專利名稱：活凸度板帶鋼軋機(jī)工作輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠改善板形的軋機(jī)工作輥。
在板帶鋼材的軋制過程中，由于沿軋件長度方向溫度變化以及軋輥的變形、磨損、膨脹和軋機(jī)工作輥與支持輥間彈性壓扁值沿輥身軸向不均勻分布等參數(shù)變化，迫使軋機(jī)工作輥母線實(shí)際形狀和工作輥輥縫發(fā)生變動(dòng)，因而使板帶材橫截面形狀及其平直度不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。為解決上述問題，國內(nèi)外本專業(yè)人員除了努力改善坯料原始形狀，改進(jìn)軋制規(guī)程、合理調(diào)整軋制過程中軋件張力分布外，更集中的是從改進(jìn)軋輥形狀及其受力狀態(tài)入手，改變軋輥凸度或撓度，以及通過軋輥軸向移動(dòng)改變軋輥間接觸應(yīng)力和輥縫形狀來調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程中軋件斷面形狀或降低軋件壓下變形率橫向不均勻分布程度而使板形得到改善的?；谶@一技術(shù)指導(dǎo)，目前一般板帶鋼生產(chǎn)廠多采用四輥軋機(jī)。這種軋機(jī)相對(duì)于二輥軋機(jī)而言，可通過較小的工作輥和較大支持輥間相互作用來減少軋制時(shí)軋輥的撓度使板形得到改善。但這種四輥軋機(jī)在大于板帶鋼寬度的工作輥和支持輥的接觸區(qū)使工作輥承受了支持輥一個(gè)有害的附加彎曲力矩，從而加大了工作輥有害彎曲變形，在工作輥與軋件之間也因上述原因使中間軋制力略大于兩邊的軋制力導(dǎo)致工作輥中間壓扁度略大于兩端，使生產(chǎn)出的板帶材中間產(chǎn)生凸度而兩邊則因“剛端”作用使工作輥的兩端壓扁度下降造成板帶材邊部減薄，因而使板形很難得到理想的控制。
1974年日本住友金屬工業(yè)公司設(shè)計(jì)研制出VC(VarlabLeCrQun)軋輥(即可變凸度軋輥)用于板帶材生產(chǎn)中的板形控制。VC軋輥由輥芯與輥套復(fù)合裝配而成，輥套兩端牢固地?zé)嵫b在輥芯上，在輥芯與輥套之間設(shè)計(jì)有液壓腔，高壓油經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)接手從輥芯進(jìn)到液壓腔中，它是通過調(diào)節(jié)油壓來驅(qū)使輥套的擴(kuò)脹量變化起到改變軋輥凸度以補(bǔ)償軋輥軋制中產(chǎn)生的撓度來控制板形的。這種VC軋輥對(duì)板形控制速度快，但由于是復(fù)合裝配制成，在重載下輥套極易松動(dòng)漏油使軋輥橫向剛度減弱，高速旋轉(zhuǎn)接手在運(yùn)轉(zhuǎn)中漏油更難解決，此外，VC輥控制板形能力較低且造價(jià)昂貴(是一般工作輥的15-20倍)，因而在目前尚難以廣泛應(yīng)用。
1982年西德施羅曼-西馬克機(jī)器制造公司提出了一種稱為CVC(ContlnQusVarlabLeCravn)軋輥(連續(xù)可變凸度軋輥)的設(shè)計(jì)方案，它是把上下工作輥均磨削成相同的S形曲線狀并相互錯(cuò)位180°安裝在軋機(jī)上形成對(duì)稱的輥縫輪廓，讓上下輥可沿軸向移動(dòng)(一般，上下輥移動(dòng)方向相反)，通過軋輥橫移使軋輥凸度值在其調(diào)整范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)板形的連續(xù)調(diào)節(jié)。由于該方案可在較大范圍內(nèi)對(duì)板形進(jìn)行連續(xù)性調(diào)節(jié)控制，所以近年來推廣應(yīng)用較快。但CVC軋輥在磨制其“S”型曲線時(shí)需用高精度數(shù)控磨床，這對(duì)具有一般技術(shù)裝備水平的板帶鋼材生產(chǎn)廠家來說也是難以接受的。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輥型易于磨削、板形控制效果明顯且適用于現(xiàn)有軋機(jī)改造的板帶鋼軋機(jī)工作輥。
為完成上述任務(wù)，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是在普通板帶鋼軋機(jī)工作輥的軸芯加工一個(gè)一端封閉另一端開口并通到外界的空腔，在該空腔處裝有傳壓介質(zhì)，而且，緩沖器、連接套、壓力支持器、壓力調(diào)節(jié)器、固定套等按上述順序通過螺紋聯(lián)接起來后，也插入該空腔并固定安裝到軋輥本體上，在固定套內(nèi)還設(shè)有在其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以沿固定套內(nèi)螺紋前后移動(dòng)的絲杠花鍵桿，在固定套的外沿鑲有軸承盒，該軸承盒上扣裝有能對(duì)絲杠花健桿和絲杠花鍵桿的電控傳動(dòng)部件起支持或固定作用的支持框架，轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠花鍵桿使其前后移動(dòng)便可改變壓力調(diào)節(jié)器內(nèi)對(duì)傳壓介質(zhì)擠壓力的大小，以改變軋輥空腔中的壓力使輥體發(fā)生彈性變形，產(chǎn)生所需的凸度來補(bǔ)償其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的撓度變化使板形得到改善。
以上所述的壓力緩沖器，它有缸體和柱塞體所組成，該柱塞體上裝有密封裝置，該缸體一端封閉，另一端開口處并安裝有當(dāng)該柱塞體進(jìn)入缸體后能將該柱塞體卡住的卡簧。
以上所述的連接套，它至少有一個(gè)可供傳壓介質(zhì)出入的窗孔。
以上所述的壓力支持器，這也有缸體和柱塞體組成，該缸體一端是封閉體，該柱塞體上裝有密封裝置，而且該柱塞體沿其軸芯還有一充氣孔，在充氣孔的出氣口端安裝有逆止閥，在充氣孔的進(jìn)氣口端可用一密封螺栓將其堵死，把柱塞體推入缸體后，從充氣孔向缸體內(nèi)充入高壓氣體后可使充入的高壓氣體被可靠地封閉在缸體內(nèi)。
以上所述的壓力調(diào)節(jié)器，由缸體，柱塞體和頂桿組成，其缸體兩端敞口，缸體外表呈階梯狀，在其細(xì)徑端至少開有一個(gè)供傳壓介質(zhì)出入的窗孔。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)1、由于本發(fā)明是通過調(diào)整軋輥空腔中的壓力使軋輥保持所需的正凸度的，因而可有效地降低目前一般四輥軋機(jī)中工作輥有害彎曲變形和工作輥壓扁不均對(duì)板形的不良影響。
2、本發(fā)明中，因輥身具有較高的內(nèi)壓力使其抗扁能力增強(qiáng)、軋輥壓扁度降低(輪胎原理)，所以，即可延長軋輥使用壽命、減少換輥次數(shù)提高板帶鋼材產(chǎn)量，又可由于降低了軋輥“剛端”作用使板帶鋼材邊部減薄及裂邊廢品減少，軋輥壓扁度減小，還可適當(dāng)降低軋制力，節(jié)省電能消耗。
3、由于本發(fā)明可通過電控裝置利用現(xiàn)場(chǎng)影響板形的檢測(cè)信號(hào)及板形反饋信號(hào)對(duì)軋輥凸度隨機(jī)調(diào)整，所以，可及時(shí)消除因軋件頭尾溫降差變化使軋制力改變導(dǎo)致的板形惡化，不再需要專門的彎輥裝置，而且其板形控制速度快，反應(yīng)靈敏。
4、本發(fā)明與VC軋輥及CVC軋輥相比結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、磨削方便，更適用于在現(xiàn)有四輥板帶鋼軋機(jī)上推廣應(yīng)用。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的軋輥本體縱向剖面示意圖。
圖2是圖1實(shí)施例的主要結(jié)構(gòu)及其總裝配示意圖。
圖3是圖2實(shí)施例中緩沖器裝配示意圖。
圖4是圖2實(shí)施例中壓力支持器裝配示意圖。
圖5是圖2實(shí)施例中壓力調(diào)節(jié)器的裝配示意圖。
如圖1所示，在軋輥本體1的軸芯加工出一個(gè)對(duì)稱型撖攬球狀空腔2，使其靠軋輥傳動(dòng)側(cè)為封閉體，另一端呈園形開口一直通到軋輥外。
參照?qǐng)D2和圖3，把鑲有兩道“O”型“密封圈30的柱塞體29推入緩沖器3的缸體28內(nèi)總長約1/3處后再把該缸體28封閉端的外螺紋與連接套4的內(nèi)螺紋聯(lián)接。如圖4所示，壓力支持器6由缸體37和柱塞體33組成，該柱塞體33的軸芯有一充氣孔38，在充氣孔38的出氣端裝有逆止閥35，在充氣孔38的進(jìn)氣端加工有內(nèi)螺紋，可以用密封螺栓31將其堵死，該柱塞體33的外表面同樣也鑲有兩道“O”型密封圈34。參照?qǐng)D4，當(dāng)把柱塞體33推入缸體37后，先將一聚四氟密封墊圈(32開有芯孔)放入缸體37內(nèi)柱塞體33的外端，然后，把連接套4有外螺紋的一端旋入缸體37，直至把柱塞體33外端的密封墊圈32壓緊為止，此時(shí)可通過連接套4的窗孔5由柱塞體33上的充氣孔38向柱塞體33里面缸體37內(nèi)的封閉空間里充氮?dú)?，充至?nèi)部壓力高達(dá)10-40、MPa后即可停止，充氣一停，在逆止閥35內(nèi)部機(jī)構(gòu)作用下，其壓蓋36立即把充氣孔38的出氣端33封閉，卸下充氣接頭后，快速用涂有粘接劑的密封螺栓31把柱塞體33的充氣孔38的進(jìn)氣口封死。此后，即可如圖2和圖5所示，把壓力支持器6的缸體37封閉端的外螺紋同壓力調(diào)節(jié)器缸體39開有窗孔8一端的內(nèi)螺紋聯(lián)接，把壓力調(diào)節(jié)器缸體39另一端的外螺紋同固定套11“b”端的內(nèi)螺紋聯(lián)接，接著把一金屬密封圈9套到缸體39外表如圖5所示的“a”段后面凸起的臺(tái)階處。然后，即可把已聯(lián)接好緩沖器3、連接套4、壓力支持器6和缸體39以及固定套11的裝配體使緩沖器3向里插入軋輥的空腔2，插入時(shí)，應(yīng)如圖5所示在缸體39的外表的2段缸體上和固定套13的“b”段外螺紋上涂以粘接劑，插入后旋轉(zhuǎn)固定套把手48使上述裝配體同軋輥本體1牢固裝配在一起，如此裝配完畢后，便可將軋輥傾斜放置使其空腔2封閉端向下，從固定套11外口通過缸體39及窗孔8向軋輥空腔2內(nèi)注入可作為傳壓介質(zhì)的乳化液，使其充滿軋輥空腔2和圖5中a線段所示的壓力調(diào)節(jié)器缸體39內(nèi)的空間，這從固定套11外口向里用肉眼可觀察到。緊接著即可如圖5所示。把一端安裝有金屬密封墊40且外表還鑲有兩道“O”型密封圈41的二級(jí)壓力調(diào)節(jié)柱塞42、頂桿43裝入缸體39，使二級(jí)壓力調(diào)節(jié)柱塞42里端與乳化液液面接觸，然后把一端鑲有至少一道“O”型密封圈45的一級(jí)壓力調(diào)節(jié)柱塞44也推入壓力調(diào)節(jié)器缸體39內(nèi)，推入之前向該缸體39內(nèi)頂桿43與缸體39的內(nèi)壁間擠滿干油，推入后，沿一級(jí)壓力調(diào)節(jié)柱塞體44套裝上“V”型夾織物橡膠密封圈46并用穿透螺絲47擰入缸體39端部橫頭螺孔將其壓牢。參照?qǐng)D2和圖5，在固定套11的C處套裝上軸承盒13，再把支持框架17的一端扣裝到軸承盒13上。然后，參照?qǐng)D5，把一端安裝有壓力傳感器壓頭10軸芯有通孔50的絲杠花鍵桿12，使裝“壓頭10”帶外螺紋的一端沿固定套11的內(nèi)螺紋49旋入固定套11，并使“壓頭10”頂上一級(jí)壓力調(diào)節(jié)柱塞44的外端。此時(shí)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)絲杠花鍵桿12使其正轉(zhuǎn)并沿輥芯方向前移，產(chǎn)生推壓力，通過一級(jí)壓力調(diào)節(jié)柱塞44、頂桿43、二級(jí)壓力調(diào)節(jié)柱塞42把壓力調(diào)節(jié)器缸體39內(nèi)部分乳化液擠出，使軋輥空腔2中乳化液壓力增強(qiáng)迫使緩沖器3的柱塞29被完全壓入其缸體28內(nèi)并立即被該缸體28缸口處設(shè)置的卡簧27卡死。參照?qǐng)D2和圖5，使絲杠花鍵桿12的中部經(jīng)軸瓦14支撐在支持框架17的架體上，并使電磁離合器安裝有從動(dòng)線圈15的一半和安裝有傳動(dòng)線圈16的一半以及減速機(jī)大齒輪18套裝在絲杠花鍵桿12的未端，但只有電磁離合器裝從動(dòng)線圈15的一半有花鍵槽，它即能使絲杠花鍵桿12沿其前后滑動(dòng)也能在其帶動(dòng)下使絲杠花鍵桿12轉(zhuǎn)動(dòng)，電磁離合器裝有從動(dòng)線圈15的這一半還有限位裝置能使其只在原處旋轉(zhuǎn)而不能前后沿絲杠花鍵桿12滑動(dòng)。電磁離合器裝有傳動(dòng)線圈16的一半同減速機(jī)大傘齒輪18為固定聯(lián)接并通過減速機(jī)殼體固定在支持框架17上。減速機(jī)小傘齒輪19經(jīng)聯(lián)軸器20與電動(dòng)機(jī)21裝配聯(lián)接。壓力傳感器壓頭10檢測(cè)到的壓力信號(hào)引出線從絲杠花鍵桿12的通孔50中引出并接到電控柜23相應(yīng)的信號(hào)輸入端子上，電動(dòng)機(jī)21的動(dòng)力線及控制操作線22均引自電控柜24。
在本實(shí)施例中調(diào)軋輥凸度進(jìn)行板形控制的目的是以如下方式實(shí)現(xiàn)的。
開始軋制前，可以根據(jù)坯料縱向差、軋機(jī)工作輥輥身原始彎曲變形及熱膨脹、磨損等情況人為地預(yù)先經(jīng)電控柜23向該軋輥給出設(shè)定凸度信號(hào);在生產(chǎn)過程中，有關(guān)因素導(dǎo)致軋件平直度或軋件橫截面形狀偏離規(guī)定值或發(fā)生不良變化時(shí)，可分別使從板形控制儀取得的電信號(hào)和從成品機(jī)架出口板材橫向測(cè)厚儀取得的電信號(hào)經(jīng)饋線25和饋線26輸入電控柜23。上述信號(hào)在電控柜23內(nèi)經(jīng)識(shí)別、放大、對(duì)比等處理后變成調(diào)整軋輥凸度的執(zhí)行信號(hào)去控制電動(dòng)機(jī)21正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停轉(zhuǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)21正轉(zhuǎn)時(shí)如前所述，絲杠花鍵桿12正轉(zhuǎn)并前移，經(jīng)壓力調(diào)節(jié)器7內(nèi)一級(jí)壓力調(diào)節(jié)柱塞44、頂桿43、二級(jí)壓力調(diào)節(jié)柱塞42的壓力傳遞，使缸體39中的乳化液受擠壓而被迫流出一部分進(jìn)入軋輥空腔2，由于此時(shí)緩沖器3的柱塞29已被卡死，此處再無緩沖余地，空腔2中新流入的乳化液被迫進(jìn)入連接套4去擠壓壓力支持器6的柱塞33，由于該柱塞體33受到被其封閉起來的高壓氮?dú)獾耐馔屏?，必然?duì)進(jìn)入連接套4的乳化液產(chǎn)生反彈作用而使空腔2內(nèi)壓力瞬時(shí)增強(qiáng)，從而輥體受壓立即發(fā)生彈性變形使其凸度增大;電動(dòng)機(jī)21反轉(zhuǎn)時(shí)，情況相反，由于絲杠鍵桿12后移，在空腔2內(nèi)高壓乳化液作用下迫使壓力調(diào)節(jié)器缸體39內(nèi)的柱塞42、頂桿43、柱塞44、跟隨絲杠花鍵桿12一同后移，缸體39內(nèi)空出的空間對(duì)空腔2內(nèi)的高壓乳化液起到了泄壓作用，從而使輥身凸度減小。軋機(jī)工作輥輥身凸度的變化能及時(shí)補(bǔ)償該輥撓度變化因而可收到改善板形的明顯效果。
權(quán)利要求
1.一種由軋輥本體和軋輥凸度調(diào)節(jié)用電控裝置所組成的板帶鋼軋機(jī)工作輥，其特征在于沿軋輥本體軸芯還設(shè)有一個(gè)一端封閉另一端開口并通到外界的空腔，該空腔處還裝有傳壓介質(zhì)，而且，緩沖器、連接套、壓力支持器、壓力調(diào)節(jié)器及固定套按上述順序通過螺紋聯(lián)接后也插入該空腔并安裝到軋輥本體上，在固定套內(nèi)還設(shè)有在其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可沿固定套內(nèi)螺紋前后移動(dòng)的絲杠花鍵桿，固定套的外沿鑲有軸承盒，該軸承盒上還扣裝有能對(duì)絲杠花鍵桿和絲杠花鍵桿的電控傳動(dòng)部件起支持或固定作用的支持框架。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板帶鋼軋機(jī)工作輥，其特征在于該緩沖器由缸體和柱塞體組成，柱塞體上裝有密封裝置，該緩沖器的缸體一端為封閉體，在其另一端開口處裝有在柱塞體進(jìn)入該缸體后能將該柱塞體卡住的卡簧。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板帶鋼軋機(jī)工作輥，其特征在于該連接套上至少開有一個(gè)供傳壓介質(zhì)出入的窗孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板帶鋼軋機(jī)工作輥，其特征在于該壓力支持器由缸體和柱塞體組成，該缸體一端是封閉體，該柱塞體上裝有密封裝置，而且該柱塞體沿其軸芯還有一個(gè)充氣孔，在充氣孔的出氣端安裝有逆止閥，在充氣孔的進(jìn)氣端可安裝一能將其堵死的密封螺栓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板帶鋼軋機(jī)工作輥，其特征在于該壓力調(diào)節(jié)器由缸體和柱塞、頂桿所組成，其缸體兩端敞口，缸體外表呈階梯狀，在細(xì)徑端至少開有一個(gè)供傳壓介質(zhì)出入的窗孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過調(diào)節(jié)輥身凸度來改善板形的軋機(jī)工作輥。這種軋輥有一空腔，里面裝有傳壓介質(zhì)和軋輥凸度調(diào)節(jié)所需的壓力調(diào)控裝置，可以利用設(shè)定信號(hào)及現(xiàn)場(chǎng)影響板形的主要檢測(cè)信號(hào)，經(jīng)電控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)壓力調(diào)控裝置改變軋輥凸度來對(duì)板形實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，其板形控制速度快、反映靈敏且不需改動(dòng)軋機(jī)結(jié)構(gòu)就可適用于現(xiàn)有板帶鋼軋機(jī)的技術(shù)改造。
文檔編號(hào)B21B31/16GK1095968SQ93111180
公開日1994年12月7日 申請(qǐng)日期1993年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月31日
發(fā)明者孔慶仕 申請(qǐng)人:本溪鋼鐵公司連軋廠