CN101322979A - 一种组合轧辊 - Google Patents

Abstract

一种组合轧辊，由轧辊轴、辊套、传动板、弧形销板、压力螺母、压力垫圈、压力片和定位环组成。利用轧辊轴两端传递扭矩，一个轧辊轴，在轧辊轴传动侧设计一凸肩，在凸肩圆周上对称作出两个缺口，两个弧形销板一端插入此凸肩上的缺口上，另一端插入组合轧辊辊套上相应弧形槽内带动辊套。在轧辊轴非传动端设计出具有4个平面的台肩，在其上固定一内方外圆的传动板，在板上按要求作出两个对称的弧形槽，两个弧形销板一端插入此传动板相应弧形槽内，一端插入辊套相应弧形槽内，从非传动端带动辊套。另在非传动端设一压力螺母，此螺母上装有一圈小螺柱，它们通过压力垫圈和垫片以强力压紧辊套，使其在轧制中保持位置稳定。

Description

一种组合轧辊

技术领域

本发明属于钢铁轧制技术领域轧辊类，涉及一种组合轧辊，用于棒线材或型钢轧制生产用，涉及依靠辊轴本身向轧辊辊套传递扭矩，而不是单纯靠强力拉伸轧辊轴产生的压紧力所产生摩擦力矩来传递扭矩。

背景技术

当前国内外所有轧钢厂线棒材连轧机组中除精轧和预精轧以外，几乎全部使用整体轧辊，而整体轧辊往往磨损1/3时，其余的2/3也随之报废，正是这余下的2/3是机加工要求最高，与轧钢内轴承装配和与齿轮座间联轴器相连的部分。这种整体轧辊材质或是铸钢或是铸铁，很难实现轧辊辊面的高耐磨和轧辊心部高强度的相结合。多年来许多工作者致力于开发组合轧辊，提出了以高耐磨的辊环和高强度锻钢轧辊轴相结合的各种各样的组合辊方案。

这些方案中以预应力组合辊较成功，所谓预应力组合轧辊是指心轴弹性拉伸不能复位而产生的反作用力将轴与辊环强力地组合在一起，形成摩擦力矩克服轧制时产生的轧制力矩，这种组合也称无键组合。在当前，认为施加预应力最好的是液压预紧力组合轧辊(美国专利号4841612)。该组合轧辊是：在心轴上一端有固定的环状台肩，一端设计有螺纹，一特制的内含可装环状活塞的主螺母可装在此螺纹上，一组硬质合金辊片及若干钢垫片装在心轴上，一付相互配合可任意调整宽度环状楔片可放在主螺母与辊片和垫片组之间。其组合工作程序是将垫片和硬质合金片先装入辊轴上，再装入楔环付，再拧入主螺母，向主螺母注入高压油，推动活塞拉伸辊轴，旋转楔环付，填补拉伸轴后主螺母与与垫片间间隙，去掉液压油，被拉伸的轴不能复位而产生强大的高达几百吨压力将辊片与轴组合在一起，该组合轧辊特点是：

1、轧辊轴承受高达几百吨的轴向拉力，该拉力不仅用于产生摩擦力矩用于轧钢，还要使各硬质合金处于压应力状态，使其在轧制时产生最小挠度，以提高轧材精度。尽管这种拉伸是在弹性范围内，但在轧制中辊轴处于长期的巨大交变拉应力条件下，在定期装拆组合辊时松驰和拉伸条件下，必然引起“疲劳”损伤，从而降低辊轴寿命，达不到长期使用的目的，也对辊轴材质和热处理提出了更高的要求，必然要求是锻制的轴。

2、该组合轧辊主要是针对硬质合金辊片来设计的，普通硬质合金辊片韧性低，把许多这种硬质合金辊片装在心轴上，形成非整体的套，由于现今硬质合金制造者因压力机吨位限制，不能制造大吨位大尺寸硬质合金套，要想提高硬质合金韧性又要在材料中加高达30％Co，这又大幅度提高了成本。

3、由于该组合轧辊高的轴向压力，必然要求辊轴固定肩环宽度增大，肩环边的钢垫片宽度增大，必然要求主螺纹宽度增大，加上齿状楔环付以及相应垫圈大的宽度，结果是使轧辊可利用辊身宽度大大减少，原有孔槽数大大减少，从而使辊身有效轧钢量大大减少了。

4、该组合轧辊，需要用高压油泵供应高达2500巴压力的液压油，这要求主螺母内环形槽精密加工，环形活塞精密加工，要求特制的精密的金属密封环，要求供油系统安全可靠，以便对保证装拆组合辊时操作者的安全。

另外一个预应力组合轧辊方案是超级螺栓紧固方案(美国专利Re.33,498)如该专利图5A所示，双支撑轧辊分离成三部分，即两边轴颈和辊套。并且轴颈设计成中空状，通过一双头螺栓和超级螺栓将这三部分拉紧成整体，其特点：

1、不用高压液压方式，而是用拧紧每一个小螺钉产生几百吨予应力。

2、在轧辊一端在轴承座之外安装主螺纹套，轧辊辊面利用率高。

但这种方案的问题是：

1、脱离了高强度轴与辊套相结合原则，轧辊套内孔没有轧辊轴支撑，其后果是要么把辊套壁作得很厚，失去了节约材料意义，要么套很薄，在轧制时发生断裂事故。

2、一根轧辊主要部分分成三部，对每一部机加工提出很高要求，辊套成了保证三部分同心和保证辊面长度的主要零件。

3、辊套与两端轴颈必然是紧配合，这导致长期装卸中，结合面磨损和装卸的困难。

4、为了形成几百吨予紧力，如图5所示，设计了一圈又一圈，多圈小螺钉，引起装卸过多的麻烦和不便。

5、主螺母宽度足够大，才能平衡几百吨预应力。

针对以上两专利存在问题和不足，提出了新的以轧辊轴作传动件的组合轧辊方案。其特点是：

1、在轧辊轴一端凸肩设计出两个对称的缺口，在此两个缺口上装上两个相应弧形销板。

2、在轧辊轴另一端设计制作一方形截面的台阶，在此台阶上装上一个有相应的内方外圆的传动板，在其上设计出与轧辊轴缺口对称的两个弧形槽，在这种弧形槽内装上两个指向辊套相应弧形槽的弧形销板。

3、一个高耐磨、高韧性、高强度、低成本的辊套，在此辊套两端侧面设计各两个弧形槽。

4、一个主螺母装在轧辊轴方形台阶侧边螺纹上，在这个螺母圆周设计作出一圈小直径螺纹，在此螺纹内装上带内六角扳手孔的埋头圆形螺柱。

5、设计与主螺母相配的压力垫圈，设计与辊套两端相配的与辊套等径的垫片。

6、按以下次序组装组合辊，在轧辊轴环状台肩缺口上装上弧形销板与相应垫片，将轧辊轴压入辊套，使相应弧形销板压入辊套相应弧形槽内，再在轧辊轴另一端装上垫片和带弧形槽的传动板，并将传动板上弧形销板压入辊套相应的弧形槽内，再装入压力片，最后旋入带有一圈小螺柱的主螺母，用力矩扳手按次序将主螺母周围螺柱旋紧，使所有组件压紧为一个整体，保证在轧制过程中辊套定位不移动。

本发明所提出的组合辊优点是：

1、高耐磨、高韧性、高强度、低成本的整体辊套代替了分体硬质合金辊片。

2、传递扭矩靠轧辊轴通过弧形销板来实现，而不是靠几百吨拉力拉伸轧辊轴产生的摩擦力矩来实现，大为改善了轧辊轴的受力条件，有利于轧辊轴的长期使用，达到节约材料目的。

3、较辊片组合辊，新组合辊辊套辊面利用率大大提高，孔槽数与普通整体轧辊相差不大。同时，较辊片组合辊，新型组合辊采用整体辊套，不必施加强大预应力使辊片处于压应力状态。

4、由于不用高压油拆装系统，大大改进了操作安全性，由于使用力矩扳手装拆组合辊，简化了现场操作。

5、较之多圈小螺柱组合辊方案，将螺柱从辊轴轴承之外端移到轴承内侧，保证辊轴的完整性，并且使螺柱主要的功能不是用于强力拉伸轴，而是用于辊套定位。

6、新组合辊还有一个重要意义是，这种组合辊有利于在棒线材连轧机上全面推广。

7、新的组合轧辊压紧系统设在轧辊非传动端，从而减少传动端受力，有利于延长其使用寿命。

8、新组合辊辊轴可以以电渣熔铸的铸钢轴代替锻造轴。

附图说明

图1为新型组合轧辊装配图。

图2为新型组合轧辊中传动件件号7的图示。

图1指出件号1为可长期使用的轧辊轴，在其传动端凸肩上装有两个弧形销板11，以从轧辊轴传动端驱动具有相应弧形槽的辊套9，在心轴非传动端装有如图2所示的传动件7，在此件上装有两个弧形销板6，用以从心轴非传动端传动具有相应弧形槽的辊套9，在辊套9两侧设有压力垫片8和10，用于向辊套9传递压紧力，在轧辊心轴1非传动端螺纹上装有压紧螺母4，在其上装有若干压紧螺柱3，这些螺柱3将压力传给压垫圈5，以压紧整个组合系统，固定辊套9的位置，在轧辊心轴1上的螺纹上装定位环2，用于压紧压力螺母3，并与轧辊轴承相配合。

图2示出新型组合轧辊上的件号7。

Claims (7)

1. 一种组合轧辊，由轧辊轴、辊套、传动板、圆销、压力螺母、压力垫圈、压力片和定位环组成。其特征在于：1、所述的组合轧辊具有一高耐磨、高韧性、高强度、低成本的辊套，在辊套两侧各设计出两个弧形槽。
2. 2、所述的组合辊在其轧辊轴上传动端设计一凸肩，在此凸肩圆周上设计两个对称的缺口，两个弧形销板一端插入凸肩上的缺口内，另一端插入辊套相应弧形槽中以传递扭矩。
3. 3、所述的组合轧辊在其轧辊轴非传动端设计出带有4个平面的台阶，在台阶上装一内方外圆的传动板，并在其上设计两个对称的弧形槽，两个弧形销板一端插入传动板上的弧形槽内，另一端插入辊套相应弧形槽内以传递扭矩。
4. 4、所述的组合轧辊，在轧辊轴非传动端设计有螺纹，在其上装有压力螺母，在此螺母上装有一圈小螺柱通过压力垫圈和压力片压紧辊套，产生必要的压紧力以固定辊套位置。
5. 5、所述的组合轧辊，在压力螺纹侧边，在心轴上设有螺纹，在此螺纹上装有带有凸肩的外套，用于压力螺母定位以及作为轧机轴承装配凸肩用。
6. 6、所述的组合轧辊，设有一个压力垫圈，用于传递压力螺母上小螺柱压紧力。
7. 7、所述的组合轧辊，设有两个压力垫片，用于压紧可变直径辊套，返修轧槽时随辊套一起加工。

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