CN109433827B - 一种智能调节嵌套辊 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能调节嵌套辊，属于精轧装置领域，包括镶套辊，镶套辊包括芯辊和外辊套，芯辊外周面上沿轴向均布有多条膨胀沟槽，膨胀沟槽自芯辊的一端延伸至另一端，外辊套同心套设在芯辊外将膨胀沟槽的开口面封闭形成膨胀通道，膨胀通道为依次串接的左端波谷状通道至少一个波峰状通道和右端波谷状通道形成的糖葫芦状通道，所述的波峰状通道位于芯辊中部，波峰状通道的最大通道宽度小于左端波谷状通道的最大通道宽度且还小于右端波谷状通道的最大通道宽度，装置结构简单高效，一体性好。
Description
技术领域
本发明涉及精轧设备领域，尤其涉及一种智能调节嵌套辊。
背景技术
现有技术中的轧辊一般存在以下几个缺陷①一般都是采用丝杠或者电机作为驱动力，使得轧辊移动改变轧制精度，因为存在齿轮误差的问题，轧辊移动不准确并且因为现有技术中，轧辊与热涨工艺的关系不稳定性，导致轧辊热膨胀不均匀，容易出现弯辊风险，②轧辊移动不准确并且因为现有技术中，轧辊与热涨工艺的关系不稳定性，导致轧辊热膨胀不均匀，容易出现弯辊风险，并且其流量不稳定调节工艺复杂，③现有的精轧辊一般都是采用加热油的方式，但是因为散热制衡的问题而导致加热油的精轧辊中间留热量大，精轧辊的俩侧端散热量打收缩打，热场为两端细中间粗的纺锤形，现有的精轧辊的热流道结构不科学，只是简单的单向流动通道，这样会导致精轧辊的热膨胀形状严重失衡导致生产事故。④对于精轧轧辊在热膨胀精度的控制上，现有技术一般只有执行元器件，热场检测搭配功率控制的温控结构设计，并且仅仅是通过增加热流量和减少热流量来调控温度，这样的调控方式反应速度慢，调控速度不精准，无法实现快速调控形变。⑤因为散热制衡的问题而导致加热油的精轧辊中间留热量大，精轧辊的俩侧端散热量打收缩大，热场为两端细中间粗的纺锤形，现有的精轧辊的热流道结构不科学，只是简单的单向流动通道，这样会导致精轧辊的热膨胀形状严重失衡导致生产事故。
发明内容
发明目的，本发明针对上述现有的热膨胀辊，结构不科学，调节能力差，存在出现弯辊缺陷提供了一种智能调节嵌套辊，其实现了精确辊型。
本发明所要解决的问题是由以下技术方案实现的：
一种智能调节嵌套辊，：包括镶套辊，镶套辊包括芯辊和外辊套，芯辊外周面上沿轴向均布有多条膨胀沟槽(2a)，膨胀沟槽自芯辊的一端延伸至另一端，外辊套同心套设在芯辊外将膨胀沟槽的开口面封闭形成膨胀通道，膨胀通道(2a)为依次串接的左端波谷状通道(2aa)、至少一个波峰状通道(2ab)和右端波谷状通道(2ac)形成的糖葫芦状通道，所述的波峰状通道位于芯辊中部，波峰状通道的最大通道宽度小于左端波谷状通道的最大通道宽度且还小于右端波谷状通道的最大通道宽度；
位于每个膨胀通道的进液口处都设置有一调温部包括螺接在可弹性膨胀伸缩的调流端柱(1b)，调流端柱与对应的膨胀通道的端口正对，调流端柱内部盘旋有导热丝(1a)。
进一步的，还包括用于控制温度的温度控制单元(22)、用于调整温度的功率调整单元(23)，位于膨胀通道外侧在镶套辊的两端各均布有至少四个温度传感器(21)，每个温度传感器都沿着镶套辊的边沿布设；
所述的温度控制单元的温度控制输出引脚与功率调整单元的功率调整输入引脚相连，功率调整单元的功率调整输出引脚与各个调温部的温度调整信号接收引脚相连，各个温度传感器的温度信号输出引脚与温度控制单元的的温度控制接收引脚相连。
进一步的，所述的波峰状通道(2ab)的波谷点连线间距为N，左端波谷状通道(2aa)和右端波谷状通道(2ac)的波峰连线间距为 M，N＝0.7M-0.9M。
进一步的，所述的波峰状通道(2ab)的波峰点与波谷状通道的波谷点的竖向高度差值为Q，膨胀沟槽的最大宽度为P，Q＝0.2P-0.3P。
进一步的，还包括左端盖(4)、右端盖(3)，左端盖、右端盖分别配装在镶套辊的两端面上，调温部设置在左端盖上，所述的温度传感器(21)分别对应的设置在左端盖和右端盖上。
进一步的，所述的调流端柱自左端盖的外端面其穿过至左端盖内侧面或者调流端柱自端盖的内侧面其延伸，所述的调流端柱的伸出端延伸至位于镶套辊与端盖之间预留的与膨胀通道相通的公共通路，公共通路与膨胀通道联通。
进一步的，每个膨胀通道与相邻的一个膨胀通道联通作为膨胀通道组，与每个膨胀通道组相对应的在右端盖上设置过渡连通管(5)，每个膨胀通道组通过过渡连通管形成一体连通的通道，膨胀通道组的出口接通引流管将换热完毕的流体导出在置入公共通路中。
进一步的，所述的左端波谷状通道与于右端波谷状通道都为带有一渐变扩口凹腔的纺锤状通道，所述的波峰状通道为带有渐变缩口凸腔的收紧口状通道。
进一步的，调流端柱(11)的伸出端为锥形端头，对应的，膨胀通道的端口为锥形槽，锥形端头伸入至锥形槽内，锥形端头与锥形槽之间留有间隙，间隙成伞状。
进一步的，伸缩端柱通过螺纹螺接在左端盖上。
本发明相对于现有技术而言具有的有益效果在于：
采用了螺纹连接的接触机构，螺纹在受热过程中会提供其螺旋齿面会提供左右移动的冗余移动力，推动调流端柱前进后退，并且调流端柱在移动过程中其受热膨胀，会闭合或打开伞状的间隙。
通过将发热丝盘旋在调流端柱内，调流端柱一方面起到了隔绝内外环境的作用另一方面起到了调节流量作用，发热丝延伸至螺纹根部，保证螺纹部位同时受热，相对而言螺纹并没有焊接固定效果好，但之所以延伸至螺纹根部并配合耐热密封螺纹胶，是为了保证螺纹处会提供垂直推力和保证良好的触发调节能力。
通过设置了双向流道的膨胀通道组，在流动过程中，除了会对辊体带来热量外还会循环流动带走热量，初步杜绝了不规则形变的出现。
通过设置了流量控制器，可以严格控制流量大小，在检测到预出现形变时即将流量减小，进一步杜绝不规则形变。
整体机构易改造性强，效果良好，结构简单高效，成本较低。
通过设置了新型的散热通道结构，位于双侧部位采用了波谷通道的结构设计扩充了通道空间，利于散热，对于难以散热的中间部位设置了波峰通道，缩小了通道空间，减少集中热量。
通过设置了双向流道的膨胀通道组，在流动过程中，除了会对辊体带来热量外还会循环流动带走热量，初步杜绝了不规则形变的出现。
通过设置了流量控制器，可以严格控制流量大小，在检测到预出现形变时即将流量减小，进一步杜绝不规则形变。
通过设置了抗热层和抗摩擦层，在使用过程中抗热层的规律性涂覆一可以实现局部保温和局部加速散热，这样在分析热场后，就可以了针对热场凸场合凹场进行平衡性弥补，抗摩擦层可以填补抗热层的凹处形成达到微米级的平滑表面。
整体机构易改造性强，效果良好，结构简单高效，成本较低。
采用了闭环的检测反馈机构，在使用过程中根据既定的程序进行检测反馈执行，监测的逻辑链连贯，布局合理设置在端盖上便于拆卸，具备良好的闭环检测效能，并且全部采用现有技术中的功率、控制单元，易于实现搭建，后期可以匹配WIFI模块，在终端监测即可完成调控，无需人员手工调整，极大的解放了人力物力。
采用了螺纹连接的接触机构，螺纹在受热过程中会提供其螺旋齿面会提供左右移动的冗余移动力，推动调流端柱前进后退，并且调流端柱在移动过程中其受热膨胀，会闭合或打开伞状的间隙。
通过将发热丝盘旋在调流端柱内，调流端柱一方面起到了隔绝内外环境的作用另一方面起到了调节流量作用，发热丝延伸至螺纹根部，保证螺纹部位同时受热，相对而言螺纹并没有焊接固定效果好，但之所以延伸至螺纹根部并配合耐热密封螺纹胶，是为了保证螺纹处会提供垂直推力和保证良好的触发调节能力。
附图说明
图1是本发明调温部的结构示意图。
图2本发明的温度闭环监测示意图。
图3是本发明轴向层级分布剖视图。
图4是左端波谷状通道、波峰状通道和右端波谷状通道的结构图；
图5是本发明的通道侧视结构图。
图6是膨胀通道的三维示意图。
图7是温度传感器的分布图。
其中，芯辊(2)、右端盖(3)、左端盖(4)、过渡连通管(5)、抗摩层6、调温部(7)；
导热丝(1a)、调流端柱(1b)、膨胀通道(2a)；
温度控制单元(22)、功率调整单元(23)、温度传感器(21)；
左端波谷状通道(2aa)、波峰状通道(2ab、右端波谷状通道(2ac)；
具体实施方式
参照图1所示，
提供了一种智能调节嵌套辊，
如图4-6所示，镶套辊的结构为，镶套辊包括芯辊2，芯辊外周面上均布有多条膨胀沟槽，各条膨胀沟槽自芯辊的一端延伸至另一端，膨胀沟槽为依次串接的左端波谷状通道2aa、至少一个波峰状通道2ab和右端波谷状通道2ac形成的糖葫芦状通道，所述的波峰状通道位于芯辊中部，波峰状通道的最大通道宽度小于左端波谷状通道的最大通道宽度且还小于右端波谷状通道的最大通道宽度，所述的左端波谷状通道与于右端波谷状通道都为带有一渐变扩口凹腔的纺锤状通道，所述的波峰状通道为带有渐变缩口凸腔的收紧口状通道。
所述的波峰状通道2ab的波谷点连线间距为N，左端波谷状通道 2aa和右端波谷状通道2ac的波峰连线间距为M，N＝0.7M-0.9M，，油路宽度大，该值取较小值；油路宽度小，该值取较大值。
所述的波峰状通道2ab的波峰点与波谷状通道的波谷点的竖向高度差值为Q，膨胀沟槽的最大宽度为P，Q＝0.2P-0.3P，轧辊辊身长取小值，辊身短则取大值。
左端波谷状通道与右端波谷状通道分别与波峰状通道两端端口的连接处平滑对接，各条膨胀沟槽沿芯辊轴向延伸，外辊套同心套设在芯辊外。
如图5所示，外辊套将膨胀沟槽的开口面封闭，封闭膨胀沟槽的开口面形成膨胀通道2a，每个膨胀通道与相邻的一个膨胀通道联通作为膨胀通道组。
如图5所示，还包括左端盖4、右端盖3，右端盖配装在镶套辊的端面上，左端盖配装在镶套辊的另一端面上，与每个膨胀通道组相对应的在右端盖上设置过渡连通管5，每个膨胀通道组通过过渡连通管形成一体连通的通道，与每个膨胀通道组相对应的在右端盖上设置调温部7，每个调温部都与膨胀通道的入口相对应。
如图2所示，每个调温部包括螺接在端盖上的调流端柱1b，调流端柱与对应的膨胀通道的端口正对，调流端柱内部盘旋有导热丝 1a，导热丝自调流端内腔底向外盘旋至调流端柱的螺纹根部或者超过调流端柱的螺纹根部。
位于镶套辊与端盖之间预留有与膨胀通道相通的公共通路，公共通路与膨胀通道联通，公共通路与膨胀通道形成汇聚至膨胀通道的导热流岔路，所述的调流端柱自端盖的外端面起穿过至端盖内侧面或者调流端柱自端盖的内侧面其延伸。
所述的调流端柱延伸至公共通路中，与调流端柱的伸出端为锥形端头，对应的，膨胀通道的端口为锥形槽，锥形端头伸入至锥形槽内，锥形端头与锥形槽之间留有间隙，间隙成伞状。
为保证产品的良好延展性，伸缩端柱通过螺纹螺接在端盖上。所述的锥形端头起始面与锥形槽的外侧端面齐平，所述的螺纹类型为梯形螺纹或者锯齿螺纹，梯形螺纹推力大于锯齿螺纹推力。
如图3所示，位于外辊套外周面形成有用于提高热量耐受度的耐热层，耐热层的两侧形成较厚层中央形成较浅的薄层，所述的耐热层外还形成有用于提高抗摩擦能力的抗摩层，抗摩层刚好可以将耐热层的薄层填充形成光滑表面。
如图4所示，自动化控制部分的结构为，所述的温度控制单元的温度控制输出引脚与功率调整单元的功率调整输入引脚相连，功率调整单元的功率调整输出引脚与各个调温部的温度调整信号接收引脚相连，各个温度传感器的温度信号输出引脚与温度控制单元的的温度控制接收引脚相连。
温度控制单元Tcu，型号为ZLF-25，其接口为DN32，电源采用AC380V电源，频率为50HZ，最大功率为2KW(max)。
功率调整单元Pcu，型号为CD4017，变压部分采用直接适配Tcu 整流完毕电流。
温度传感器采用PTC热敏电阻测温传感器，
以下对本发明做进一步说明：
当温度传感器检测到温度不符合预设热场时，开始进行调控，温度控制单元下发调控指令经由功率调整单元的信号接收引脚，功率调整单元此时开始调节导热丝的发热量，导热丝自然发热，并在调流端柱的密闭空腔中积蓄热量，此时调流端柱因为受热自然膨胀，直至开始密闭伞状间隙，通过对导热丝发热量的调节可以调整伞状间隙开合度。当温度传感器检测到温度不符合预设热场时，开始进行调控，温度控制单元下发调控指令经由功率调整单元的信号接收引脚，功率调整单元此时开始调节导热丝的发热量。
Claims (4)
1.一种智能调节嵌套辊，其特征在于：包括镶套辊，镶套辊包括芯辊（2）和外辊套，芯辊外周面上沿轴向均布有多条膨胀沟槽，膨胀沟槽自芯辊的一端延伸至另一端，外辊套同心套设在芯辊外将膨胀沟槽的开口面封闭形成膨胀通道，膨胀通道（2a）为依次串接的左端波谷状通道（2aa）、至少一个波峰状通道（2ab）和右端波谷状通道（2ac）形成的糖葫芦状通道，所述的波峰状通道位于芯辊中部，波峰状通道的最大通道宽度小于左端波谷状通道的最大通道宽度且还小于右端波谷状通道的最大通道宽度；
位于每个膨胀通道的进液口处都设置有一调温部（7），其包括螺接设置的可弹性膨胀伸缩的调流端柱（1b），调流端柱与对应的导热流通道的端口正对，调流端柱内部盘旋有导热丝（1a）；
还包括左端盖（4）、右端盖（3），左端盖、右端盖分别配装在镶套辊的两端面上，调温部设置在左端盖上，温度传感器（21）分别对应的设置在左端盖和右端盖上；
所述的调流端柱自左端盖的外端面穿过至左端盖内侧面或者调流端柱自端盖的内侧面延伸，所述的调流端柱的伸出端延伸至位于膨胀辊主体与端盖之间预留的与导热流通道相通的公共通路，公共通路与膨胀通道联通；
每个膨胀通道与相邻的一个膨胀通道联通作为膨胀通道组，与每个膨胀通道组相对应的在右端盖上设置过渡连通管（5），每个膨胀通道组通过过渡连通管形成一体连通的通道，膨胀通道组的出口接通引流管将换热完毕的流体导出至入公共通路中。
2.根据权利要求1所述的一种智能调节嵌套辊，其特征在于：还包括用于控制温度的温度控制单元（22）、用于调整温度的功率调整单元（23），位于膨胀通道外侧在镶套辊的两端各均布有至少四个温度传感器（21），每个温度传感器都沿着镶套辊的边沿布设；
所述的温度控制单元的温度控制输出引脚与功率调整单元的功率调整输入引脚相连，功率调整单元的功率调整输出引脚与各个调温部的温度调整信号接收引脚相连，各个温度传感器的温度信号输出引脚与温度控制单元的温度控制接收引脚相连。
3.根据权利要求1所述的一种智能调节嵌套辊，其特征在于：所述的左端波谷状通道与于右端波谷状通道都为带有一渐变扩口凹腔的纺锤状通道，所述的波峰状通道为带有渐变缩口凸腔的收紧口状通道。
4.根据权利要求1所述的一种智能调节嵌套辊，其特征在于：调流端柱的伸出端为锥形端头，对应的，膨胀通道的端口为锥形槽，锥形端头伸入至锥形槽内，锥形端头与锥形槽之间留有间隙，间隙成伞状。
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