CN102909219B - 一种液压胀形轧辊 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压胀形轧辊，包括设置在液压胀形轧辊端部的防回流高压旋转接头(46)，防回流高压旋转接头(46)包括接头壳体(2)，接头壳体(2)的一端能转动地设置在接头芯轴(9)上，接头壳体(2)的另一端设置有进油口(21)，接头壳体(2)的另一端还固定连接有能封闭进油口(21)的逆止阀，接头壳体(2)与液压胀形轧辊固定连接，进油口(21)能够通过逆止阀与液压胀形轧辊的轧辊油道(22)连通。该液压胀形轧辊能够在液压系统停止向高压油腔中供油后使高压油腔内缓慢泄压，延长了轧辊芯轴和轧辊辊套的使用寿命。

Description

一种液压胀形轧辊

技术领域

本发明涉及金属轧制设备技术领域，特别是一种在轧机上使用的防止高压油快速回流的液压胀形轧辊。

背景技术

在金属板、带、箔轧制过程中，保证板面的均匀性与保证板形的精确性都是非常重要的。为了获得高质量的板、带、箔，必须对轧辊的变形量进行补偿。为了解决这个问题，最近出现了液压胀形轧辊，该轧辊能够通过调节支撑辊轴套与辊轴之间储油室的内部压力来扩张轴套，从而控制由于轧制负荷所引起的工作轧辊变形。与传统的弯辊控制系统相比，液压胀形轧辊直接作用于板带的中心，能够有效地控制板带的扩张。另外，这种液压胀形轧辊能够安装于的传统的轧机中，直接替代原有轧机的支承辊，不用停产而且投资很少，安装后的轧辊能够发挥比以前更加高级的控制优势。

图1为液压胀形轧辊的结构原理示意图。其中液压胀形轧辊包括轧辊芯轴4、轧辊辊套41、普通高压旋转接头43及配套液压系统和控制操作系统。轧辊芯轴4与轧辊辊套41之间设有高压油腔45，高压油经普通高压旋转接头43由轧辊芯轴4内的轧辊油道22进入高压油腔45。轧辊在高压液体的作用下轧辊辊套41外胀并产生一定的凸度。调整液体压力大小，可以无级改变辊套凸度，迅速校正轧辊的弯曲、压扁等变形，从而达到控制板形的目的。轧辊辊套与轧辊芯轴两端在一定长度内采用过盈配合，一方面对高压液体起密封作用，另一方面在承受轧制载荷时，传递所需要的转矩，并保证轧辊的整体刚度。

当液压系统出现故障或其他情况时，如液压系统停止向高压油腔45中供油，胀形轧辊系统随之泄掉高压油，轧辊芯轴和轧辊辊套的一侧将突然受到一个较大的径向压力，从而容易导致轧辊芯轴和轧辊辊套被破坏，所以需要在液压系统停止向高压油腔中供油后，高压油腔内能够缓慢泄压，使轧辊芯轴和轧辊辊套一侧受到的径向压力逐渐减小，以延长轧辊芯轴和轧辊辊套的使用寿命。

发明内容

为了解决现有技术中液压系统停止向高压油腔中供油后高压油腔内的压力骤降而导致的轧辊芯轴和轧辊辊套容易被破坏的技术问题，本发明提供了一种液压胀形轧辊，该液压胀形轧辊的接头内设置有逆止阀，能够在液压系统停止向高压油腔中供油后使高压油腔内缓慢泄压，延长了轧辊芯轴和轧辊辊套的使用寿命。

本发明为解决其技术问题采用的技术方案是：一种液压胀形轧辊，包括设置在液压胀形轧辊端部的防回流高压旋转接头，防回流高压旋转接头包括接头壳体，接头壳体的一端能转动地设置在接头芯轴上，接头壳体的另一端设置有进油口，接头壳体的另一端还固定连接有能封闭进油口的逆止阀，接头壳体与液压胀形轧辊固定连接，进油口能够通过逆止阀与液压胀形轧辊的轧辊油道连通。

正常工作状态下，高压油推开逆止阀从进油口进入轧辊油道；当液压系统停止向高压油腔中供油时，逆止阀能够将进油口封闭，高压油会从逆止阀与进油口之间的缝隙缓慢流出，从而了实现高压油腔内缓慢泄压。

优选接头壳体在含有进油口的一端还设置有接头底座，接头底座设置有底座槽，进油口设置在底座槽的底部，逆止阀设置在底座槽内。

优选逆止阀具有与接头壳体相连接的逆止阀座、能够将进油口封闭的逆止阀芯、连接逆止阀座和逆止阀芯的逆止弹簧，逆止阀座设置有与进油口相连通的阀座导油孔。

优选逆止阀座形成有内凹的阀座槽，阀座导油孔设置在阀座槽的底部；逆止阀芯包括阀芯头部和阀杆，阀杆设置在阀座槽内，阀芯头部位于阀座槽开口端的外部，其顶部的封闭端与进油口的形状相匹配，并能嵌置于进油口内。

优选阀杆上设置有突起的圆环，且该突起的圆环容置在阀座槽内；逆止弹簧的一端与阀座槽的底部抵接，逆止弹簧的另一端与突起的圆环抵接。

优选阀杆为具有流道的中空体，底座槽的底部与逆止阀座之间形成贮油空间，在突起的圆环和阀芯的封闭端之间设置有连通流道和贮油空间的通孔，阀杆插接于阀座导油孔。

优选突起的圆环的外径等于阀座槽的内径。

优选接头芯轴中设置有接头油道，接头芯轴和接头底座之间设置有密封盘，密封盘内设置有连通进油口和接头油道的密封盘油道。

密封盘与接头底座之间紧密接触，密封盘与接头芯轴之间连接有压力补偿弹簧。

接头壳体和接头芯轴之间设置有润滑油区，接头芯轴的外侧设置有润滑油进油口，接头芯轴内设置有连通润滑油区和润滑油进油口的润滑油进油道，接头芯轴的外侧还设置有润滑油出油口，接头芯轴内还设置有连通润滑油区和润滑油出油口的润滑油出油道。

本发明的有益效果是：当液压系统突然停止向高压油腔中供油时，逆止阀能够将接头油道封闭，高压油腔中的高压油会从逆止阀与进油口之间的缝隙向轧辊外侧缓慢流出，使轧辊芯轴和轧辊辊套受到的径向压力逐渐缓慢减小，从而延长了轧辊芯轴和轧辊辊套的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明所述的液压胀形轧辊作进一步详细的描述。

图1是液压胀形轧辊结构原理示意图。

图2是本发明中防回流高压旋转接头的装配图。

图3是防回流高压旋转接头中接头底座的剖视图。

图4是防回流高压旋转接头中逆止阀座的剖视图。

图5是防回流高压旋转接头中逆止阀芯的剖视图。

图6是防回流高压旋转接头中接头芯轴的剖视图。

图7是防回流高压旋转接头中密封盘的剖视图。

其中1.接头底座，2.接头壳体，3.深沟球轴承，4.轧辊芯轴，5.轴承隔套，6.接头端盖，7.胀形氟橡胶密封件，8.氟橡胶密封圈，9.接头芯轴，10.端盖连接螺钉，11.旋转接头紧固螺钉，13.压力补偿弹簧，14.密封盘，15.螺钉，18.逆止阀芯，19.逆止弹簧，20.逆止阀座，21.进油口，22.轧辊油道，23.润滑油区，41.轧辊辊套，43.普通高压旋转接头，45.高压油腔，46.防回流高压旋转接头，91.接头油道，92.润滑油进油口，93.润滑油出油口，94.润滑油进油道，95.润滑油出油道，96.高压进油孔道，101.底座槽，102.底座槽的底部，103.贮油空间，141.密封盘油道，181.阀芯头部，182.阀杆，183.封闭端，184.突起的圆环，185.流道，187.通孔，201.阀座导油孔，202.阀座槽，203.阀座槽的底部，204.安装孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所述的液压胀形轧辊详细说明。一种液压胀形轧辊，包括设置在液压胀形轧辊端部的防回流高压旋转接头46，防回流高压旋转接头46包括接头壳体2，接头壳体2的一端能转动地设置在接头芯轴9上，接头壳体2的另一端设置有进油口21，接头壳体2的另一端还固定连接有能封闭进油口21的逆止阀，接头壳体2与液压胀形轧辊固定连接，进油口21能够通过逆止阀与液压胀形轧辊的轧辊油道22连通，见图2、图3。

在正常工作状态下，高压油推开逆止阀从进油口21进入轧辊油道22，即图2和图3中高压油在进油口21处从右向左运动推开逆止阀并继续向左运动为高压油腔45提供压力；当液压系统突然停止向高压油腔中供油时，即高压油失去了推动其从右向左运动的力时，进油口21处压力突然减小，逆止阀将进油口21封闭，然后高压油会从逆止阀与进油口21之间的缝隙缓慢流出，高压油腔45内的压力缓慢降低，避免了高压油腔内的压力突然减小而破坏轧辊芯轴和轧辊辊套。

为了便于加工及安装，接头壳体2在含有进油口21的一端还设置有接头底座1，为了减小体积，充分利用接头底座的空间，接头底座1设置有底座槽101，进油口21设置在底座槽的底部102，逆止阀设置在底座槽101内，如图2、图3。

逆止阀具有与接头壳体2相连接的逆止阀座20、能够将进油口21封闭的逆止阀芯18、连接逆止阀座20和逆止阀芯18的逆止弹簧19，逆止阀座20设置有与进油口21相连通的阀座导油孔201。设置逆止阀座不但能够保证逆止阀芯18回弹时准确将进油口21封闭，还能减少高压油从接头底座1渗漏到轧辊芯轴4的外部，如图2、图4。

逆止阀座20形成有内凹的阀座槽202，阀座导油孔201设置在阀座槽202的底部；逆止阀芯18包括阀芯头部181和阀杆182，阀杆182设置在阀座槽202内，阀芯头部181位于阀座槽202开口端的外部，其顶部的封闭端183与进油口21的形状相匹配，并能嵌置于进油口21内。优选封闭端183为圆锥形、或圆锥台形，进油口21的形状也为圆锥形、或圆锥台形。封闭端183的形状与进油口21的形状相匹配能够在轧辊泄油时尽量降低泄压速度，如图2、图5。

阀杆182上设置有突起的圆环184，且该突起的圆环184容置在阀座槽202内；逆止弹簧19的一端与阀座槽的底部203抵接，逆止弹簧19的另一端与突起的圆环184抵接。轧辊泄油时，逆止弹簧能够快速而且准确地推动逆止阀芯18将进油口21封闭，进一步保证高压油腔内及时平稳低速泄压，如图2、图5。

阀杆182为具有流道185的中空体，底座槽的底部102与逆止阀座20之间形成贮油空间103，在突起的圆环184和阀芯的封闭端183之间设置有连通流道185和贮油空间103的通孔187，阀杆182插接于阀座导油孔201。正常工作状态下，高压油推开逆止阀芯18进入贮油空间103，再经过通孔187进入流道185和轧辊油道22，设置通孔187延长了油路并改变了油的流动方向有利于泄油时减小泄压速度变化，阀杆182插接于阀座导油孔201，阀杆182起到导向作用，保证封闭端183能够准确地与进油口21对接并将其封闭，如图2、图5。另外，阀杆182空心设置可以减轻接头阀芯9的重量，使接头阀芯9反应灵活敏捷，能够快速地将阀座导油孔201封闭。为了更进一步确保封闭端183能够准确地与进油口21对接并将其封闭，突起的圆环184的外径等于阀座槽202的内径。

接头芯轴9中设置有接头油道91，接头芯轴9和接头底座1之间设置有密封盘14，密封盘14内设置有连通进油口21和接头油道91的密封盘油道141。优选密封盘14与接头底座1之间紧密接触，密封盘14与接头芯轴9之间连接有压力补偿弹簧13，如图2、图6、图7。

接头壳体2和接头芯轴9之间设置有润滑油区23，接头芯轴9的外侧设置有润滑油进油口92，接头芯轴9内设置有连通润滑油区23和润滑油进油口92的润滑油进油道94，接头芯轴9的外侧还设置有润滑油出油口93，接头芯轴9内还设置有连通润滑油区23和润滑油出油口93的润滑油出油道95，如图2、图6。由于高压旋转接头43的旋转速度较高，所以接头芯轴9和接头壳体2之间设置有2列深沟球轴承3，在接头芯轴上还设计有润滑油进油口92和润滑油出油口93，润滑油从润滑油进油口92和润滑油进油道94进入润滑油区23，然后再经过润滑油出油道95和润滑油出油口93排出，用于深沟球轴承3的冷却及润滑。

另外，接头壳体2与轧辊芯轴4过渡配合安装并用旋转接头紧固螺钉11与胀形轧辊芯轴4的端面连接牢固；接头底座1与接头壳体2间隙配合安装并加装两道氟橡胶密封圈8用于密封润滑油区23的低压润滑油，接头底座1与接头壳体2用螺钉15连接；接头底座1与轧辊芯轴4间加装一道径向密封的氟橡胶密封圈8和一道轴向端面密封的氟橡胶密封圈8，用于密封高压油。逆止阀座20设置有外螺纹，接头底座1内设置内螺纹，为了方便将逆止阀座20旋紧于接头底座1内，逆止阀座20的外端还设置有两个安装孔204，将安装工具的安装棒对应插入两个安装孔204，通过旋动安装工具就可以很方便的旋转逆止阀座20，如图4。接头芯轴9和接头端盖6间是动配合密封，所以采用了双道密封结构，用于密封润滑油区23，第一道采用胀形氟橡胶密封件7，第二道采用普通圆柱形氟橡胶密封圈8，如图2。

下面介绍本发明所述的防回流高压旋转接头的运行方式。见图2，在工作时，除接头芯轴9及其上配合安装的密封盘14、压力补充弹簧13、轴承隔套5外，其余所有零件随着轧辊芯轴4一起转动。

接头芯轴9的外端设置有高压进油孔道96，正常工作状态下，液压系统使高压油从高压进油孔道96进入并依次流经接头油道91和密封盘油道141后到达进油口21，然后推动逆止阀芯18从右向左运动，高压油从逆止阀芯18与进油口21之间流入贮油空间103后依次流经通孔187、流道185、进入轧辊油道22，然后再进入高压油腔45作用于轧辊芯轴4和轧辊辊套41，根据不同的板形控制要求，液压系统提供不同的液压压力，使轧辊辊套41产生不同的变形凸度，从而达到控制板形质量的要求。当液压系统突然停止向高压油腔中供油时，进油口21处压力突然减小逆止阀芯18在逆止弹簧19的作用下从左向右运动将进油口21封闭，然后高压油会从逆止阀芯18与进油口21之间的缝隙缓慢流出，高压油腔内的压力逐渐降低，轧辊轴套和轧辊芯轴所受的压力缓慢减小，从而避免了快速泄压造成的轧辊辊套和轧辊芯轴损伤。

另外，轧辊辊套与轧辊芯轴之间采用过盈配合，过盈量是一个非常重要的结构参数。轧辊辊套与轧辊芯轴端部过盈装配时所需要的过盈量，应该满足以下要求：1、对高压油腔45内的高压液体起密封作用，即当控制压力达到设计允许的最大值时，轧辊辊套与轧辊芯轴仍能保持紧密接触；2、当液体压力和轧制载荷均达到最大值时，轧辊辊套与轧辊芯轴配合处的相应接触不产生相对轴向位移，以保证液压胀形轧辊与同规格的实心轧辊具有相同的弯曲刚度；3、能够传递轧制时的转矩载荷。要满足以上条件，就要求轧辊辊套与轧辊芯轴配合处有较大的径向压应力。而较大的径向压应力又依赖于足够大的过盈量。所以，从上述角度出发，过盈量应在满足辊套强度指标的前提条件下，尽可能取大些。但过大的过盈量有可能在配合处产生超过强度条件所允许的应力，特别是淬火后的轧辊辊套材料较脆，装配或其后的机加工过程中易开裂。基于上述多种因素并综合考虑轧辊的规格，优选过盈量为0.3～0.75mm。

为保证轧辊辊套41和轧辊芯轴4顺利配合装配，在轧辊辊套41和轧辊芯轴4相配合的部位，如图1中在A端过盈配合面和B端过盈配合面处采用不同的径向尺寸，也即所谓的大小头结构，轧辊芯轴4一端的直径比轧辊芯轴4另一端的直径小2～5mm，即图1中轧辊芯轴4一侧A端的直径比另一侧B端的直径小2～5mm，装配时轧辊芯轴4在图1中从右向左穿入轧辊辊套41，即从辊套的大端穿进，小端穿出。为保证生产装配时A、B端不弄错，在轧辊芯轴4和轧辊轴套41上还要做出标识。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。

Claims (10)

1.一种液压胀形轧辊，其特征在于：包括设置在液压胀形轧辊端部的防回流高压旋转接头(46)，防回流高压旋转接头(46)包括接头壳体(2)，接头壳体(2)的一端能转动地设置在接头芯轴(9)上，接头壳体(2)的另一端设置有进油口(21)，接头壳体(2)的另一端还固定连接有能封闭进油口(21)的逆止阀，接头壳体(2)与液压胀形轧辊固定连接，进油口(21)能够通过逆止阀与液压胀形轧辊的轧辊油道(22)连通。

2.根据权利要求1所述的液压胀形轧辊，其特征在于：接头壳体(2)在含有进油口(21)的一端还设置有接头底座(1)，接头底座(1)设置有底座槽(101)，进油口(21)设置在底座槽的底部(102)，逆止阀设置在底座槽(101)内。

3.根据权利要求2所述的液压胀形轧辊，其特征在于：逆止阀具有与接头壳体(2)相连接的逆止阀座(20)、能够将进油口(21)封闭的逆止阀芯(18)、连接逆止阀座(20)和逆止阀芯(18)的逆止弹簧(19)，逆止阀座(20)设置有与进油口(21)相连通的阀座导油孔(201)。

4.根据权利要求3所述的液压胀形轧辊，其特征在于：逆止阀座(20)形成有内凹的阀座槽(202)，阀座导油孔(201)设置在阀座槽(202)的底部；逆止阀芯(18)包括阀芯头部(181)和阀杆(182)，阀杆(182)设置在阀座槽(202)内，阀芯头部(181)位于阀座槽(202)端的外部，其顶部的封闭端(183)与进油口(21)的形状相匹配，并能嵌置于进油口(21)内。

5.根据权利要求4所述的液压胀形轧辊，其特征在于：阀杆(182)上设置有突起的圆环(184)，且该突起的圆环(184)容置在阀座槽(202)内；逆止弹簧(19)的一端与阀座槽的底部(203)抵接，逆止弹簧(19)的另一端与突起的圆环(184)抵接。

6.根据权利要求5所述的液压胀形轧辊，其特征在于：阀杆(182)为具有流道(185)的中空体，底座槽的底部(102)与逆止阀座(20)之间形成贮油空间(103)，在突起的圆环(184)和阀芯的封闭端(183)之间设置有连通流道(185)和贮油空间(103)的通孔(187)，阀杆(182)插接于阀座导油孔(201)。

7.根据权利要求5所述的液压胀形轧辊，其特征在于：突起的圆环(184)的外径等于阀座槽(202)的内径。

8.根据权利要求2所述的液压胀形轧辊，其特征在于：接头芯轴(9)中设置有接头油道(91)，接头芯轴(9)和接头底座(1)之间设置有密封盘(14)，密封盘(14)内设置有连通进油口(21)和接头油道(91)的密封盘油道(141)。

9.根据权利要求1所述的液压胀形轧辊，其特征在于：还包括轧辊辊套(41)和套接于轧辊辊套(41)内的轧辊芯轴(4)，轧辊辊套(41)和轧辊芯轴(4)之间为过盈配合，过盈量为0.3～0.75mm。

10.根据权利要求1所述的液压胀形轧辊，其特征在于：还包括轧辊辊套(41)和套接于轧辊辊套(41)内的轧辊芯轴(4)，在轧辊辊套(41)和轧辊芯轴(4)相配合的部位，轧辊芯轴(4)一端的直径比轧辊芯轴(4)另一端的直径小2～5mm。