35O穿孔机的轧制压力和轧制扭矩在线测试+.pdf

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第26卷第4期
重庆建筑大学学报
Vol26 No 4
204年8月
Journal of Chongqing Jianzhu University
Aug.2004
重350穿孔机的轧制压力和轧制扭矩在线测试
崔学芳,陈进,王勇勤,王进
(重庆大学机城传动国家重点实验室,重庆40004)
摘要;以现场动态测试数据为偯据、对④350穿孔机的轧制压力和軋制扭矩进行了测试,得出
了该穿孔机在轧制不同的材质、型号、长度管坯时最大的軋轧制压力和轧制扭矩,为该穿孔机的
生产质蚤保证和改型迓计提供了可靠的试验数据。
关键词:穿孔机;动态则试;轧制压力;轧制扭短
中图分类号:H165+.3文献标识码:A文章编号:1006-7329(2004)04-0062-04
Test and Analysis of Rollin Pressure and Rolling Torsion of D350 Piercer
CUI Xue-fang, CHEN Jin, WANG Yong-qin, WANG Jin
State Key Lab of Mechanica Transmission, Chonging University, Chongging 400044, P R China)
Astract Based on the data of in-place dynamic esting, the rolling pressure and rolling torsion of a D350 piercer
have been tested the maximum rolling pressue and olling os on we b aind for rolling pipes with different ma-
ter als manufacturing manners and length. These data can serve as important reference to manufacture quality and
remodeling design of the piercer
Keywords piecer yamc esting; rolling pressure; rolling torsion
1測试概述
斜轧穿孔的力参数包括:金属对轧辊的压力一轧制压力、金属对导板的作用力、轧制扭矩等リ。
斜轧穿孔的作用力是穿孔机设计和生产的原始数据,因此精确地确定其值对轧机设计和实际生产都很
重要。由于力参数确定不够准确往往使得设备强度设计得过大而造成浪费,或设计得过分薄弱而造成
设备事故2。目前,对斜轧穿孔力的研究还很不充分,一些穿孔力理论计算与实际测试结果相差很大,
有的相差一倍以上。实际工程的应用中,必须借助于实测数据作为设计和生产的依据。
1.1测试原理及传感器设计
无缝钢管的生产过程中,常用的穿孔方法按其穿孔机的结构和穿孔过程变形特点的不同,常分为斜
軋穿孔(盘式、菌式和辊式穿孔机穿孔)压力穿孔和推轧穿孔。我们测试的是g350辊式穿孔机,要求
测试轧制压力和轧制扭矩。根据穿孔机的结构特点,轧制压力的测试是不可能直接测试的,此次以轧辊
调整装置处的四个压下螺丝部位的压力间接代替轧制压力,轧制扭矩是在上、下两个万向接轴的三分之
处(以轧辊为基准)选取测试点。总体上是利用电阻应变式的动态测试技术和方法,测试原理就是将
电阻应变片贴在压力传感器(即压头)和传送扭矩的传动轴的受力和变形部位,当压头和传动轴受力产
生变形时,应变片相应产生变形[。应变片变形时,其电阻值产生变化,由应变花组成的电桥电路输出
的电压也产生相应变化,然后利用动态应变仪测出这一电压变化,并利用转换器将电压变化转成数字信
号输送到计算机进行数据采集、记录?。在数据处理阶段根据标定系数,可以得到相应的轧制压力和轧
制扭矩。
收日期:2004-03-20
作者简介:崔学芳(1974-),女,河北保定人,讲师,硬士,主要从事机电一体化产品设计研究。
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第4期
崔学芳,等:5350穿孔机的轧制压力和轧制扭矩在线测试
1.2测试特点
迸行穿孔机的轧制压力和轧制扭矩的测试是检验在改变穿孔管坯型号、长度和材质后的轧制过程
中穿孔机是否工作在设计文件的安全范围内。其测试具有以下特点:(1)测试试验明确性与探索性交
错。常规的测试均是根椐制定的测试方案逐一进行,但穿孔机测试的实际情况与测试管坯当时的工况
和环境因素有关。要保证测试的成功,在测试过程中就要实时监控测试数据的合理性,因此测试系统必
须具备实时监测的功能。(2)测试的短时性和不可逆转性。进行测试的管坯在穿孔前需要加热等一系
列工序处理,是“试验”而不是“实验”,更不是
破坏性试验,所测试的结果是作为判断穿孔
矩传
力传
(下
机对不同的材质、型号、长度管坯轧制能力的
点7
评判依据。因此,还对测试系统的可靠性,结
矩传B
E头4
《(上
构布置的合理性以及操作系统的方便性有很
点6)
结具段
高的要求。
2测试系统
放大,动态应豪仪
口阳
处系
2.1系统组成(见图1)
图1系统组成
测试系统由硬件和软件两部分组成,其
中硬件包括传感器、动态应变仪(YE3817六通道)、接口箱(NV30616通道信号采集、处理、分析系统),软
件通常包括操作环境和DASP应用分析软件。 Digital analog signal processing(DASP)是本次测试软件的核
心部分,其主要任务是对输出数据进行记录和处理。用户可以根据测点的多少对通道数进行设置,还可
根据各通道所测物理量的不同而选择相应的频率及幅值。应用此系统可以时实监测测试情况,如有意
外情况可以及时调整测试设备和仪器。此测试系统用于数据的传输、采集、记录、分析和处理,即可实时
监测测试情况又可以用于测试结束后的专门分析。
2.2压力传感器(测试轧制压力)和集流器(测试轧制矩)
由于测试的穿孔机的型号、规格存在差异,同时对于不同的测试情况测点的位置选取不同,故没有
专门的传感器提供使用。
压力传感器:首先选定五个压头(为45钢,长度200mm,直径180mm,长径比为10:9,质量为40kg
的圆柱体)对于选定的五个压头(四个用于测试,一个备用)磨平,再用砂纸将表面磨光,然后用薩有无水
乙醇的棉球清除表面残留的磨屑。在电阻应变片(组成应变花)的背部均匀地涂一层502快干胶水,对
准被测试压头上的标记点迅速地贴上,并用塑料薄膜盖住电阻应变片,同时用手轻轻挤压电阻应变片,
挤出应变片于压头间的多余胶水,3~5min后揭开塑枓薄膜,这时电阻应变片于压头粘贴完毕。然后用
镊子将电阻应变片上的引线揭开,使之不与压头接触,然后用涤纶胶带将电阻应变片引线与压头绝缘。
然后再用电烙铁(20)将电阻应变片和测试导线焊接,组成测量全桥电路?。这就是压力传感器。
集流器:用于收集、传递传动轴的扭矩应变片产生的应变电压。用两个直径540m的工程塑料半
环垂直固定在传动轴的测试点(距轧辊1/3处)组成集流器骨架,其上贴有一圈铜皮,集流器上焊接有四
个铜环,把电阻扭矩应变片沿传动轴轴线45方向(按照压力传感器的贴法)贴在传动轴的被测点,并组<