一种橡胶辊模拟试验机的制作方法

本实用新型属于机械设备技术领域，更具体地说，涉及一种橡胶辊模拟试验机。

背景技术：

随着钢厂质量的提高，对胶辊的质量要求也在同步提高，挤干辊由此前的使用周期为2-3个月，调整为现在的使用周期为4到5个月甚至6个月，在寿命内不允许胶辊出现跳动，甚至脱胶现象，而影响钢带质量和钢厂生产效率，因此，橡胶的品质以及胶辊的品质(辊芯与橡胶粘结)则显得非常重要。

针对上述问题，现有技术中公开了相应的模拟试验机，以模拟橡胶辊的工作状态，如专利申请号2015103076632，申请日2015年6月8日，发明创造名称为一种橡胶辊模拟试验机，该装置包括机架，机架的中间板上设有自由转动的钢辊，钢辊通过机架底板上的电机驱动，在顶板与中间板之间设有导轨，导轨上设有升降装置，升降装置通过顶板上的液压油缸驱动，橡胶辊安装在升降装置上并可自由转动，通过液压油缸可使升降装置的上下移动，在橡胶辊辊面与钢辊辊面接触后通过钢辊的转动带动橡胶辊转动。该试验机结构合理、操作方便，能够准确模拟出橡胶辊的实际工况，为胶层配方的改进做出针对性指导。

但是，经过仔细分析发现，该专利公开的技术方案具有明显的局限性，主要表现在以下几方面：

(1)该专利的技术方案仅可以反映胶辊在没有介质的条件下完成的试验，而钢厂的胶辊，有相当一部分的胶辊，是在碱、酸等溶液介质中作业的，有无介质对胶辊胶层性能的影响是很大的；

(2)该专利的技术方案仅反映了挤干辊的完成试验，而钢厂的胶辊，根据工位的不同，分别有挤干辊、托辊、转向辊、压辊和沉没辊等，根据产线的不同，分别有不锈钢线、镀锡线、酸洗线和连退线等，根据胶辊结构的不同，分别有中高辊、刻槽辊、平辊等，对胶层性能的要求是有区别的；而该专利仅反映胶辊直接挤压试验，并不能反映输送钢带时摩擦、挤压、抗冲击等性能；

(3)该专利的技术方案试验动力采用电机通过皮带传送给胶辊，仅适用低速试验，在长期的高速试验过程中，不能保持动力传动的稳定性和均匀性，影响试验数据。

因此，虽然该专利的技术方案公开了橡胶辊模拟试验机，可以模拟橡胶辊在一定工作环境和介质下的工作状态，但是其不能充分反映各种生产线、工位和环境下的胶辊使用性能，不利于充分检验胶辊粘结及胶层性能可靠性，制约了胶辊多元化发展和胶辊橡胶材料技术进步。

综上所述，如何克服现有橡胶辊模拟试验机不能充分模拟胶辊工作环境导致其可靠性不高的不足，是现有技术中亟需解决的技术难题。

技术实现要素：

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型克服现有橡胶辊模拟试验机不能充分模拟橡胶辊工作环境所带来的可靠性不高的不足，提供一种橡胶辊模拟试验机，可以模拟钢厂产线胶辊输送钢带时所产生的摩擦力、应力和应变作业，以合理预测评估胶辊正常或异常摩擦时的胶层耐磨性、挤压变形性能及粘结性能。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种橡胶辊模拟试验机，包括机架本体，机架本体上设有辊体和钢带，辊体包括上下相对设置的下辊和上辊，下辊两侧设置收卷辊和开卷辊，钢带套装在收卷辊、开卷辊和下辊上；

下辊和上辊用于对磨钢带，收卷辊和开卷辊用于调节下辊和上辊对钢带的对磨角度，收卷辊、开卷辊、上辊安装在行程导轨上并通过升降机构驱动升降。

作为本实用新型更进一步的改进，下辊由变频电机驱动转动，机架本体上还设有注液容器和溶液回收装置，当下辊和上辊对磨钢带时，注液容器用于滴注对磨辊体。

作为本实用新型更进一步的改进，注液容器为自动计量控制系统。

作为本实用新型更进一步的改进，变频电机额定速度为50-1000rpm/min。

作为本实用新型更进一步的改进，收卷辊、开卷辊为胶辊，下辊、上辊为钢辊或胶辊。

作为本实用新型更进一步的改进，当下辊、上辊为钢辊时，通过电场或磁场对钢辊进行加热控温。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本实用新型的一种橡胶辊模拟试验机，设置的收卷辊、开卷辊、下辊和上辊相互配合，可以模拟钢厂产线胶辊输送钢带时所产生的摩擦力、应力和应变作业，以合理预测评估胶辊正常或异常摩擦时的胶层耐磨性、挤压变形性能及粘结性能。

(2)本实用新型的一种橡胶辊模拟试验机，通过变换不同材料或不同辊型的辊体，进行多次试验，可以模拟钢厂挤干辊、转向辊和压辊以及中高辊、刻槽辊和平辊等不同工位的胶辊连续或间断性作业，胶层抗挤压变形性能、耐磨性能及粘结性能。

(3)本实用新型的一橡胶辊模拟试验机，采用高性能变频电机，可变速或定速模拟不同产线的胶辊生产作业，检测胶层抗挤压变形性能、耐磨性能及粘结性能；且电机动力传动稳定，相对橡胶皮带传动，可有效降低能量损耗和噪音。

附图说明

图1为本实用新型的一橡胶模拟辊试验机的结构示意图；

图2为实施例1中收卷辊、开卷辊和下辊呈近似弧线分布的结构示意图；

图3为实施例3中收卷辊、开卷辊和下辊呈正三角形分布的结构示意图；

图4为实施例4中收卷辊、开卷辊和下辊呈倒三角形分布的结构示意图；

图5为实施例5中收卷辊、开卷辊和下辊呈不规则三角形分布的结构示意图。

附图标记：

1、收卷辊；2、开卷辊；3、下辊；4、上辊；5、钢带；6、升降机构；7、行程导轨；8、注液容器；9、驱动机构；10、溶液回收装置。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实用新型对本实用新型作详细描述。

现有的胶辊模拟试验机通常采用上下两根钢棍对磨钢带，只能测量一定条件下的胶辊使用性能，不能充分反映各种生产线、工位和环境下的胶辊使用性能，不利于充分检验胶辊粘结及胶层性能可靠性。

而在本实用新型中，通过在上下对磨辊两侧设置一组用于调节角度的收卷辊1和开卷辊2，并通过升降机构6驱动辊体升降，以控制钢带5与上下辊体之间的摩擦角度，可以充分模拟胶辊在不同条件下的工作状态，测量其使用性能，比如可以通过调节角度控制胶辊摩擦时切应力的方向和大小，通过调节上下辊体的挤压控制胶辊摩擦时所受正应力的大小，等等。

具体地，结合图1，本实用新型的一种橡胶辊模拟试验机，包括机架本体，机架本体上设有辊体和钢带5，辊体包括上下相对设置的下辊3和上辊4，下辊3两侧设置收卷辊1和开卷辊2，钢带5套装在收卷辊1、开卷辊2和下辊3上；下辊3和上辊4用于对磨钢带5，收卷辊1和开卷辊2用于调节下辊3和上辊4对钢带5的对磨角度，收卷辊1、开卷辊2、上辊4安装在行程导轨7上并通过升降机构6驱动升降。

本实用新型的橡胶辊模拟试验机，设置的收卷辊1、开卷辊2、下辊3和上辊4相互配合，可以模拟钢厂产线胶辊输送钢带时所产生的摩擦力、应力和应变作业，以合理预测评估胶辊正常摩擦时的胶层耐磨性、挤压变形性能及粘结性能，异常摩擦时的材料耐磨性、剪切撕裂性能及粘结性能。

具体在本实施例中，下辊3由变频电机9驱动转动，机架本体上还设有注液容器8和溶液回收装置10，当下辊3和上辊4对磨钢带5时，注液容器8用于滴注对磨辊体。采用高性能变频电机可变速或定速模拟不同产线的胶辊胶辊生产作业，检测胶层抗挤压变形性能、耐磨性能及粘结性能；动力传动稳定，相对橡胶皮带传动可有效降低能量损耗和噪音。

优选的，为了准确控制溶液滴注速度，本实用新型中注液容器8为自动计量控制系统。通过设置自动计量滴注系统，能够模拟胶辊在湿态和干态环境中的摩擦挤压性能。此外，本实用新型中变频电机9额定速度为50-1000rpm/min，可根据需要合理设置转速。

作为一种实施方式，本实用新型的一种橡胶辊模拟试验机，收卷辊1、开卷辊2为胶辊，下辊3、上辊4为钢辊或胶辊。进一步地，当下辊3、上辊4为钢辊时，通过电场或磁场对钢辊进行加热控温，通过对钢棍进行温度控制，可以充分模拟钢棍实际工作状态，有利于得到真实可靠的试验数据。

此外，本实实施例中还提供了一种橡胶辊模拟试验机试验方法，采用上述的模拟试验机进行试验，具体包括以下步骤：

a.调整收卷辊1、开卷辊2实施角度定位后将钢带5装配在收卷辊1、开卷辊2和下辊3上；

b.启动用于驱动下辊3转动的变频电机9，调整其速度为50-1000rpm/min；

c.调整下辊3和上辊4的位置使上辊4压在下辊3上，并调整下辊3和上辊4对钢带5的对磨压力；

d.定时检测各个辊面不同位置温度，记录时间与温度的关系；

e.不定时停机开机或连续开机停机，检查胶层外观和胶层硬度得到试验数据即完成橡胶辊的模拟试验。

作为一种实施方式，本实施例中在上辊4和下辊3对磨钢带5时，同时滴注溶液，溶液成分可以根据胶辊实际工作环境进行配比，以充分反映上下辊体在不同工作介质下对磨钢带5的状况，提高所获得数据的真实可靠性。

优选的，为了提高本实用新型模拟试验机的适应性，步骤a中收卷辊1和开卷辊2为托辊或转向辊；步骤c中上辊4为挤干辊上辊或压辊，下辊3为挤干辊下辊或转向辊。

进一步地，本实用新型步骤d中定时检测辊面不同位置温度时，每隔45-60min记录一次时间、温度和压力的关系，并记录胶层两端和胶层中间温度，查看胶层外观；最后分别记录停机或完成试验后的胶辊直径、硬度和外观。

为了模拟不同品中工作辊的工作状态，在步骤e试验结束后使上辊4上升后拆卸钢带5，清洁卫生后根据模拟环境需要更换不同品种的辊体，然后按照步骤a～步骤e重复试验，以建立不同材料或辊型的胶辊在不同产线、工位的试验数据。

因此，本实用新型的模拟试验机通过变换不同材料或不同辊型的辊体，进行多次试验，可以模拟钢厂挤干辊、转向辊和压辊以及中高辊、刻槽辊和平辊等不同工位的胶辊连续或间断性作业，胶层抗挤压变形性能，耐磨性能及粘结性能。

本实用新型的模拟试验机试验方法建立了不同材料的胶辊在不同产线和工位的试验数据，系统性的指导胶辊橡胶材料设计、研发和生产工艺达到最优组合，有效提高材料性能和胶层可靠性。

下面结合实施例1～5，给出采用本实用新型的模拟试验机进行模拟试验所记载的试验数据，以对本实用新型作详细描述，具体如下。

实施例1

本实施例的一种橡胶辊模拟试验机试验方法，根据表1设定试验机试验参数，并按照以下步骤进行：

a.调整收卷辊1、开卷辊2实施角度定位后将钢带5装配在收卷辊1、开卷辊2和下辊3上；钢带5表面凹凸不平整，收卷辊1、开卷辊2和下辊3近似成一条弧线，具体如图2所示；

b.启动用于驱动下辊3转动的变频电机9，调整其速度为300rpm/min；

c.调整下辊3和上辊4的位置使上辊4压在下辊3上，并调整下辊3和上辊4对钢带5的对磨压力为0.55mpa；

d.定时检测各个辊面不同位置温度，记录时间与温度的关系；

e.连续开机336小时后停机，检查胶层外观和胶层硬度得到试验数据即完成橡胶辊的模拟试验。

此试验充分反映了凹凸不平的钢带5对挤干辊和托辊胶层胶层使用性能的影响，通过胶层性能的定性和定量的变化，系统性的调整材料配方及配套生产工艺，检测胶辊的试验性能如下表2所示。

表1试验机检测数据记录表

表2材料性能检测数据记录表

实施例2

本实施例的一种橡胶辊模拟试验机试验方法，其步骤基本同实施例1，不同之处在于：根据表3设定试验机试验参数，并按照以下步骤进行：

a.调整收卷辊1、开卷辊2实施角度定位后将钢带5装配在收卷辊1、开卷辊2和下辊3上；钢带5表面凹凸不平整，装配钢带5宽度为30cm，收卷辊1、开卷辊2和下辊3近似成一条弧线，具体如图2所示；

b.启动用于驱动下辊3转动的变频电机9，调整其速度为660rpm/min；

c.调整下辊3和上辊4的位置使上辊4压在下辊3上，并调整下辊3和上辊4对钢带5的对磨压力为0.4mpa，而后滴注溶液介质；

d.定时检测各个辊面不同位置温度，记录时间与温度的关系；

e.连续开机240小时后停机，检查胶层外观和胶层硬度得到试验数据即完成橡胶辊的模拟试验。

此试验作为本实用新型的延伸充分反映了钢带5宽窄印对挤干辊和托辊胶层使用性能的影响，通过胶层性能的定性和定量的变化，系统性的调整材料配方及配套生产工艺，检测胶辊的试验性能如下表4所示。

表3试验机检测数据记录表

表4材料性能检测数据记录表

实施例3

本实施例的一种橡胶辊模拟试验机试验方法，其步骤基本同实施例1，不同之处在于：根据表5设定试验机试验参数，并按照以下步骤进行：

a.调整收卷辊1、开卷辊2实施角度定位后将钢带5装配在收卷辊1、开卷辊2和下辊3上；钢带5表面凹凸不平整，装配钢带5宽度为50cm，收卷辊1、开卷辊2和下辊3呈正三角形分布，具体如图3所示；

b.启动用于驱动下辊3转动的变频电机9，调整其速度为860rpm/min；

c.调整下辊3和上辊4的位置使上辊4压在下辊3上，并调整下辊3和上辊4对钢带5的对磨压力为0.35mpa；

d.定时检测各个辊面不同位置温度，记录时间与温度的关系；

e.连续开机168小时后停机，检查胶层外观和胶层硬度得到试验数据即完成橡胶辊的模拟试验。

此试验作为本实用新型的改进充分反映了挤干辊和转向辊在没有介质的情况下胶层弹性，强度和耐磨性能干摩擦，通过胶层性能的定性和定量的变化，系统性的调整材料配方及配套生产工艺，检测胶辊的试验性能如下表6所示。

表5试验机检测数据记录表

表6材料性能检测数据记录表

实施例4

本实施例的一种橡胶辊模拟试验机试验方法，其步骤基本同实施例1，不同之处在于：根据表7设定试验机试验参数，并按照以下步骤进行：

a.调整收卷辊1、开卷辊2实施角度定位后将钢带5装配在收卷辊1、开卷辊2和下辊3上；钢带5表面凹凸不平整，装配钢带5宽度为25cm，收卷辊1、开卷辊2和下辊3呈倒三角形分布，具体如图4所示；

b.启动用于驱动下辊3转动的变频电机9，调整其速度为350rpm/min；

c.调整下辊3和上辊4的位置使上辊4压在下辊3上，并调整下辊3和上辊4对钢带5的对磨压力为0.45mpa，而后滴注溶液；

d.定时检测各个辊面不同位置温度，记录时间与温度的关系；

e.连续开机340小时后停机，检查胶层外观和胶层硬度得到试验数据即完成橡胶辊的模拟试验。

此试验作为本实用新型的改进充分反映了挤干辊和转向辊在有介质的情况下胶层弹性，强度和抗湿滑性能湿摩擦，通过胶层性能的定性和定量的变化，系统性的调整材料配方及配套生产工艺，检测胶辊的试验性能如下表8所示。

表7试验机检测数据记录表

表8材料性能检测数据记录表

实施例5

本实施例的一种橡胶辊模拟试验机试验方法，其步骤基本同实施例1，不同之处在于：根据表9设定试验机试验参数，并按照以下步骤进行：

a.调整收卷辊1、开卷辊2实施角度定位后将钢带5装配在收卷辊1、开卷辊2和下辊3上；钢带5表面凹凸不平整，装配钢带5宽度为50cm，收卷辊1、开卷辊2和下辊3呈不规则三角形分布，具体如图5所示；

b.启动用于驱动下辊3转动的变频电机9，调整其速度为550rpm/min；

c.调整下辊3和上辊4的位置使上辊4压在下辊3上，并调整下辊3和上辊4对钢带5的对磨压力为0.4mpa；

d.定时检测各个辊面不同位置温度，记录时间与温度的关系；

e.连续开机340小时后停机，检查胶层外观和胶层硬度得到试验数据即完成橡胶辊的模拟试验。

此试验作为本实用新型的改进充分反映了转向辊和压辊在有介质的情况下胶层弹性，强度和纠偏性能湿摩擦，检测胶辊的试验性能如下表10所示。

表9试验机检测数据记录表

表10材料性能检测数据记录表

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。