專(zhuān)利名稱(chēng)：適于非對(duì)稱(chēng)曲線輥形工作輥的支持輥輥形的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種板帶冷軋機(jī)的軋機(jī)軋輥，尤其涉及一種適于工作輥具有非對(duì)稱(chēng)曲線輥形的板帶冷軋機(jī)的支持輥輥形。
背景技術(shù)：
板帶材作為鋼鐵工業(yè)最重要的產(chǎn)品之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著非常重要的作用。目前板帶軋制實(shí)踐表明，無(wú)論軋機(jī)配備了多么先進(jìn)的板形控制系統(tǒng)和控制手段，仍然存在部分品種、規(guī)格的帶鋼板形難于控制，以及板形缺陷導(dǎo)致的軋輥服役周期有限的問(wèn)題。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)此問(wèn)題的根源是， 一定的輥形配置下軋機(jī)的板形調(diào)控能力有限，以及服役期內(nèi)軋輥初始輥形因磨損而劣化。因此，對(duì)于已投產(chǎn)的軋機(jī)，需要重視并發(fā)揮支持輥初始輥形的板形調(diào)控功能，和減少甚至避免軋輥表面磨損對(duì)輥形以及軋機(jī)板形調(diào)控性能的不良影響，通過(guò)支持輥輥形設(shè)計(jì)不斷優(yōu)化和提高軋機(jī)的板形調(diào)控性能并且實(shí)現(xiàn)在整個(gè)服役期內(nèi)保持這一性能。
合理的輥形曲線的設(shè)計(jì)可以緩解軋輥縱向受力不均現(xiàn)象，減少軋制過(guò)程中的磨損或者使其均勻磨損，直接降低成本，同時(shí)減少不良產(chǎn)品率，提高優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)命中率；合理的輥形曲線的設(shè)計(jì)可以保證最終板材在橫向的厚度均勻，使其不平度、同板差和厚度公差達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)乃至苛刻的用戶(hù)標(biāo)準(zhǔn)；合理的輥形曲線可以幫助軋機(jī)充分發(fā)揮其功能力，拓展產(chǎn)能，并能順利開(kāi)發(fā)出一些新品種。
當(dāng)支持輥是平輥、工作輥不是平輥(是非對(duì)稱(chēng)曲線型的工作輥，如CVC、 CVC+、 SmartCrown、 UPC)時(shí)，會(huì)引起支持輥的不對(duì)稱(chēng)磨損，也就是說(shuō)支持輥操作側(cè)(WS偵lD與驅(qū)動(dòng)側(cè)(DS側(cè))磨損量明顯不同，工作輥直徑大的地方輥間接觸壓力就越大，磨損量大，嚴(yán)重時(shí)WS側(cè)與DS側(cè)的直徑差達(dá)0.8mm左右。由于來(lái)料楔形、帶鋼跑偏等不對(duì)稱(chēng)因素的影響，也容易加劇支持輥的不對(duì)稱(chēng)磨損。
不對(duì)稱(chēng)磨損帶來(lái)的主要問(wèn)題有1)帶鋼板形不對(duì)稱(chēng)；2)如果存在閉環(huán)反饋控制，壓下傾斜設(shè)定值不穩(wěn)定，波動(dòng)較大；3)支持輥服役到后期時(shí)不對(duì)稱(chēng)磨損情況嚴(yán)重，支持輥軸線傾斜，造成油膜軸承的錐套與襯套之間傾斜，改變了靜壓腔的四條節(jié)流邊縫隙大小及分布，可能降低靜動(dòng)壓油膜的承載能力，加劇啟動(dòng)困難和燒損油膜軸承等問(wèn)題。
目前關(guān)于支持輥輥形、工作輥輥形的研究有很多，但是關(guān)于工作輥(指具有非對(duì)稱(chēng)曲線輥形的工作輥)應(yīng)該配什么樣的支持輥輥形的研究卻不過(guò)，相關(guān)專(zhuān)利有中國(guó)專(zhuān)利200510024680.1公開(kāi)了 "一種配合連續(xù)可變凸度軋機(jī)工作輥輥型曲線的支撐輥"，以及中國(guó)專(zhuān)利200410008195.0公開(kāi)了 "一種配合軸向移動(dòng)改變輥縫凸度工作輥的支承輥輥型"。而國(guó)內(nèi)外的連續(xù)可變凸度軋機(jī)(CVC軋機(jī))有很多套，因此，這類(lèi)具有非對(duì)稱(chēng)曲線輥形的工作輥應(yīng)該配什么樣的支持輥輥形是一個(gè)新穎的、需求量大的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適于非對(duì)稱(chēng)曲線輥形工作輥的支持輥輥形，該支持輥輥形在保持軋機(jī)板形控制能力的基礎(chǔ)上，能夠使支持輥使用時(shí)對(duì)稱(chēng)磨損，從而避免或有效減輕不對(duì)稱(chēng)磨損帶來(lái)的影響。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種適于非對(duì)稱(chēng)曲線輥形工作輥的支持輥輥形，是由兩部分曲線疊加組成， 一部分是由偶次多項(xiàng)式函數(shù)表達(dá)的支持輥輥形曲線，另一部分是工作輥的輥形曲線，所述支持輥輥形曲線表達(dá)式為
R纖(x)=a X & (x)+b X R2(x)式中，RswB(x)為適于非對(duì)稱(chēng)曲線輥形工作輥的支持輥輥形；
R"X)為由偶次多項(xiàng)式函數(shù)表達(dá)的支持輥輥形曲線其表達(dá)式為R,(X"A2x2 + A4x4 + A6x6 + Agx8+… ；
R2(x)為工作輥輥形曲線多項(xiàng)式R2(x)=AlX+A2x2+A3x3 + ；
X為輥身坐標(biāo)，以輥面中心為零點(diǎn)，
a、 b為比例系數(shù)，a為0.8 1， b為0.3 0.7。本發(fā)明的支持輥輥形是將工作輥的輥形按一定比例疊加到由偶次多項(xiàng)式函數(shù)表達(dá)的支持輥輥形曲線上，此時(shí)的工作輥竄動(dòng)為零，生產(chǎn)中當(dāng)工作輥正負(fù)竄動(dòng)時(shí)，工作輥輥形曲線與支持輥輥形曲線錯(cuò)開(kāi)一定
的距離。因?yàn)槔滠堉谐鼿C軋機(jī)外，工作輥竄動(dòng)量不大，并不會(huì)引起支持輥輥形與工作輥輥形的明顯錯(cuò)位，所以工作輥正負(fù)竄動(dòng)并不會(huì)引起明顯的接觸壓力不均。因此本發(fā)明的支持輥磨損后輥形對(duì)稱(chēng)，磨損均勻，從而避免或有效減輕不對(duì)稱(chēng)磨損帶來(lái)的影響。


圖1為由偶次多項(xiàng)式函數(shù)表達(dá)的支持輥輥形曲線R"x)和工作輥輥
形曲線R"x)圖2為本發(fā)明適于非對(duì)稱(chēng)曲線輥形工作輥的支持輥(SWB支持輥)輥形曲線圖3為本發(fā)明與原輥形的輥間接觸壓力對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。一種適于非對(duì)稱(chēng)曲線輥形工作輥的支持輥輥形(簡(jiǎn)稱(chēng)SWB支持輥)，由兩部分曲線疊加組成， 一部分是由偶次多項(xiàng)式函數(shù)表達(dá)的支持輥輥形曲線，另一部分是工作輥的輥形曲線；也就是說(shuō)，SWB支持輥輥形曲線是上工作輥上輥面輥形乘比例系數(shù)后疊加到上支持輥下輥面輥形上，下工作輥下輥面輥形乘同樣的比例系數(shù)后疊加到下支持輥上輥面輥形上。這里提到的工作輥輥形是指具有非對(duì)稱(chēng)曲線形式的工作輥輥形，例如，CVC輥形(三次方多項(xiàng)式，奇函數(shù))、CVC+輥形(五次方多項(xiàng)式或更高次方，奇函數(shù))、SmartCrown輥形(弦函數(shù)曲線)。所述SWB支持輥輥形曲線表達(dá)式為
R swb(x)=a X (x)+b X R2(x)式中，RswB(x)為適于非對(duì)稱(chēng)曲線輥形工作輥的支持輥輥形，即SWB支持輥輥形；
R《x)為由偶次多項(xiàng)式函數(shù)表達(dá)的支持輥輥形曲線其表達(dá)式為:R"x):A2X'+A4x4+A6x6+Asx8+… ；
R2(X)為工作輥輥形曲線多項(xiàng)式R2(X"A!X + A2x2 + A3x3+…；X為輥身坐標(biāo)，以輥面中心為零點(diǎn)，
a、 b為比例系數(shù)，a為0.8 1， b為0.3 0.7。比例系數(shù)a、 b的取值范圍，a為0.8 1， b為0.3 0.7。 R"x)為專(zhuān)用的支持輥輥形曲線，它可以提高軋機(jī)輥縫橫剛度和彎輥力調(diào)控功效,為保持其控制特性，系數(shù)a的值應(yīng)較大，大于0.8，小于等于l;系數(shù)b的取值直接影響輥間接觸壓力的分布，輥間接觸壓力的分布又會(huì)影響支持輥磨損的情況，b值越大，輥間接觸壓力越均勻，越有利于減輕支持輥的不對(duì)稱(chēng)磨損，但b值越大，輥縫橫剛度和彎輥力二次調(diào)控能下降越明顯，從這個(gè)角度考慮b值不能太大，因此b值取值為0.3至0.7之間，有利于支持輥均勻磨損，而又不至于明顯降低軋機(jī)的控制能力。本發(fā)明的SWB支持輥輥形是將工作輥的輥形按一定比例疊加到由偶次多項(xiàng)式函數(shù)表達(dá)的支持輥輥形曲線上，此時(shí)的工作輥竄動(dòng)為零，生產(chǎn)中當(dāng)工作輥正負(fù)竄動(dòng)時(shí)，工作輥輥形曲線與支持輥輥形曲線錯(cuò)開(kāi)一定的距離，不會(huì)引起明顯的接觸壓力不均。因此本發(fā)明的支持輥磨損后輥形對(duì)稱(chēng)，磨損均勻，從而避免或有效減輕不對(duì)稱(chēng)磨損帶來(lái)的影響。
實(shí)施例
本發(fā)明的適于非對(duì)稱(chēng)曲線輥形工作輥的支持輥應(yīng)用于某企業(yè)的1420CVC冷連軋機(jī)上，使用在第l機(jī)架支持輥。疊加量為50%， a=l，b=0.5。
輥形的系數(shù)如下
(1) 1420CVC冷連軋機(jī)第1機(jī)架的支持輥輥形曲線多項(xiàng)式(上支持輥的下輥面)
R!(x) = 4.751 e—8 x2 — 7.541 e 13 x4 + 3.977e18 x6 -675《x《675
(2) CVC工作輥輥形曲線多項(xiàng)式(上工作輥的上輥面)
R2(x) = _1.468e-4x- 4.934e—V+6.990e—10x3 -755《x《755
(3) SWB支持輥輥形曲線多項(xiàng)式(上支持輥的下輥面)
R濯(x"R"x)+0.5XR2(x)
6=—7.341e。x + 2.284e—8xz+ 3.495e_uV- 7.541e_"x4+ 3.977e"
-675《x《675
參見(jiàn)圖1中R"x)與R2(x)的輥形曲線圖，以及圖3中的SWB支持輥輥形曲線圖。下輥的SWB輥形按同樣的比例疊加，下輥輥形函數(shù)與上輥輥形函數(shù)沿y軸對(duì)稱(chēng)，這是因?yàn)椋琑"x)自身左右對(duì)稱(chēng)且上下輥的輥形相同，上下工作輥的CVC曲線左右對(duì)稱(chēng)，因此計(jì)算出的SWB支持輥的下輥輥形與上輥輥形左右對(duì)稱(chēng)。
本發(fā)明的SWB支持輥與原輥形的輥間接觸壓力進(jìn)行比較。因?yàn)檩侀g接觸壓力分布包含兩項(xiàng)內(nèi)容輥間接觸壓力分布的均勻性和輥間接觸壓力峰值，前者影響軋輥軸向的不均勻磨損，后者影響軋輥的剝落。參見(jiàn)圖3，從圖中可以看出，采用SWB支持輥后，輥間接觸壓力的分布更加均勻，輥間接觸壓力峰值有所下降；因此本發(fā)明的SWB支持輥輥形有利于提高軋輥的服役周期，延長(zhǎng)軋輥的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。
生產(chǎn)實(shí)踐表明，SWB支持輥使用后，支持輥的不對(duì)稱(chēng)磨損由0.5mm減小至O.lmm，支持輥服役周期延長(zhǎng)了 10000噸。
本發(fā)明的SWB支持輥只要磨輥車(chē)間磨削出相應(yīng)的輥形即可，加工方便，成本低，可以適用于工作輥具有非對(duì)稱(chēng)曲線輥形的板帶冷軋機(jī)，如CVC軋機(jī)、SmartCrown等軋機(jī)。
權(quán)利要求
1、一種適于非對(duì)稱(chēng)曲線輥形工作輥的支持輥輥形，其特征是所述支持輥輥形由兩部分曲線疊加組成，一部分是由偶次多項(xiàng)式函數(shù)表達(dá)的支持輥輥形曲線，另一部分是工作輥的輥形曲線，所述支持輥輥形曲線表達(dá)式為RSWB(x)＝a×R1(x)+b×R2(x)式中，RSWB(x)為適于非對(duì)稱(chēng)曲線輥形工作輥的支持輥輥形；R1(x)為由偶次多項(xiàng)式函數(shù)表達(dá)的支持輥輥形曲線其表達(dá)式為R1(x)＝A2x2+A4x4+A6x6+A8x8+…；R2(x)為工作輥輥形曲線多項(xiàng)式R2(x)＝A1x+A2x2+A3x3+…；x為輥身坐標(biāo)，以輥面中心為零點(diǎn)；a、b為比例系數(shù)，a為0.8～1，b為0.3～0.7。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種板帶冷軋機(jī)的軋機(jī)軋輥，尤其涉及一種適于工作輥具有非對(duì)稱(chēng)曲線輥形的板帶冷軋機(jī)的支持輥輥形。一種適于非對(duì)稱(chēng)曲線輥形工作輥的支持輥輥形，是由兩部分曲線疊加組成，一部分是由偶次多項(xiàng)式函數(shù)表達(dá)的支持輥輥形曲線，另一部分是工作輥的輥形曲線，工作輥的輥形按一定比例疊加到由偶次多項(xiàng)式函數(shù)表達(dá)的支持輥輥形曲線上。生產(chǎn)中當(dāng)工作輥正負(fù)竄動(dòng)時(shí)，工作輥輥形曲線與支持輥輥形曲線錯(cuò)開(kāi)一定的距離；因?yàn)楣ぷ鬏伕Z動(dòng)量不大，不會(huì)引起支持輥輥形與工作輥輥形的明顯錯(cuò)位。因此本發(fā)明的支持輥磨損后輥形對(duì)稱(chēng)，磨損均勻，從而避免或有效減輕不對(duì)稱(chēng)磨損帶來(lái)的影響。
文檔編號(hào)B21B29/00GK101683657SQ20081020073
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日
發(fā)明者張曉峰, 張清東, 徐耀寰, 王康健, 劍 白, 濤 鄭 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司;北京科技大學(xué)