CN104846165B - 一种水淬辊及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水淬辊及其制备方法，该水淬辊包括芯轴、辐轮架和筒体，一对所述辐轮架分别安装在所述芯轴的两端，所述辐轮架的外圆与所述筒体固定连接，所述筒体的外周上均匀开设有凹槽形的花纹，位于传动侧的辐轮架与芯轴过盈连接，位于非传动侧的辐轮架与芯轴滑动连接，所述筒体采用耐磨不锈钢制作。本发明耐磨损，不易腐蚀，使用寿命长，而且径向跳动小，平衡性能好，运行稳定，带钢不打滑，能有效降低设备故障率，保护带钢表面质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种带钢冷却设备，尤其涉及一种水淬辊及其制备方法。
背景技术
退火后快速冷却是生产冷轧高强钢的核心技术之一，水淬冷却速度最快、生产钢种强度级别最高，因而倍受冷轧带钢生产厂家推崇。水淬系统主要由水淬槽、水淬辊、喷淋冷却装置、吹扫和烘干装置等组成。
水淬辊即水淬槽内的转向辊，在水淬槽内对冷却带钢起到转向作用，广泛应用于冷轧连退线、镀锌线的快速冷却系统，对冷轧带钢生产运行及产品质量有重要影响作用。但是，现有水淬辊存在以下问题：1、运行过程中与带钢摩擦磨损严重且不均匀，导致水淬辊使用寿命短，带钢易跑偏；2、水淬辊同轴度不高，转动动平衡性差，辊面跳动大，导致设备易损坏，同时，生产线带钢运行张力波动大，影响带钢产品质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水淬辊及其制备方法，它耐磨损，不易腐蚀，使用寿命长，而且径向跳动小，平衡性能好，运行稳定，带钢不打滑，能有效降低设备故障率，保护带钢表面质量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
提供一种水淬辊，包括芯轴、辐轮架和筒体，所述辐轮架包括辐板、以及安装在所述辐板内的内套，一对所述辐轮架通过内套分别安装在所述芯轴的两端，所述辐轮架辐板的外圆与所述筒体固定连接，所述筒体的外周上均匀开设有凹槽形的花纹，位于传动侧的辐轮架内套与芯轴过盈连接，位于非传动侧的辐轮架内套与芯轴滑动连接，所述筒体采用耐磨耐腐蚀不锈钢制作。
相应的，本发明还提供一种水淬辊制备方法，包括以下步骤：
S1、制作辐轮架，先将辐板下料，外圆留一定加工余量，其余加工达设计要求，将内套下料，内孔留一定加工余量，其余加工达设计要求，再将内套焊接在辐板内，按内套的内孔找正，加工辐板外圆达设计要求；
S2、制作筒体，筒体采用耐磨耐腐蚀不锈钢制作，加工筒体两端的内孔与辐板的外圆直径相配，将一对辐轮架焊接在筒体两端的内孔内，再加工辐轮架内套的内孔，使一对内套的同轴度达0.05mm，筒体的外圆留一定加工余量；
S3、制作芯轴达设计要求，将芯轴安装在带筒体的辐轮架的内套内，位于传动侧的辐轮架的内套与芯轴过盈连接，位于非传动侧的辐轮架的内套与芯轴滑动连接；
S4、加工筒体的外圆达设计要求，再在筒体的外周上加工凹槽形的花纹，具体包括以下步骤：
S401、将带有筒体和辐轮架的芯轴在车床上找正装夹，所述车床的小拖板上安装有卧式铣头，所述卧式铣头的刀齿齿形与花纹的凹槽形状一致；
S402、在车床上加工筒体的外圆达设计要求；
S403、按凹槽在圆周方向的数量在筒体的外周上划圆周等分线；
S404、按凹槽的轴向间距调整车床挂轮，使其在卧式铣头一个凹槽加工周期内，车床大拖板轴向移动距离为一个凹槽轴向间距；
S405、按圆周等分线找准第一组凹槽加工起点，启动车床，小拖板带动卧式铣头进给，加工第一个凹槽，完毕，大拖板移动一个凹槽轴向间距，加工下一个凹槽，如此反复，直至加工完第一组凹槽；
S406、重复步骤S404，直至加工完所有凹槽，形成凹槽形的花纹；
S407、采用平衡块加重方式进行动平衡测试，保证旋转精度等级达到G6.3要求；
S5、筒体外圆修磨清理，涂油包装。
按上述技术方案，所述步骤S2具体包括：采用耐磨耐腐蚀不锈钢钢板在卷板机上滚压成筒体，筒体外圆和内孔留一定加工余量，筒体接缝处按对接圆弧坡口焊接，找正加工两端内孔与辐轮架的辐板外圆直径相配，将一对辐轮架连续焊接在筒体两端的内孔内，在镗床上加工辐轮架内套的内孔，使其同轴度达0.05mm。
按上述技术方案，在步骤S3中，位于传动侧的辐轮架的内套与芯轴采用H7/r6过盈配合，位于非传动侧的辐轮架的内套与芯轴采用H7/f6间隙配合。
本发明产生的有益效果是：本发明提供的水淬辊，其芯轴位于传动侧的一端与辐轮架过盈配合，位于非传动侧的一端与辐轮架间隙配合，这样芯轴两端支撑轴颈与筒体同轴度高，工作时，因为传动侧的芯轴与辐轮架过盈配合，故这端几乎无径向跳动，再传至非传动侧时，径向跳动非常小，从而整个水淬辊平衡性能好，运行稳定，同时，在筒体表面开设均匀的花纹可以使带钢与筒体之间的摩擦力均匀分布，保证带钢不打滑，能有效降低设备故障率，从而保护带钢表面质量；另外，筒体采用耐磨耐腐蚀不锈钢制作，使得水淬辊耐磨损，不易腐蚀，使用寿命长。
本发明提供的水淬辊制备方法，在改造后的普通车床上进行加工，制造成本低，其制作辐轮架时将内套的内孔留一定加工余量，再将一对辐轮架焊接在筒体内，然后加工一对内套的内孔，这样可以弥补前面加工产生的误差，进而可以保证一对内套的同轴度，在安装芯轴时，可以提高芯轴两端支撑轴颈与筒体的同轴度，加工花纹时，采用刀齿齿形与凹槽形状一致的卧式铣头，并在筒体上划出圆周等分线，再沿筒体的轴向一组一组的加工凹槽，这样可以保证组与组之间凹槽的间距一致，每一组内凹槽之间的间距一致，从而保证凹槽形花纹的均匀性，使带钢在筒体上受到的摩擦力相同，有利于防止带钢跑偏，降低设备事故，提高带钢产品质量。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是筒体外周花纹的局部示意图。
图中：1-辐轮架、101-辐板、102-内套、2-筒体、201-花纹、3-芯轴。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、图2所示，一种水淬辊，包括芯轴3、辐轮架1和筒体2，辐轮架1包括辐板101、以及安装在辐板101内的内套102，一对辐轮架1通过内套102分别安装在芯轴3的两端，辐轮架1辐板101的外圆与筒体2固定连接，筒体2的外周上均匀开设有凹槽形的花纹201，位于传动侧的辐轮架1内套102与芯轴3过盈连接，位于非传动侧的辐轮架1内套102与芯轴3滑动连接，筒体2采用耐磨耐腐蚀不锈钢制作，优选的，耐磨耐腐蚀不锈钢为1Cr18Ni9Ti不锈钢，其化学组成及其质量分数为：C≤0.12wt％；Si≤1.00wt％；Mn≤2.00wt％；P≤0.035wt％；S≤0.03wt％；17.00～19.00wt％Cr；8.00～11.00wt％Ni；0.5～0.8wt％Ti；余量铁及其它杂质。
相应的，如图1、图2所示，本发明还提供一种水淬辊制备方法，包括以下步骤：
S1、制作辐轮架1，先将辐板下料，外圆留一定加工余量(一般为10mm)，其余加工达设计要求，内套下料，内孔留一定加工余量(一般为10mm)，其余加工达设计要求，再将内套焊接在辐板内，按内套的内孔找正，加工辐板外圆达设计要求；
S2、制作筒体2，筒体采用耐磨耐腐蚀不锈钢制作，加工筒体2两端的内孔与辐板101的外圆直径相配，将一对辐轮架1焊接在筒体2两端的内孔内，再加工辐轮架1内套102的内孔，使一对内套102的同轴度达0.05mm，筒体2的外圆留一定加工余量；
S3、制作芯轴3达设计要求，将芯轴3安装在带筒体2的辐轮架1的内孔内，位于传动侧的辐轮架的内套与芯轴过盈连接，位于非传动侧的辐轮架的内套与芯轴滑动连接；
S4、加工筒体2的外圆达设计要求，再在筒体2的外周上加工凹槽形的花纹201，具体包括以下步骤：
S401、将带有筒体和辐轮架的芯轴在车床上找正装夹，车床的小拖板上安装有卧式铣头，卧式铣头的刀齿齿形与花纹的凹槽形状一致；
S402、在车床上加工筒体的外圆达设计要求；
S403、按凹槽在圆周方向的数量在筒体的外周上划圆周等分线；
S404、按凹槽的轴向间距调整车床挂轮，使其在卧式铣头一个凹槽加工周期内，车床大拖板轴向移动距离为一个凹槽轴向间距；
S405、按圆周等分线找准第一组凹槽加工起点，启动车床，小拖板带动卧式铣头进给，加工第一个凹槽，完毕，大拖板移动一个凹槽轴向间距，加工下一个凹槽，如此反复，直至加工完第一组凹槽；
S406、重复步骤S404，直至完成所有凹槽的加工；
S407、采用平衡块加重方式进行动平衡测试，保证旋转精度等级达到G6.3要求；
S5、筒体外圆修磨清理，涂油包装，以去除毛刺，并起到防锈的作用。
在本发明的优选实施例中，步骤S2具体包括：采用耐磨耐腐蚀不锈钢钢板(本实施例中选用的钢板厚度为25mm)在卷板机上滚压成筒体，筒体外圆和内孔留一定加工余量(一般为5mm)，筒体接缝处按对接圆弧坡口焊接，找正加工两端内孔与辐轮架的辐板外圆直径相配，将一对辐轮架连续焊接在筒体两端的内孔内，在镗床上加工辐轮架内套的内孔，使其同轴度达0.05mm。
在本发明的优选实施例中，在步骤S3中，位于传动侧的辐轮架与芯轴采用H7/r6过盈配合，位于非传动侧的辐轮架与芯轴采用H7/f6间隙配合，芯轴直径选用φ280mm。
本单位以前使用的水淬辊多为进口，一支进口水淬辊的价格在45万元，通过本发明制备的水淬辊，在改造后的普通车床上进行加工，制造成本只需15万的材料制造费用，车床在工作时，小拖板进给速度设定0.3mm/s，卧式铣头主轴转速2000rpm，保证加工精度，本发明以低廉的成本取代进口产品，可以创造很好的经济效益。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种水淬辊制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制作辐轮架，先将辐板下料，外圆留一定加工余量，其余加工达设计要求，将内套下料，内孔留一定加工余量，其余加工达设计要求，再将内套焊接在辐板内，按内套的内孔找正，加工辐板外圆达设计要求；
S2、制作筒体，筒体采用耐磨耐腐蚀不锈钢制作，加工筒体两端的内孔与辐板的外圆直径相配，将一对辐轮架焊接在筒体两端的内孔内，再加工辐轮架内套的内孔，使一对内套的同轴度达0.05mm，筒体的外圆留一定加工余量；
S3、制作芯轴达设计要求，将芯轴安装在带筒体的辐轮架的内套内，位于传动侧的辐轮架的内套与芯轴过盈连接，位于非传动侧的辐轮架的内套与芯轴滑动连接；
S4、加工筒体的外圆达设计要求，再在筒体的外周上加工凹槽形的花纹，具体包括以下步骤：
S401、将带有筒体和辐轮架的芯轴在车床上找正装夹，所述车床的小拖板上安装有卧式铣头，所述卧式铣头的刀齿齿形与花纹的凹槽形状一致；
S402、在车床上加工筒体的外圆达设计要求；
S403、按凹槽在圆周方向的数量在筒体的外周上划圆周等分线；
S404、按凹槽的轴向间距调整车床挂轮，使其在卧式铣头一个凹槽加工周期内，车床大拖板轴向移动距离为一个凹槽轴向间距；
S405、按圆周等分线找准第一组凹槽加工起点，启动车床，小拖板带动卧式铣头进给，加工第一个凹槽，完毕，大拖板移动一个凹槽轴向间距，加工下一个凹槽，如此反复，直至加工完第一组凹槽；
S406、重复步骤S404，直至加工完所有凹槽，形成凹槽形的花纹；
S407、采用平衡块加重方式进行动平衡测试，保证旋转精度等级达到G6.3要求；
S5、筒体外圆修磨清理，涂油包装。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：采用耐磨耐腐蚀不锈钢钢板在卷板机上滚压成筒体，筒体外圆和内孔留一定加工余量，筒体接缝处按对接圆弧坡口焊接，找正加工两端内孔与辐轮架的辐板外圆直径相配，将一对辐轮架连续焊接在筒体两端的内孔内，在镗床上加工辐轮架内套的内孔，使其同轴度达0.05mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，位于传动侧的辐轮架的内套与芯轴采用H7/r6过盈配合，位于非传动侧的辐轮架的内套与芯轴采用H7/f6间隙配合。
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