试设备，以解决上述问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种冷轧轧制液润滑性测试设备。

本公开提供了一种冷轧轧制液润滑性测试设备，包括：

摆臂，一端设置有上摩擦件；

支撑组件，包括安装座和支撑座，所述支撑座通过第一转轴转动设置于所述安装座，所述摆臂通过第二转轴转动设置于所述支撑座，所述第一转轴的轴线方向与所述第二转轴的轴线方向相垂直；

夹具，设置于所述上摩擦件下方，所述夹具具有容纳冷轧轧制液和下摩擦件的容纳槽；

施力组件，包括加载梁，所述加载梁连接于所述第一转轴，被配置为能够带动所述支撑座转动，以使得所述上摩擦件以预设压力抵压于所述下摩擦件或者使得所述上摩擦件与所述下摩擦件脱离接触；

测力传感器，被配置为能够实时检测所述上摩擦件与所述下摩擦件之间的摩擦力；

驱动组件，连接于所述摆臂的另一端，能够驱动所述摆臂水平摆动，以使所述上摩擦件与所述下摩擦件往复摩擦。

可选地，所述施力组件还包括配重块和第一负载件，所述加载梁的第一端设置有所述配重块，第二端能够钩挂所述第一负载件，所述加载梁与所述第一转轴的连接点位于所述第一端和所述第二端之间；

所述加载梁具有第一位置和第二位置，当所述加载梁位于所述第一位置时，所述上摩擦件抵压于所述下摩擦件；当所述加载梁位于所述第二位置时，所述上摩擦件与所述下摩擦件之间具有预设间隙，所述第一负载件能够带动所述加载梁由所述第二位置移动至所述第一位置。

可选地，所述施力组件包括多个所述第一负载件，多个所述第一负载件的重量各不相同。

可选地，所述冷轧轧制液润滑性测试设备还包括限位组件，所述限位组件包括限位轮，所述限位轮位于所述加载梁下方，所述限位轮偏心设置；

所述限位轮具有限位位置和放开位置，当所述限位轮位于所述限位位置时，所述限位轮支撑所述加载梁保持于所述第二位置，当所述限位轮位于放开位置时，所述加载梁能够由所述第二位置移动至所述第一位置。

可选地，所述冷轧轧制液润滑性测试设备还包括加热组件，所述加热组件包括加热台，所述夹具连接于所述加热台，且位于所述加热台上方。

可选地，所述冷轧轧制液润滑性测试设备还包括隔热板，所述隔热板连接于所述加热台且位于所述加热台下方，所述测力传感器连接于所述隔热板且位于所述隔热板下方。

可选地，所述冷轧轧制液润滑性测试设备还包括底座，所述驱动组件、所述安装座和所述测力传感器均安装于所述底座上。

可选地，所述夹具上设置有可拆卸的试样压条，所述试样压条被配置为能够压紧所述下摩擦件，以限制所述下摩擦件移动。

可选地，所述上摩擦件与所述下摩擦件的摩擦行程为80mm。

可选地，所述驱动组件包括驱动结构及连接杆，所述连接杆一端连接于所述摆臂，另一端连接于所述驱动结构，所述驱动结构通过所述连接杆带动所述摆臂水平摆动。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

通过设置摆臂、支撑组件、施力组件和驱动组件，采用驱动组件带动摆臂摆动的方式来实现上摩擦件与下摩擦件的摩擦，相比现有技术，摆臂带动上摩擦件相对下摩擦件呈弧线移动，能够增加均速阶段的长度，且在行程增加的同时减小占用空间，而且冷轧轧制液位于夹具的容纳槽内，有利于测试冷轧轧制液在良好铺展形成稳定油膜的状态下真实稳定的摩擦力，以表征冷轧轧制液的润滑性，提高测试结果的准确性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述的冷轧轧制液润滑性测试设备的结构示意图一；

图2为本公开实施例所述的冷轧轧制液润滑性测试设备的结构示意图二；

图3为本公开实施例所述的冷轧轧制液润滑性测试设备的俯视示意图。

其中，

11、摆臂；

12、支撑组件；121、安装座；122、支撑座；1221、通孔；

13、夹具；131、容纳槽；

14、施力组件；141、加载梁；142、配重块；

15、测力传感器；

16、驱动组件；161、电机；162、减速机；163、连接杆；

17、加热台；

18、隔热板；

19、底座；

20、限位组件；201、限位轮；202、支撑柱；203、摇柄；

21、风扇。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1至图3所示，本公开实施例提供一种冷轧轧制液润滑性测试设备，主要用于冷轧轧制液润滑性的测试，当然也可用于润滑油、金属加工液等的润滑性的测试。

该冷轧轧制液润滑性测试设备包括摆臂11、支撑组件12、夹具13、施力组件14、测力传感器15和驱动组件16。其中，摆臂11一端设置有上摩擦件。支撑组件12包括安装座121和支撑座122，支撑座122通过第一转轴转动设置于安装座121，摆臂11通过第二转轴转动设置于支撑座122，第一转轴的轴线方向与第二转轴的轴线方向相垂直。夹具13设置于上摩擦件下方，夹具13具有容纳冷轧轧制液和下摩擦件的容纳槽131。施力组件14包括加载梁141，加载梁141连接于第一转轴，加载梁141能够带动支撑座122转动，以使上摩擦件以预设压力抵压于下摩擦件或者使得上摩擦件与下摩擦件脱离接触。测力传感器15能够实时检测上摩擦件与下摩擦件之间的摩擦力。驱动组件16连接于摆臂11的另一端，能够驱动摆臂11水平摆动，以使上摩擦件与下摩擦件往复摩擦。第一转轴的轴线方向平行于水平方向。

可以理解的是，通过设置摆臂11、支撑组件12、施力组件14和驱动组件16，采用驱动组件16带动摆臂11绕第二转轴摆动的方式来实现上摩擦件与下摩擦件的摩擦。由于摆臂11绕第二转轴摆动，则摆臂11上的上摩擦件的移动轨迹则呈弧形，因此上摩擦件相对下摩擦件呈弧线移动而形成弧形的摩擦痕迹，能够增加均速阶段的长度，且在行程增加的同时减小占用空间，而且冷轧轧制液位于夹具13的容纳槽131内，有利于测试冷轧轧制液在良好铺展形成稳定油膜的状态真实稳定的摩擦力，以表征冷轧轧制液的润滑性，提高测试结果的准确性。

示例性地，如图1所示，上摩擦件和下摩擦件的摩擦行程为80mm，也即摆臂11带动上摩擦件摆动时，上摩擦件单向移动时在下摩擦件上移动的弧形距离。相比现有技术中的5mm，大大增加了总行程，如此有利于表征冷轧轧制液铺展形成油膜的能力，可使得均速阶段的长度增加，有利于获得较多且真实的能对应冷轧轧制液的润滑性的摩擦学数据。

需要说明的是，上摩擦件和下摩擦件的摩擦行程还可根据实际需要进行调整，比如改变摆臂11的摆动角度或者改变摆臂11的长度等均可实现对摩擦行程的调整。

进一步地，为了提高支撑座122的稳定性，上述安装座121设有两个，支撑座122通过两个第一转轴安装于两个安装座121上。摆臂11位于两个安装座121之间。此外，上述第一转轴通过轴承转动设置于安装座121。

进一步地，上述支撑座122具有通孔1221，摆臂11穿设于通孔1221。第二转轴安装于支撑座122上，且第二转轴部分位于通孔1221内。摆臂11套设于第二转轴上，能够相对第二转轴进行转动。可以理解的是，如此设置，在摆臂11受到驱动组件16的驱动时，能够以第二转轴为支点进行水平摆动，并且摆臂11于通孔1221内摆动。需要说明的是，通孔1221的设置不会影响到摆臂11的摆动，也就是摆臂11在摆动的过程中不会与通孔1221的壁产生干涉。

如图1所示，在一些实施例中，上述驱动组件16包括驱动结构及连接杆163，连接杆163一端连接于摆臂11，另一端连接于驱动结构，驱动结构通过连接杆163带动摆臂11水平摆动。

进一步地，上述连接杆163的两端分别通过轴承连接于摆臂11和驱动结构。轴承优选为自润滑向心滚子轴承。

上述驱动结构包括驱动件和传动结构，驱动件通过传动结构驱动连接杆163带动摆臂11水平摆动。参照图1，在一些实施例中，上述驱动件优选为电机161。传动结构包括减速机162、同步带、同步带轮及曲柄滑块结构。其中，减速机162连接于电机161。同步带轮设有两个，其中一个同步带轮连接于减速机162，另一个连接于曲柄滑块结构，同步带绕设于两个同步带轮上。曲柄滑块结构包括第一连杆、第二连杆和滑块。其中，第一连杆转动连接于同步带轮和第二连杆，第二连杆转动连接于滑块，连接杆163转动连接于上述滑块。可选地，驱动结构还可选用其他方式来驱动摆臂11水平摆动，比如通过气缸或者电推杆等。通过电机161和减速机162来带动摆臂11，能够实现摆臂11的低频率摆动。

进一步地，该冷轧轧制液润滑性测试设备还包括安装盒，上述曲柄滑块结构安装于安装盒内，安装盒上开设有与滑块相配合的滑孔，滑块滑动设置于滑孔内，以此实现对滑块的限位，并最终将电机161的转动转化为滑块的直线移动。

如图1所示，在一些实施例中，上述夹具13上设置有可拆卸的试样压条，试样压条能够压紧下摩擦件，以限制下摩擦件移动。可以理解的是，在上摩擦件和下摩擦件相互摩擦期间，上摩擦件是移动的，为了提高测试结果的准确性，下摩擦件需保持静止，因此通过试样压条来压紧下摩擦件。并且由于试样压条是可拆卸的，因此可便于下摩擦件的安装和拆卸。

可选地，试样压条通过螺栓可拆卸连接于夹具13。

进一步可选地，上述试样压条为“Z”字形结构，试样压条伸入到容纳槽131的部分能够压紧下摩擦件。

如图1和图2所示，在一些实施例中，施力组件14还包括配重块142和第一负载件（图中未示出），加载梁141的第一端设置有上述配重块142，第二端能够钩挂第一负载件，加载梁141与第一转轴的连接点位于第一端和第二端之间。加载梁141具有第一位置和第二位置，当加载梁141位于第一位置时，上摩擦件抵压于下摩擦件；当加载梁141位于第二位置时，上摩擦件与下摩擦件之间具有预设间隙。第一负载件能够带动加载梁141由第二位置移动至第一位置。

可以理解的是，将第一负载件钩挂于加载梁141的第二端时，能够使得加载梁141由第二位置移动至第一位置，使得上摩擦件抵压于下摩擦件，此时通过驱动组件16带动摆臂11水平摆动即可实现第上摩擦件和下摩擦件的摩擦。而将第一负载件由加载梁141上去除后，配重块142则能够使得加载梁141由第一位置再回到第二位置，使得上摩擦件和下摩擦件脱离接触。

进一步地，施力组件14包括多个第一负载件，多个第一负载件的重量各不相同。如此，可根据实际需要选择所需重量的第一负载件，从而调整上摩擦件与下摩擦件之间的接触载荷。可选地，第一负载件为带钩砝码，便于钩挂和拆卸，而且为标准件，便于测试的快速进行。

示例性的，如图3所示，比如上述第一负载件施加的载荷为N1，上摩擦件和下摩擦件之间的接触载荷为N2，N2=N1×M，其中，M=L1/L2，L1为加载力臂，是加载梁141的第二端与第一转轴的中心轴线之间的直线距离；L2为承载力臂，是上摩擦件到第二转轴的中心轴线的垂直距离，第二转轴与第一转轴的轴线共面。M的实际大小可根据实际需要进行设置。

需要说明的是，上述配重块142螺纹连接于加载梁141，如此可调整配重块142相对加载梁141的位置。

如图1和图2所示，在一些实施例中，该冷轧轧制液润滑性测试还包括加热组件，加热组件包括加热台17，夹具13连接于加热台17，且位于加热台17上方。通过设置加热台17，能够对夹具13进行加热，从而对冷轧轧制液进行加热，有利于获得冷轧轧制液在不同温度下真实的摩擦学数据。

进一步地，该冷轧轧制液润滑性测试设备还包括隔热板18，隔热板18连接于加热台17且位于加热台17下方，测力传感器15连接于隔热板18且位于隔热板18下方。通过设置隔热板18，能够对测力传感器15进行隔热，避免加热台17对夹具13进行加热时造成测力传感器15的损坏。

可以理解的是，在上摩擦件和下摩擦件往复摩擦时，产生横向的摩擦力，由于下摩擦件固定在夹具13的容纳槽131内，夹具13、加热台17、隔热板18和测力传感器15连接为一体，摩擦力传递至测力至测力传感器15而被检测。

需要说明的是，该冷轧轧制液润滑性测试设备还包括控制系统（图中未示出），该控制系统包括放大器、A/D转换器、CPU和显示器，测力传感器15检测到的摩擦力经过放大器和A/D转换器之后经过转换之后则得到摩擦力值。上述电机161和加热台17连接于控制系统。

如图1和图2所示，该冷轧轧制液润滑性测试设备还包括底座19，驱动组件16、安装座121和测力传感器15均安装于底座19上。其中，驱动组件16的电机161和减速机162均安装于底座19上。

进一步地，底座19上安装有多个地脚，底座19由多个地脚支撑，且地脚的长度可调，从而便于调整底座19的高度。地脚优选但不限于与底座19螺纹连接。

如图1和图2所示，在一些实施例中，该冷轧轧制液润滑性测试设备还包括限位组件20，限位组件20包括限位轮201，限位轮201位于加载梁141下方，限位轮201偏心设置，限位轮201具有限位位置和放开位置，当限位轮201位于限位位置时，限位轮201支撑加载梁141保持于第二位置。当限位轮201位于放开位置时，加载梁141能够由第二位置移动至第一位置。

通过设置限位轮201，能够在更换上摩擦件和/或下摩擦件时，使得加载梁141保持于第二位置，便于上摩擦件和/或下摩擦件的安装和拆卸。

进一步地，上述限位组件20还包括支撑柱202和摇柄203，支撑柱202安装于底座19上，摇柄203转动设置于支撑柱202，限位轮201连接于摇柄203，且偏心设置，如此可通过摇柄203转动限位轮201使得限位轮201于限位位置和放开位置之间切换。

需要说明的是，上述摇柄203与支撑柱202可通过尺寸的配合实现使得限位轮201稳定地处于限位位置或放开位置，也可通过限位销与限位孔的配合使得限位轮201能够稳定处于限位位置，此时摇柄203和支撑柱202上均开设有限位孔，还可通过其他方式，在此不再一一列举。

如图1和图2所示，该冷轧轧制液润滑性测试设备还包括风扇21，风扇21安装于底座19，且位于加热台17一侧。通过设置风扇21，能够对加热台17及夹具13进行快速降温，提高测试效率。风扇21连接于上述控制系统。

以下将对该冷轧轧制液润滑性测试设备的工作过程进行详细说明：

需要说明的是，上述上摩擦件优选为钢球，下摩擦件优选为冷轧钢板。

1、通过摇柄203转动限位轮201于限位位置，使得加载梁141保持在第二位置，随后更换或安装上摩擦件以及更换或安装下摩擦件。其中，下摩擦件通过试样压条进行固定，并调整下摩擦件的位置。

2、于夹具13的容纳槽131内添加冷轧轧制液。

3、通过显示器设定试验参数，比如温度、载荷、摩擦频率等，其中载荷为后续钩挂在加载梁141第二端的第一负载件的重量，摩擦频率为电机161的工作频率。

4、限位轮201移动至放开位置，随后在加载梁141的第二端钩挂设定的第一负载件，加载梁141由第二位置移动至第一位置，上摩擦件抵压于下摩擦件。随后开启电机161进行摩擦试验。如果设定温度超出室温，需在夹具13内的冷轧轧制液的温度达到预设温度后开启电机161。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种冷轧轧制液润滑性测试设备，其特征在于，包括：

摆臂（11），一端设置有上摩擦件；

支撑组件（12），包括安装座（121）和支撑座（122），所述支撑座（122）通过第一转轴转动设置于所述安装座（121），所述摆臂（11）通过第二转轴转动设置于所述支撑座（122），所述第一转轴的轴线方向与所述第二转轴的轴线方向相垂直，所述支撑座（122）具有通孔（1221），所述摆臂（11）穿设于所述通孔（1221），所述第二转轴安装于所述支撑座（122）上，且所述第二转轴部分位于所述通孔（1221）内，所述摆臂（11）套设于所述第二转轴上；

夹具（13），设置于所述上摩擦件下方，所述夹具（13）具有容纳冷轧轧制液和下摩擦件的容纳槽（131）；

施力组件（14），包括加载梁（141），所述加载梁（141）连接于所述第一转轴，被配置为能够带动所述支撑座（122）转动，以使得所述上摩擦件以预设压力抵压于所述下摩擦件或者使得所述上摩擦件与所述下摩擦件脱离接触；

测力传感器（15），被配置为能够实时检测所述上摩擦件与所述下摩擦件之间的摩擦力；

驱动组件（16），连接于所述摆臂（11）的另一端，能够驱动所述摆臂（11）以所述第二转轴为支点水平摆动，以使所述上摩擦件与所述下摩擦件往复摩擦；

所述施力组件（14）还包括配重块（142）和第一负载件，所述加载梁（141）的第一端设置有所述配重块（142），第二端能够钩挂所述第一负载件，所述加载梁（141）与所述第一转轴的连接点位于所述第一端和所述第二端之间；

所述加载梁（141）具有第一位置和第二位置，当所述加载梁（141）位于所述第一位置时，所述上摩擦件抵压于所述下摩擦件；当所述加载梁（141）位于所述第二位置时，所述上摩擦件与所述下摩擦件之间具有预设间隙，所述第一负载件能够带动所述加载梁（141）由所述第二位置移动至所述第一位置；

所述预设压力N2=N1×M，N1为第一负载件施加的载荷，M=L1/L 2，L1为加载力臂，是所述加载梁的第二端与所述第一转轴的中心轴线之间的直线距离，L2为承载力臂，是所述上摩擦件到所述第二转轴的中心轴线的垂直距离，所述第二转轴与所述第一转轴共面。

2.根据权利要求1所述的冷轧轧制液润滑性测试设备，其特征在于，所述施力组件（14）包括多个所述第一负载件，多个所述第一负载件的重量各不相同。

3.根据权利要求1所述的冷轧轧制液润滑性测试设备，其特征在于，所述冷轧轧制液润滑性测试设备还包括限位组件（20），所述限位组件（20）包括限位轮（201），所述限位轮（201）位于所述加载梁（141）下方，所述限位轮（201）偏心设置；

所述限位轮（201）具有限位位置和放开位置，当所述限位轮（201）位于所述限位位置时，所述限位轮（201）支撑所述加载梁（141）保持于所述第二位置，当所述限位轮（201）位于放开位置时，所述加载梁（141）能够由所述第二位置移动至所述第一位置。

4.根据权利要求1所述的冷轧轧制液润滑性测试设备，其特征在于，所述冷轧轧制液润滑性测试设备还包括加热组件，所述加热组件包括加热台（17），所述夹具（13）连接于所述加热台（17），且位于所述加热台（17）上方。

5.根据权利要求4所述的冷轧轧制液润滑性测试设备，其特征在于，所述冷轧轧制液润滑性测试设备还包括隔热板（18），所述隔热板（18）连接于所述加热台（17）且位于所述加热台（17）下方，所述测力传感器（15）连接于所述隔热板（18）且位于所述隔热板（18）下方。

6.根据权利要求5所述的冷轧轧制液润滑性测试设备，其特征在于，所述冷轧轧制液润滑性测试设备还包括底座（19），所述驱动组件（16）、所述安装座（121）和所述测力传感器（15）均安装于所述底座（19）上。

7.根据权利要求1所述的冷轧轧制液润滑性测试设备，其特征在于，所述夹具（13）上设置有可拆卸的试样压条，所述试样压条被配置为能够压紧所述下摩擦件，以限制所述下摩擦件移动。

8.根据权利要求1所述的冷轧轧制液润滑性测试设备，所述上摩擦件与所述下摩擦件的摩擦行程为80mm。

9.根据权利要求1所述的冷轧轧制液润滑性测试设备，其特征在于，所述驱动组件（16）包括驱动结构及连接杆（163），所述连接杆（163）一端连接于所述摆臂（11），另一端连接于所述驱动结构，所述驱动结构通过所述连接杆（163）带动所述摆臂（11）水平摆动。

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