轧制参数自动检测与信号分析实验.doc

1、1轧制参数自动检测与信号分析实验实验一、 电阻应变片的粘贴技术一、实验目的熟悉常温电阻应变片的粘贴工艺及粘贴前后的检查工作。二、实验内容1 电阻应变片的外观检查及阻值分选；2 贴片后的质量检查；3 粘贴后的质量检查；4 组桥接线；5 粘贴后的防潮处理。三、实验设备和器材1 常温电阻应变片若干片；2 电阻测试仪表：数字万用表；3 电烙铁（20W ） 、镊子、放大镜等工具；4 等强度梁；温度补偿板；5 丙酮或无水乙醇、石蜡、脱脂棉、纱布等；6 小刀、砂纸 四、实验步骤1 外观检查和阻值分选（1）用五倍以上放大镜检查应变片体是否完整；有否霉点、锈斑、引线是否牢固，要求敏感栅排列整齐。（2）用万用表测

2、量应变计是否短路、短路、再用惠斯登电桥逐片测量阻值并记录其数值。（3）配桥：要求组成电桥各臂的阻值大致相等或对二臂之积大致相等，其最大误差限制在 0.5 以内。阻值选配好以后，将各片引出线头，挂锡。穿套管等待使用。2 贴片处表面清理（1）对贴片表面进行机械清理，去氧化皮、油污、铁锈等。用砂纸将贴片部位打光至 V6，再交又打磨成与应变片轴线方向呈 45的交叉纹路。（2）化学清理，用镊子夹丙酮棉球或酒精棉球，清理其表面，直到所用棉球和没用过的棉球一样时为止。3 贴片双手保持清洁，严禁用手指摸清洗过的表面，或用嘴吹气，贴片前最好将，贴片部位预热驱潮。用 501（502）胶水涂在应变片的背面，再往被贴

3、表面涂，然后将应变片对准方位贴在被贴表面，此时在应变片上面放一小块聚四氟乙烯薄膜后，用拇指压紧应变片的一端，从这一端向另一端挤压数次。挤出多余的胶水和气泡，轻轻掀开薄膜后，检查有无气泡、翘曲、脱胶等现象，否则需重贴。注意：粘接剂要用得适当。过多时，胶层太厚影响应变片性能；过少则粘结不牢，不能准确传递变形。指压时用力要适当，防止胶液全部被挤出或压坏敏感栅。不要将胶液弄到手上。4 检查粘贴质量2（1）检查贴片下有没有气泡，准确与否，引线不能贴在试件上；（2）贴片前后，应变片阻值不应有变化；（3）应变片与试件间绝缘电阻一般在 200M 以上。5 组桥接线（1）将应变片引线的根部用氧化锌胶布固定在试件

4、上，再按桥路的串，并联焊接导线。注意焊锡不要过多，焊接时间不要过长，防止假焊。最好用不同颜色的导线。6 防潮处理用绝缘胶布整个桥路包好，再敷以白布带，最好用石蜡封好。 （桥路引线要外露） ，长期使用，需涂敷专门配制的防潮剂。五、实验报告1. 叙述选片、打磨、贴片、接线、检查等主要步骤。2. 画出贴片的示意图。3. 将数据填入下表：贴片 1 贴片 2 结果分析粘贴前贴片后4. 分析粘贴效果。实验二、 电阻应变片在电桥中的接法一 实验目的1 掌握单臂、双臂和四臂电桥的组桥方法。2 熟悉电桥调平衡的线路和原理。3 验证电桥输出公式： AKEUb4二 实验原理利用等强度梁受力弯曲，上下表面产生对称长收

5、缩变形的现象，在变形表面粘贴应变片。组桥后在桥路一个对角供电，另一个对角测量其毫伏电压输出。改变桥路中有效应变片的数量，在同样加载变形条件下，分析输出电压高低从而认识桥臂系数的含义和使用方法。三 试验装置和仪表1 等强度梁及砝码2 （K2.0）电阻应变片（已贴在等强度梁上） ；3 直流稳压电源；4 电桥平衡平衡装置电位器及电阻；5 数字万用表。四 试验步骤1 用数字万用表，调到 200 欧姆档，测量等强度梁接线板上各应变片的电阻值，填入接线板应变片布置图 24-1 上，便于以后挑选阻值接近 120 欧的应变片，与 120 欧固定电阻组成单臂或双臂桥。2 计算表中各种加载理论变形值和输出值（10

6、V 供电） 。3 按各种方案组桥并供电，每组先观测无平衡电位器时，所组电桥输出，3再接入平衡电位器调平衡（使输出为零） 。4 每一组桥方案逐次加载，在表格中记录输出结果。卸载后，输出若有漂移，需要重新做一次。5 加载完成后，按表格要求计算出各个项目， （包括实测值与理论计算值） ；图 2-1 应变片布置图 2-2 等强度梁及应变片粘贴位置4图 2-3 电桥组桥方案6 用平台高度尺寸测量等强度梁端头在不同载荷下的实际位移量。7 分析表中实测与理论数据误差及原因。8 绘制两种组桥方案下，载荷变化与输出电压对应关系曲线。9 按实际操作过程写出试验报告。五 等强度梁尺寸参数mL0.5b0.4mh0.6

7、24/12KgE26bhP33EbhPLJ表 2-1 实验数据表0kg 1kg 2kg 3kg 载荷项目 接法 a b c a b c a b c a b c计算0 计算u0.00mV1实 2测 3平均u偏移0.0 0.0 0.0桥臂系数直流电流值应变仪交流值理论值实测值六 实验报告要求1 分析四种组桥方案的实验数据，并加以讨论。2 说明用等强度梁验证应变片灵敏度，应当如何计算处理。5物理实测： =？ 梁弯曲： 2242 )6(0/1058366mKgEbhPL圆弧变形： 圆弧半径 =/ /h.13理论计算： 2L电 测： KAug034实验三、 动态电阻应变仪的调试与使用一、实验目的1 熟悉

8、动态电阻应变仪的原理、结构；2 掌握动态电阻应变仪的使用，调试技能。二、实验用仪器、装置等1 YD3A（Y8DB5）动态电阻应变仪。2 等强度梁及砝码（编号） ；3 12 固定电阻或电阻器；4 毫伏表；三、实验步骤1 将应变仪的原理框图和实物相对照，加深理解其原理，性能和结构；2 将应变仪和电源供给器用专用连线接好后通电预热。注意：Y6D3A 型动态电阻应变仪的电源供给器为 DY3 型，它的面板下方有三个开关，最右边的电源开关向上合上后要等三五分钟再打开中间的高压开关。最左边的6开关是检测用，扳向高压，电表指针应为 300V，扳向低压，电表指针应指在 12V，否则，该仪器不能使用。3 将等强度

9、梁上的应变片组成半桥或全桥按附录一中电桥合接线要求联接后，另一端接入应变仪面板下方的输入插座上。4 熟悉和搞清应变仪面板上的旋钮、开关、插座、微调、表头等部件的作用与功能。 （面板结构参看附录一的插图）5 将应变仪面板上的衰减开关，从 0 位扳到 100 的位置，调节电阻平衡和电容平衡旋钮，使面板上方的表头的指针分别指零；将衰减开关再分别扳到30、10、3、1，逐次调节电阻平衡旋钮和电容平衡旋钮，均使表头上的两个指针都在零位。注意这一步是在等强度梁没有负荷的情况下进行的。然后将衰减开关扳到某一位置待测。6 将电阻箱接入应变仪背面的输出插孔中，并调整其为 12 或 16 或 27 给等强度梁加不

10、同的负荷（1Kg、2Kg、3Kg） 。8 用电压表 mV 档测量电阻箱两端的电压，此电压值即为等强度梁的应变电桥在一定的负荷下，梁产生变形后的输出值。四、实验报告要求1 说明组成半桥和全桥时应变计在电桥合上的具体接法。2 本实验中应注意哪些影响实验进行的问题。3 什么是动态电阻应变仪的振幅特性？本次实验中按实验步骤中第 8 条所测得的数据，求出振幅特性误差。附录一 Y6D-3A 型动态电阻应变仪的使用7放大器面板示意图1. 输入插头 2.“标测”开关 3.“标定”开关 4.电容平衡 5.基零调节6.输出电表 7.平衡指示表 8.“输出” 开关 9.电阻平衡 10. 电阻平衡的“粗细”转换开关

11、11.“衰减” 开关 12.“灵敏度”微调8（一）准备工作1电桥盒的联接电桥盒内装有两个 120 无感线绕电阻 R0 和一个 1000PF 云母电容器C0 图 a。电阻作为半桥测量时的内半桥；电容为电阻平衡粗调，当面扳上的“电容平衡”平衡范围不够时侯，将接线“6”接到“1”或“3”接线柱上，作半桥测量时，按（图 b）接线，R 1 为工作应变片,R 2 为补偿片，接线柱“1”和“5” 、 “3”和“7” 、 “4”和“8”分别短接，这时在试件受拉时有正应变，压缩时有负应变。全桥测量如图 c 接线，除去个接线间的短接片，使 R0 断开，R 1 和 R2 为工作片，R 2 和 R4 为补偿片。导线接

12、到接线柱上时必须拧紧。连接导线应该用同一型号，同一规格的金属屏蔽线，最好 3芯或 4 芯的，互相间无相对位移，从电桥盒到测量点的联接应该尽量短，测量点到电桥盒的引线在 10-50，公尺使用时，测量结果按曲线修正。2仪器的连接1 将 6 个电桥盒另一端的插头分别插入应变仪丁体放大器面板下部的“输入”插座内。并将插头旋紧，将粘贴在试件上的电阻应变仪通过联接线到丰应的电桥盒接线柱上。2 将输出一线一端的二芯插入应变仪背后的输出插口中，另一端的接线柱分别接到 SC16 型十六线示波器相应的输入接线柱上，红柄接线又为正。十六线示波器用 FC-5000 型振子，振子开关关闭。3将本体与电源接线两端的插头分

13、别插入应变仪背后的“电源”插座及供给器背后的“输出”插座上，并分别将插头旋紧。4将电源的三芯插头，插入电源供给器背后的“输入”插座内，并将插头旋紧。打开“电源开关” ，用 表检查电源输入端有无短路和断路，如果正常，则关掉“电源开关”等待工作。5接线完毕，开启电源之前，再检查一下开关的工作位置，分别应在以下状态： DY-3,型电源供给器面板上的“电源开关”和“高压开关”切在关闭位置；电表转换开关在“灯丝”位置。 Y6D-3A 型应变仪六个放大器面板上的“衰减” 开关放在“0” ， “标测”开关在“测” ， “标定”开关在“0” ；“电阻平衡”的“粗细”调节开关在“细” ；“输出”开关在“平衡 1

14、0”。 SC16 型示波器电源开关在关闭位置，振子开关、电机开关全部关掉。9 确认接线无误后，将 DY-3 型电源供给器及 SC16 型示波器的电源引向电网待用。（二）平衡调节1打开 DY-3 型电源供给器的“电源开关” ，指示灯亮，观察面板上的电压表，指针应慢慢上升并稳定在 1212.5 伏，约 5 分钟后，将电源供给器面板上的电表转换开关到“高压”一边，打开高压开关，电表指针应稳定到3000 伏，1-2 分钟后即可开始调整。2从 Y6D-3A 型应变仪的第一通道开始，先观察输出表是否指 “0”，如果不指“0” 。调节“基 0 调节”电位器，使表针指“0” 。3将“衰减”开关转到 100，观

15、察输出表是否都指“0” ，如果不指“0” 、用“电阻平衡”和“电容平衡”调节到两个表针大致指“0” ，之后将“衰减”开关依次转到“30” 、 “10”、 “3”，并用“电阻平衡”和“电容平衡”分别调节到两个表针大致指“0” 。最后将“衰减”电位器旋到端点仍不能使输出表指针“0” ，则将它下面的“粗细”转换开关搬到“粗” ， （这时“衰减”开关搬向不灵敏）以增大调平衡范围。如果用“电阻平衡”和“电容平衡”调节能使输出表指“0” ，但不能使平衡指示表指“0” ，则需使用电桥盒内的电容进行。可将接线柱“6”和“1”或“6”和“3”联接（试验决定）再用“电容平衡”调节。 4将“标测”转换开关搬到“标”

16、方向，观察输出表（上表）是否指“0” ，如果略不指“0”可调节“基 0 调节”使输出为“0” 。然后将“输出”转换开关从“平衡 10”搬到“输出 12”，在输出插孔接上 12 负载，用“标定”开关给出200 微应变的标准信号，输出电流表应指25mA,（输出开关在“测量 12”输出负载 120 时，输出电流表50mA） ， （输出开关在“测量 12”输出负载 120 时，输出电流50mA满刻度） ，如果水在25mA。可调节“灵敏度”电位器，使表指针在25mA,这时放大器的灵敏度已调节到额定灵敏度（不在额定灵敏度使用时， “标定”信号同样是准确的，因而也可按 Sc16 型示波器上波形的大小满足要求

17、调调节“灵敏度”电位器） ，如无 12 输出负载电阻，则可将“输出”开关置“平衡 10”，观察输出表，使输出为“0” ，然后用“标定”开关给出30 微应变的标准信号，输出电表应指7.5mA,或调节灵敏度电位器使输出表到7.5mA，此时即调到了额定灵敏度。5将“标测”转换开关搬到“测” ，再检查一次平衡，如有不平衡则再次调到平衡。6同样将其余五个通道调到平衡手额定灵敏度（或需要的灵敏度） 。7预热 30 分钟后，再检查一次平衡。8将“衰减”开关放到和额定的被测应变信号相适应的位置上（“衰减”开关在“2”时为100 微应变被测信号）即可开始使用。9按 SC16 型示波器使用说明书将示波器调整好待用

18、。（三）仪器的使用1确认仪器已经平衡后，将“输出”开关搬到一边，放到“测量 12”或“测量 16”等位置。这要由使用的振子来决定（“输出”开关的“测量”边 12，16，20，2 分别 FC6-5000,FC6-2500,FC6-1200 和 FC2-5000 四种振子的标称内阻的 值 ， “输出”开关位置应放在和选用的振子的位置） 。10打开 Sc16 型示波器的振子开关，观察毛玻璃上的光点位置，不应移动，否则证明电桥还不平衡，应重新调整到平衡（一般只需使用“电阻平衡” ）。2标定：“标定”信号是测量的标准尺度，在不同的衰减档，施加相应的“标定”信号 以便衡量被测应变信号的大小。将“标测”开关

19、搬向“标”“标定”开关给出相应的标准应变，观察万用表毫伏档指针的变化，在应变仪额定灵敏度已调好的情况下， ，希望在可能的条件下尽量大，以提高测量精度。如果不够理想，可允许再次调节“增益”开关或“灵敏度”电位器，直到满意为止.。但这时需重新检查平衡。3测量：测量时，在试件加载时，这时预调平衡指示表的表针离开“0”点，说明已有信号通过放大器，注意“标测”转换开关的位置应常搬向“测”的一边。记录被测信号。4衰减器的使用一般在使用前对所测信号的大小已有所估计，将“衰减”放到相应的测量范围上。如果由于估计不足，或其他特殊情况而使信号大小以致看不清楚，或太大而超过范围，可以在测量时转动“衰减”开关改变测量

20、范围，从而得到大小适当的波形。但如果在工作过程中转动了“衰减”开关，一般需要重新作相应的标定。如果测量时间不允许再作“标定” ，也可以用原标定信号作准备。或在测量完后再作标定。 （图 1）即为工作中衰减的示波图，因而测量前对信号大小的估计是很重要的。5“紧急”标定由于应变测量时间一般不长，多在测量前和测量后进行标定，但遇有特殊情况时，也可能需要在测量过程中进行“标定” ，这也是允许的，操作方法同上，但动作要尽量快。如果测量时间间隔较长（例如达半小时以上） ，可将 DY-3 型电源供给器的“高压开关”关掉， “电源开关”不关，待测量前 10 分钟左右再打开“高压开关” 。（四）注意事项负阻抗匹配

21、Y6D-3A 应变仪选用了四种不同的振子负载，通过“输出”开关的选择，可配用的内阻分别为 12、16、20、2 的四种振子。输出开关“测量”边的“12” 、 “16”、 “20”三个位置，是配合 Sc16 示波器的，使内阻分别为 12、16、20 的 FC-5000、Fc6-2500、Fc6-1200的三种振子都可得到最佳匹配。位置“2”是配合 SC1 型示波器的。振子内阻有微小差别并不影响使用，如果使用了频率不太高，只要振子内阻接近就可以了实验四、 数字式应变仪的采集实验一、实验目的：1.了解数字应变仪的性能2.熟悉测试系统的组装和调试3.掌握数字应变仪使用和操作二、实验内容：1.等强度梁应

22、变片阻值的测量。112.应变片、电桥合、数字应变仪、计算机组桥接线。3.数字应变仪软件的应用。三、实验仪器：1.数字应变仪；2.等强度梁及砝码（编号） ；3.数字万用表；4.计算机；5.打印机四、实验步骤：1.熟悉所使用实验仪器的名称、型号、技术参数。2.用数字万用表，调整到 200 欧姆档，测量等强度梁接线板上各应变片的电阻值，选阻值接近的应变片，组桥。3.将组好桥的应变片连接到电桥合上，再把数字应变仪和计算机连接好。4.打开计算机，在桌面上点击“VibSYS”图标；5.菜单栏点击“采集信号” ，调出下拉菜单；6.点击“动、静态采集” ，进入参数设置；7.设置中，K=2.0，量程选 5000

23、，点击“滤波 ”后，滤去 20Hz， “确定”，在点击“设置到仪器” （出现继电器粘合声） ；8.在工作窗下方的菜单选择“仪器校准”的“不校准” ；并“存校准值” ；9.点击静态作业“手动采集” ，读数检查是否接近零，可以先“清零” 。再依次加载、卸载（此为作图数据，检查应变输出是否线性，如有零漂移说明应变片需重贴） ；10.点击动态作业“动态采集” ，先“设置参数” ，采集频率 为 1000Hz，采集时间为 40 60 秒，启动 “开始示波” ；11.关闭不用的曲线，对应变梁加压，检查曲线有否变化。当前曲线非零时，可以先“清零” ， 再重新“开始示波”12.开启“开始记录” ，正式加载、卸载

24、砝码，完成后“停止” ；13.点击“打开数据文件”进行“转换文件格式” ，退出；14.进入“时域绘图” ，打开前面存盘文件（.TIM）,点击“显示图形” ，出现全部采集数据。用光标匡住所需曲线（任意短时间和上下幅度） ，点击“编辑” ，“剪切为 BMP 格式” 。调出任一 word 文档。进行粘贴，调整大小。存盘打印。15.分析功率谱，自相关等数学分析。五、实验报告要求：1.实验过程：2.实验数据作图：3.实验结果分析：实验五、压力传感器的标定一 实验目的掌握压力传感器的标定和绘制标定曲线二 实验内容1.掌握压力传感器直流稳压电源数字万用表测试系统的组联和仪器的操作技能；122.熟悉液压万能试

25、验机的操作规程；3.标定压力传感器；4.整理数据后绘制标定曲线，求出标定系数。三 实验用仪器设备1. 拉压力传感器；2.数字万用表 1、数字万用表 2；3.直流稳压电源；4. 600 千牛顿液压万能试验机四 实验步骤1.用万用表欧姆档表检查压力传感器的性能和阻值；2.画出全桥图，标注好阻值，计算 R 的值。3.把压力传感器放到材力机上，按图中的标注，将压力传感器、直流稳压电源、数字万用表连接好，通上电源。记录初始原点数值。4.将液压万能试验机电源开关打开，调整好指针。5.然后慢慢加载到压力传感器的额定负荷，即额定容量的 120负荷三次，以减小滞后的影响；6.正式标定开始：将传感器额定载荷分成若

26、干梯度，按此负荷梯度分级逐级加载和卸载，记录此加、卸载的毫伏值，如此重复三次；7.将试验数据填入自己绘制的表中。五 实验报告要求1.设备的名称、型号、技术参数；2.叙述传感器的标定方法，画出设备联接示意图；3.将试验数据加工整理后填入下表中： 表： 试验数据表P1KN P2KN P3KN P4KN P5KN P6KN毫伏值 PKN次数 加 卸 加 卸 加 卸 加 卸 加 卸 加 卸123平均K=T/mm4.根据上表数据，用方格纸绘出标定曲线：横坐标为 P(载荷) ，纵坐标为H， （毫伏值)。5.对标定中出现的问题和标定结果进行分析。实验六、轧制压力和轧制力矩的测量 （综合性）一、实验目的1 初

27、步掌握轧制压力和轧制力矩的测定方法；2 熟悉现场测试仪器的性能、连接、调试和操作技能。3 荷重传感器的标定和绘制标定曲线二、实验原理轧制力矩13弹性元件 应变片 电桥电路 放大 记录-（）- R- U-I-S 机械转换器 （传感器） 数字应变仪 计算机 打印机三、实验用仪器设备轧机： 1.轧机：170250 二辊轧机2.600 千牛顿液压万能试验机3.荷重传感器 BHR4（50T）型4.扭矩转换装置和集流装置5.数字式应变仪6.轧机测试仪 1000KN/60mm7.计算机、打印机8.数字万用表9.量具：游标卡尺10.铅板、钢板、铜板四、知识点：设备仪器、 扭矩、 轧制力、 辊缝五、实验步骤：1

28、.熟悉本实验所用仪器设备：名称、型号、技术参数。2.仪器设备的用途、所放位置、它们之间的连接。3.准备毛坯料，测量好尺寸填入下表：一号样 二号样 三号样长 L 宽 B 高 H 长 L 宽 B 高 H 长 L 宽 B 高 H12314平均4.按照坯料的高度 H，调整轧辊的辊缝。5.将轧件进行试轧，确定最后的尺寸。6.然后按照 10%、20%、30% 的压下率，进行计算，确定每道次轧辊的辊缝。7.将轧制后的试件，进行精确的测量。8.记录每道次轧制过程中的轧制压力、轧制力矩等参数。9.对实验中的数据进行处理，绘制压下率与轧制压力、轧制力矩的曲线图。10.结束后，收拾好场地，关好电源。六.实验报告要求

29、1.用框图画出该实验的测试系统；2.叙述实验的操作过程，要求有步骤、有数据；3.对本次测试，你有哪些说明和补充（包括实验步骤） ；4.写一份较完整的测试报告。轧机技术参数：电动机：30KW （西） 40 KW（东）皮带减速：减速箱 齿轮箱万向接轴轧辊：170250 电动压下：二级蜗轮蜗杆传动减速螺距：4mm控制面板说明151.电流表 2.电压表 3.红指示灯 4.绿指示灯 5.轧机起动开关（正转） 6. 轧机起动开关（反转） 7.轧机停止转动开关 8.北轧辊上调按钮 9.轧辊同步上调按钮 10.南轧辊上调按钮 11. 南轧辊下调按钮 12. 轧辊同步下调按钮 13.北轧辊下调按钮 14.15.

30、点动按钮实验七、三相异步电动机有功功率的测量一、实验目的1.加深理解两表法测量三相电动机有功功率的方法；2.熟悉三相有功功率变送器的功能与使用。二、原理接线图（附图甲和附图乙）三、实验用仪器设备1.170250mm 二辊轧机主电机；2.电流互感器、电压互感器；3.三相有功功率变送器；4. 交流电流变送器、交流电压变送器5.功率表 1、功率表 26. 控制柜。四、实验步骤：1.熟悉实验所用的仪器设备,记录所有仪器设备的名称、型号、技术参数；2.打开后盖，按接线图有步骤有条理的,熟悉实验所用的仪器设备的位置；3.检查接线：看有无松动的地方，无误后，调整功率表档；4.然后起动被测电机试运转，看是否一

31、切正常；5.准备试样：将浇铸好的铅坯料三块，分别测量其长、宽、高；6.以最小高度的铅坯料定轧辊的辊缝；7.试测：轧机按一定的压下量轧制一两道次的试样，边轧边看功率表并记录功率数，然后测量轧后试样的尺寸，此时试样的断面尺寸应一定；8.正式测量：将断面尺寸一定的试样排序；把轧辊的辊缝在原辊缝的基础上，下调 2mm，进行轧制试样 1，记录好功率数；再将轧辊的辊缝下调 2mm，进行轧制试样 2，记录好功率数；然后再将轧辊的辊缝下调 2mm，进行轧制试样3，同时记录好功率。此时把轧制后的试样进行测量，并关注截面尺寸的变化；169.将轧辊的辊缝再下调 2mm，并固定不变；上述轧制后的试样尺寸都不同，因此，

32、三块试样，依次轧制，记录好功率数；测量好轧后试样的尺寸10整理好原始数据，填入自己设计的表格中；11断开总电源；12清理好场地，收拾好工具。五、实验报告要求：1.实验过程概述；画出原理接线图；2.实验资料：如轧制件的材质，截面尺寸，截面形状，环境温度，轧机情况以及仪器表使用状态等。3.实验数据的处理，画出轧辊的辊缝变化与功率的关系图、及试样的断面尺寸与功率的关系图4.实验结果讨论（包括误差分析，改进建议等） 。主要参考书：（1）郑申白. 现代轧制工艺参数检测与信号分析. 北京：冶金工业出版社，2005.4（2）黎景全. 轧制工艺参数测试技术. 北京：冶金工业出版社，1984.11（3）金兹伯格

33、. 高精度板带材轧制理论与实践. 北京：冶金工业出版社，2000.9材料成型与控制综合实验实验八、 最大咬入角及摩擦系数的确定一 实验目的1 通过实验验证各种摩擦条件（一般、润滑）对咬入角的影响，确定在这二种摩擦条件下的开始最大咬入角 max 和稳定轧制时最大咬入角 /max ，并分析 max 和 /max 之间的关系。2 求出二种轧制条件下的摩擦系数 f 值的大小。二 基本原理在轧制工艺中，轧制过程能否开始进行的第一个关键环节是工件的咬入。对不同尺寸的原料，制定不同的工艺参数和轧制条件，以便生产合格的产品。所以讨论咬入条件，并用实验验证咬入过程的影响因素，分析这些影响因素的作用和机理是轧钢工

34、作者必须解决的问题。17不能咬入 临界状态 能够咬入 图 8-1 辊缝和轧件尺寸共同决定的咬入条件咬入角可以用下式计算：DhH1cos式中： 咬入角 ；H 轧件轧前厚度 mm ；h 轧件轧后厚度 mm ；D 轧辊直径 mm ； 压下量 mm 。如图所示，轧件所受到的正压力，摩擦力和轧辊运动产生的附加作用力的合力 R 方向与正压力 P 之间的夹角 ，才可以满足咬入条件。三 实验设备、使用工具、及试样 ：1 设备： 170250 二辊轧机 ；2 工具：游标卡尺、外卡钳、锉刀 ；3 试样：浇铸成楔型的铅试样，见图 ；4 辅助材料：润滑油、棉纱、汽油、滑石粉图：8-2 预先浇注成型的铅试样尺寸四 实验

35、方法与步骤：1 将铸好成型的铅试样端部，用锉刀修正平直，再用游标卡尺测量其原始厚度 H，测量三次，取平均值，记入表中。2 根据摩擦条件的不同，可采用轧辊在一般状态和涂润滑油两种摩擦条件。测量开始咬入的最大角 max 及确定各条件对 max 的影响。3 实验时，首先熟悉轧机的操作规程，然后再动手操作。4 先做一般状态的后做涂润滑油的。5 具体操作：先将轧辊用蘸有汽油的棉纱擦洗干净，再用滑石粉再擦一边辊面，然后将辊逢调整到 2mm 左右，把铅试样放在进料台上，开动轧机，用木棍将试样慢慢推向轧辊。此时不能咬入，将轧辊抬高，直到轧辊将轧件咬入为止。咬入后，试件厚度随轧件前进而不断地增加，当增加到一定厚

36、度时轧件被卡在轧辊之间，发生打滑现象，此时立即停车，抬高轧辊，取出轧件，测量轧后的尺寸：h、H 1 、D 。186 然后在轧辊上涂少许润滑油，重复上述的操作。结束后将所测量数据添人表中。7 按公式求 /max ， /max = arccos（1 ） 。Dh8 按 和 求出各轧制条件下的摩擦系数： 。tgf五 实验报告要求：1 实验数据记录到下表 18-1表 18-1 实验数据记录表试件号材质 实验条件HmmHmmhmm Cos max maxH 1mmh 1mm Cos/ max /max122 通过实验数据讨论各种摩擦条件对咬入角的影响3 分析 之间的变化原因及可能波动的范围。 （ 1.51

37、.9）max/n n实验九、 轧制时前、后滑值的测定一 实验原理和目的：用实验验证轧制时前、后滑现象的存在，并测定其数值的大小，分析在不同条件（摩擦条件、轧件厚度、相对压下量）对前后滑的影响。并绘制在轧制过程中，轧辊表面一般状态和加润滑两种状态下，h = 常数时，压下率对前滑的影响曲线。图：9-1轧件在轧制时，高度方向受压下的金属一部分流向纵向，使轧件伸长；另一部分流向横向，使轧件展宽。一般情况是轧件进入轧辊的速度 （见图HV9-2） 小于轧辊在该点处的线速度 的水平分量 V COS，这种现象叫后滑；而轧件的出口速度 大于轧辊在该点处的线速度 ，即 ，这种现象叫前hVA滑。前滑值按下式计算：%

38、10Sh19式中： 前滑值；hS 轧件出口速度 mm/s；V 轧辊圆周线速度 mm/s。本实验采用刻痕法计算前滑，如图 9-2 所示：图 ：9-2前滑可以用长度表示，即 Vt = L则： HhhLtVS式中： 轧件表面留痕长度 mm；轧辊表面刻痕长度（100 mm） 。HL若用 E Fink （芬克）前滑公式（简化的）计算前滑，则：或 )1(2hDShRhS2式中： 中性角 ；)1( 咬入角()； 摩擦角（可根据咬入实验所得数据） ； 轧辊直径 mm；D 轧件轧后的厚度 mm。h二 实验方法和步骤：1 测量在轧辊表面上的刻度距离 L=100mm，将四块试料分成两组，一组用于轧辊一般表面状态，另

39、一组用于轧辊表面涂油状态，并测其厚度 H，作出标号。2 必须在轧辊的位置上轧制，为确保 h = 常数和便于调整，每一条试料在轧制前必须先进行试轧、试轧过程中，将试料轻轻压过，测其厚度为 H，标记好压下位置，并定出每道次 h = 常数的压下量，然后正式实验。每轧一道后，测其压痕之间的距离 值和轧后的厚度 h ，每块试料轧制 45 道，测取hL数值填入下表 19-1。20表：1 实验数据表1 2 3 4 5轧辊表面状 态 试料号 h1L1h2L2h3L3h4L4h5L51一般状态23润滑状态4三 试验用设备及工具：1 170250 二辊实验轧机。2 游标卡尺，钢板尺，外卡钳。3 润滑油、棉纱等。四

40、 注意事项：1. 操作前，要检查轧机状态是否正常。2. 每块试件前端（喂入端）形状应正确，各面保持 90角，无毛刺，不弯曲。3. 对短试料喂入时，须用木板轻轻推人。4. 做润滑实验时，应在轧辊表面少涂一层润滑油，实验后应用棉纱、汽油将辊面擦净，切不可在开车时用手拿棉纱擦。五 实验报告要求：1 绘出（图：1）两种状态下（一般、润滑） ，当压下率 h = 常数时，压下率 hH 对前滑的关系曲线；2 取某一状态下的一个数据，根据 FinK 公式计算其前滑值 Sh 。并分析讨论实测值与理论计算值之差异及其产生原因。实验十、 中厚板的轧制方法对钢板形状的影响一 实验原理和目的：在板材轧制过程中，轧制方法

41、对板材的通过实验了解中厚板不同的轧制方法对钢板的外型尺寸的影响。我们为了提高金属收得率，希望轧出的钢板形呈矩形，以减少切边损失。通过实验，采用不同的轧制方法，可得不同形状的钢板。二 实验内容1 采用综合轧制法（横轧纵轧法） ，了解轧后钢板的外型尺寸与切边损失的关系。2 应用横轧法，确定轧后钢板的外型尺寸与切边损失的关系。3 应用角轧法，确定轧后钢板的外型尺寸与切边损失的关系。三 实验设备与材料1 设备：170250 二辊板带轧机板带轧机轧辊材料： 锻钢 轧辊直径 170 mm轧辊转速 每分钟 33 转 21压下螺丝螺距 h = 4 mm2 原料：蜡泥：尺寸：长 L（120mm）宽 B（60mm

42、）高 H（25mm）三块。滑石粉，用于润滑，防止粘辊。四 实验要求：1 在实验前要详细按实验指导书的操作要求去做。2 要聚精会神地完成实验，认真、谨慎、一丝不苟，测量尺寸要精确，要掌握游标卡尺的应用。3 注意安全，要互相配合，特别是对轧机的启动要由专人负责，送料要注意安全，听从实验指导教师安排。4 实验后要认真写实验报告和完成思考题。五 实验步骤：1 检查轧机各部分是否完好，安全，传动系统，压下系统是否正常，导卫装置是否牢靠；2 准确测量坯料尺寸，填入表中坯 料原始尺寸 坯料 1 坯料 2 坯料 3厚度 mm宽度 mm长度 mm对角线长 mm3 计算其中一块，当宽等于长时，其厚度值； 4 调整

43、轧机，使轧辊辊缝调整到计算的数据（可用内卡尺测量辊缝） ，要求两侧压下螺丝同时压下；5 将试件均匀涂上滑石粉，以防止粘辊；6 启动轧机，将第一块料和第二块料横轧展宽至 120mm 左右（当轧辊辊缝为计算的数据时，达不到所需宽度，可以继续调整轧辊辊缝进行轧制） ；7 保持这时轧辊辊缝不变，将第三块料进行角轧（ 试料的宽面与水平方向成 = 45角） ，然后计算总压下率为多少；8 调整轧辊，使压下率等于以前的总压下率，将第一块坯料按综合轧制法轧制，第二块坯料按横轧法轧制，第三块坯料调换对角线用角轧法进行轧制（ = 45） ；9 轧后，认真测量轧件的尺寸，填入表中。测量时要注意，游标卡尺的正确使用，小

44、心测量以免增大误差；10 将轧后的轧件，用钢板尺画出最大的内接矩形，测量好尺寸填入表 10-1中。表 10-1 实验数据表22尺 坯 料寸 坯料 1 坯料 2 坯料 3轧制方法轧后试件厚度 h mm轧后试件宽度 b mm轧后试件长 L 1 mm对角线长 mm内接 宽 B / mm矩形 长 L / mm高 H / mm切边损失%注：测量轧后轧件尺寸时，宽度 b 测量：头部、中部、尾部，然后取平均值。长度 L 1 测量：边部、中部长度后取平均值。切边损失按下式计算：切边损失= %10)()(/LBH六 实验报告要求：1.实验内容、目的；2.实验所用设备名称、型号、技术参数及材料；3.实验步骤、测量

45、数据要全；4.实验结果、要求画出简图来说明；5.整理实验数据，对实验结果进行分析。实验十一、 延伸孔型系统孔型的调整 一、实验目的：延伸孔型系统有很多种，常见的有箱形孔型系统、菱-方孔型系统、菱-菱孔型系统、椭圆- 方孔型系统、六角-方孔型系统、椭圆-立椭圆孔型系统、椭圆-圆孔型系统等。通过调整孔型，消除轧制缺陷，获得正确方形轧件。在课堂理论学习的基础上，进一步了解延伸孔型系统的特点，并掌握其变化规律及设计与调整的关系。二、实验材料及设备条件：在辊径 = 100120mm 的铸钢材质轧辊上，用滑石粉做润滑剂，轧制塑泥轧件。辊转数 n=38 转/分，压下螺丝螺距 L=2 毫米。量具采用游标卡尺和

46、钢板尺。三、孔型尺寸：23图 11-1： 椭圆- 方孔型系统图图 11-2： 椭圆- 方、椭圆-圆孔型系统四、实验内容：1制做边长 A=18mm，长度 L=100mm 的塑泥试样六条备用。2用边长 A=18mm 试样在椭圆 方孔型系统中进行轧制，通过调整椭圆孔型高度轧制出 a1=13mm 和 a2=10mm 之正确方形轧件。3制后，测量轧件尺寸，计算各孔型的宽展系数 。= b/ h。其中 b 为轧件宽度增量； h 为轧件高度增量， 为宽展系数。五、实验步骤：241首先用铸好的塑泥方板坯在 170250mm 的轧机上轧制成厚 20mm 的板坯，然后再将板坯切成边长 A=20mm 的方。2将切成边

47、长 A=20mm 的方，放到孔型轧辊第一道方孔中轧制成边长A=18mm 的方。制做中要注意辊缝的调整。3一切前期工作就绪后，制取边长 A=18mm 的方，长度 L=100mm 塑泥六条备用。4第一次轧制在辊缝 S=3mm 条件下进行，每轧一道后测量轧件尺寸，并观察方孔型轧件充满的情况。如果在方孔型中得不到正确几何形状方轧件（出耳子或欠充满）此时应进行第二次试验。即调整椭圆孔型的高度（辊缝S3mm） ，用调整后的椭圆轧件，再在方孔型（S=3mm）中进行轧制，直至得到正确方形轧件和圆形轧件为止。5每次轧制后的轧件，要求详细测量尺寸，并画出轧件的图形。六、注意事项：1喂入蜡泥时，应注意安全，防止手被

48、轧辊轧伤！2用卡尺测量尺寸时，力量要轻，防止用力过大，轧件变形，使得测量数据不准确。3轧制前后都要留出备用试样。以防止调整辊缝的过程中没有试样。七、实验报告要求：1要求详细的写出实验过程，对实验中出现的缺陷要进行分析。2计算孔型正常充满时各道次轧件的宽展系数和延伸系数。3填写实验数据表，对结果进行分析和讨论。实 验 数 据 表实验十二、 二辊斜轧穿孔时产生的附加变形一 基本原理：无缝钢管生产过程中的基本工序之一是采用斜轧穿孔。斜轧穿孔时管坯的变形可以分为两种，一种是基本变形，又称有用变形。同时还存着附加变形，因为这种附加变形对管坯穿孔的成形是有害的，所以应当尽量减小。本实验是通过二辊斜轧机，穿制蜡泥试件，来观察附加变形，并通过测量，来掌握附加变形的形成规律和表示方法通过实验验证，在二辊斜轧穿孔过程中，管坯除了产生基本变形之外，还要产生附加变形；二辊斜孔穿孔在一定条件下产生孔腔。通过实验观察孔腔的形成。二 实验目的251 了解二辊斜轧穿孔时坯料中孔腔的形成。2 了解二辊斜轧穿孔过程的附加变形产生的规律，包括：扭转变形；纵向剪切变