[0004] 为了进一步提高轧制板带的板带质量，精确测量稳定轧制时轧制界面的摩擦系数，本发明提供了一种基于前滑法的轧机轧制界面摩擦系数测量装置，本发明装置结构简单合理，易于拆卸，技术原理可行，测量结果精确。
[0005] 为了达到上述目的，本发明所采取的具体技术方案为：
[0006] 基于前滑法的轧机轧制界面摩擦系数测量装置，其包括机架，机架上依次设置前张力角调节机构、前张力辊承受压力测量机构、前板厚测量机构、前滑值测量机构、后板厚测量机构、后张力辊承受压力测量机构以及后张力角调节机构，前张力角调节机构与后张力角调节机构结构相同，用于调节张力角；前张力辊承受压力测量机构与后张力辊承受压力测量机构结构相同，用于测量轧制时张力辊承受压力的大小；前板厚测量机构与后板厚测量机构结构相同，用于测量轧制板带的厚度；前滑值测量机构用于测量前滑值。
[0007] 本发明中，前滑值测量机构能够测量前滑值的大小，板厚测量机构能够实时测量轧制板带的厚度，前后张力测量机构包括张力角调节机构和张力辊承受压力测量机构，能够实时调节张力角以及测量轧制时张力辊承受压力的大小，经计算处理后就可以得到轧制过程中前后张力的大小，将测得的板带厚度值、前后张力值、前滑值经数据处理机构处理，可得到稳定轧制时轧制界面的摩擦系数。
[0008] 优选的，所述的机架由平行布设的七个方形框架组成，七个方形框架依次安装所述的前张力角调节机构、前张力辊承受压力测量机构、前板厚测量机构、前滑值测量机构、后板厚测量机构、后张力辊承受压力测量机构、后张力角调节机构。
[0009] 优选的，所述的前张力角调节机构包括导向辊、底座、液压机构，导向辊滚动式地安装于机架的第一方形框架，第一方形框架的下方设有所述的底座，底座之上设有所述的液压机构，液压机构的上端顶于所述的第一方形框架的底面，通过液压机构使得导向辊上下移动。通过液压机构使得导向辊上下移动调节张力角α的大小。
[0010] 优选的，张力辊承受压力测量机构共有2组，分别位于板厚测量机构的前后，位于板厚测量机构之前的为前张力辊承受压力测量机构，用来检测轧制前的压力Q左和Q右的大小，位于板厚测量机构之后的为后张力辊承受压力测量机构，用来测量轧制后的压力Q左和Q右的大小。
[0011] 优选的，所述的前张力辊承受压力测量机构包括张力辊、轴承、轴承座、传力杆、张力传感器，张力辊的两端分别通过轴承及轴承座安装于机架的第二方形框架，第二方形框架的两侧各设置张力传感器，张力传感器处于轴承座下方，两者间顶压传力杆。传力杆共有2个，分别位于左右轴承座之下，传力杆的一端抵在轴承座上，另一端抵在张力传感器上；张力传感器测得的分别为左右两端的压力Q左和Q右。
[0012] 优选的，板厚测量机构有2组，分别位于工作辊的前后，位于工作辊之前的检测机构用来检测板带的初始厚度，位于工作辊之后的机构用于检测轧制后板带的厚度，每组设有数对板厚测量机构，等距固设在机架上，每对板厚测量机构分别固设在机架的上下侧，并且一一正对。
[0013] 优选的，所述的前板厚测量机构设置于机架的第三框架，共有数对，每对上下相对应。
[0014] 优选的，所述的前板厚测量机构包括滚珠、柱塞、检测套筒、隔热套、密封活塞、密封圈、气体单向阀、气压传感器、密封垫片；所述检测套筒的上部呈锥形，下部呈柱形，下部的底边开有一通孔并设有一气体单向阀，下部内壁上下活动式配合密封活塞，密封活塞与下部内壁间还设有密封圈；密封活塞的上表面连接柱塞，柱塞的上部活动式地伸出上部的上端，且柱塞的顶部形成凹槽，滚珠置入凹槽且部分凸出于凹槽；所述的气压传感器固设在检测套筒的内底部。
[0015] 通过气体单向阀向检测套筒内通入压强为P0，体积为V0的气体；气压传感器固设在检测套筒的底部，实时检测密封活塞以下区域的气体压强变化。初始时，上下检测机构由于气压的作用分别抵在板带上，板带厚度发生变化时，就会推动柱塞上下移动，导致气压传感器检测到的气压压强发生改变，由于检测套筒底面积S0已知，根据P0V0＝P1V1、V0＝S0h0、V1＝S0h1，就可以得到板带的初始厚度h0以及轧制厚的厚度h1。
[0016] 作为优选，所述的板厚测量机构与前滑值测量机构在横向上相互错开。
[0017] 优选的，所述检测套筒的下部外壁外套隔热套，隔热套与检测套筒下部的外底面间垫入密封垫片。
[0018] 优选的，所述机架的第四框架安装有上工作辊、下工作辊，上工作辊、下工作辊上下相对应且滚动式地安装于第四框架。
[0019] 优选的，所述的上工作辊开有两组盲孔，每组各有四个盲孔，两组盲孔相隔90度，每个盲孔设置所述的前滑值测量机构，用于测量稳定轧制时轧制界面的前滑值。所述的前滑值测量机构包括柱形套筒、端盖、外测量腔、挡板、混合染料、回位弹簧、内测量腔、轻质弹簧、液体单向流通阀、固定板；柱形套筒的上部呈开口状，开口处安装端盖，端盖的中部开设通孔；挡板共有两块，挡板的中部开有通孔，便于润滑油与有色染料组成的混合染料的流过；外部挡板与外测量腔的底面连接且与柱形套筒的内壁密封且活动式配合；外部挡板与柱形套筒的底部之间灌入混合染料，且设置回位弹簧，回位弹簧的一端抵于外部挡板的下表面，另一端抵于柱形套筒的内底面；该回位弹簧一方面可以防止轧制力过大时外部挡板与柱形套筒相碰撞，造成机构损坏，另一方面等测量过程结束后，使得外部挡板回到初始原来的位置，并且可以根据轧制力的大小更换不同强度的回位弹簧；外测量腔的上部呈锥形，下部呈柱形，上部顶端呈通孔状且上部能伸出端盖的中部通孔且伸出上工作辊的盲孔；内部挡板位于外测量腔的内部，与外测量腔的内壁密封且活动式配合；内测量腔处于外测量腔内部，上部呈锥形，下部呈柱形；内部挡板与内测量腔底端连接；内部挡板与外部挡板之间设置轻质弹簧，轻质弹簧的一端顶在内部挡板下表面，另一端顶在外部挡板上表面；该轻质弹簧用来保证工作过程结束后，内部挡板回到初始位置；固定板固设于内测量腔上下部过渡处，中间开有通孔，并在通孔处设置一液体单向流通阀。工作辊旋转时，在轧制力的作用下，外测量腔向下移动挤压混合染料，混合染料一部分推动内部挡板向上移动，另一部分进入内部测量腔，再通过单向阀，在板带上打上标记点。
[0020] 优选的，所述挡板的周侧套有橡胶套。该橡胶套用来加强密封效果，防止混合染料流出。
[0021] 作为优选，已知张力角α的大小、轧制前张力辊承受的压力Q左和Q右以及轧制后张力辊承受的压力Q左和Q右的大小，根据 就可以测得前张力T1和后张力T0的大小。
[0022] 数据处理机构包括数据输入端口、D/A转换器、计算机，采集板带初始板厚及轧后板厚、前后张力及将轧制后相邻标记点间距离输入就可以计算出稳定轧制时轧制界面摩擦系数的大小。
[0023] 利用所述装置进行摩擦系数计算的方法为：
[0024] 当板带通过前张力角调节机构及前张力辊承受压力测量机构时，由于导向辊可上下移动，可得到一准确张力角α，同时前张力辊承受压力测量机构中的左右张力传感器可以测量出轧制前压力Q左和Q右。通过 可以计算出前张力T1的大小。同理可以计算出轧制后张力T0的大小。
[0025] 当板带经过板厚测量机构时，位于工作辊前的机构测量出初始板带的厚度h0，位于工作辊后面的机构测量轧制后板带的厚度h1，进而可以由公式 计算出咬入角β的大小，其中D为轧辊的直径。
[0026] 当板带经过上下工作辊时，由于上工作辊上有2组前滑值测量机构，两者相隔90度，则两者相隔距离为 其中R为轧辊半径，轧制后的板带上也有2组标记点，每组4个，分别测量两组中相对应标记点的距离为l21、l22、l23、l24，则 可以计算出前滑值 进而可以由公式 计算出中性角γ的大小。
[0027] 当前张力T1、后张力T0、咬入角β及中性角γ已知时，可以由公式计算出摩擦角θ的大小，进而由μ＝tanθ可以计算出稳定轧制时轧制界面摩擦系数μ的大小，其中B0为轧制前板带的宽度，p为平均单位压力，p＝1.155K,K为材料变形抗力，与所选材料有关。
[0028] 本发明所具有的有益效果：
[0029] (1)本发明采用前滑法测量稳定轧制时轧制界面摩擦系数，原理简单，而且与实际相符和，不破坏轧制过程。
[0030] (2)本发明采用前滑值测量机构及板厚测量机构设计多组，计算时取平均值计算，可以很好的保证测量结果的准确性。
[0031] (3)本发明结构简单紧凑，易于拆卸，方便维修维护。
