CN109877161A - 组合式型钢三辊轧机及其轧辊与轧辊设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于轧钢设备技术领域，具体而言，本发明涉及一种组合式型钢三辊轧机及其轧辊与轧辊设计方法，轧辊设计方法包括根据轧辊的结构构建轧辊的初始模型；将初始模型分为辊轴和辊环；沿辊轴的轴线方向对辊环进行分段，将辊环分为多个区域段；按轧辊的孔型图将多个区域段装配在辊轴上，构成组合式轧辊。组合式型钢三辊轧机的轧辊包括辊轴和设有多个孔型的辊环；辊环包括多个区域段，每个区域段上设有至多一个孔型，多个区域段可拆卸式装配在辊轴上。本发明可以使得组合式轧辊得到充分利用，提高轧辊整体使用寿命，提高金属利用率，降低加工成本和加工能耗，节约资源，提高资源利用率。

Description

组合式型钢三辊轧机及其轧辊与轧辊设计方法

技术领域

本发明属于轧钢设备技术领域，具体而言，本发明涉及一种组合式型钢三辊轧机及其轧辊与轧辊设计方法。

背景技术

轧辊属于轧机的一部分，是轧制工艺过程中的主要工作部件，其在轧制过程中与轧件直接接触，对轧件进行加工，以实现轧件的塑性变形。

型钢三辊轧机的轧辊一般采用整体结构，即先采用锻造或铸造的方式生产毛坯，然后进行车削加工及热处理，最终得到成品。型钢轧辊辊身分布有孔型，在使用过程中，由于变形的需要，各个孔型之间、孔型的各部分之间的磨损及受力状态不同。轧辊使用一段时间后，某些部位无法达到使用下限，需要进行修复或者更换轧辊，此时由于局部原因，造成轧辊整体进行修复或报废，造成资源浪费。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种组合式型钢三辊轧机及其轧辊与与轧辊设计方法，其技术方案如下：

一种组合式型钢三辊轧机的轧辊设计方法，包括以下步骤：

步骤一：根据轧辊的结构构建组合式轧辊的初始模型；

步骤二：将所述初始模型分为辊轴和辊环；

步骤三：在所述辊环上设计多个孔型，沿所述辊轴的轴线方向对所述辊环进行分段，将所述辊环分为多个区域段，每个所述区域段至多包含一个所述孔型；

步骤四：按所述轧辊的孔型图将多个所述区域段装配在所述辊轴上，构成组合式轧辊。

如上述的轧辊设计方法，进一步优选为：将所述孔型划分为工作孔型和非工作孔型，并交替布置在所述辊环上，所述工作孔型和所述非工作孔型由止推面隔开。

如上述的轧辊设计方法，进一步优选为：将所述止推面分配于包含所述非工作孔型的所述区域段内，并将所述止推面置于所述非工作孔型两侧。

如上述的轧辊设计方法，进一步优选为：在所述辊轴上设计与所述区域段配合的限位装置，用于防止多个所述区域段沿所述辊轴轴线窜动。

如上述的轧辊设计方法，进一步优选为：所述限位装置为止推轴承、轴肩、圆螺母的任意一种或其组合。

如上述的轧辊设计方法，进一步优选为：所述辊环与所述辊轴采用热装配方式可拆卸式连接。

如上述的轧辊设计方法，进一步优选为：所述辊环与所述辊轴通过键连接方式可拆卸连接。

一种组合式型钢三辊轧机的轧辊，其包括：辊轴和设有多个孔型的辊环；所述辊环包括多个区域段，每个所述区域段上设有至多一个所述孔型，多个所述区域段可拆卸式装配在所述辊轴上。

如上述的轧辊，进一步优选为：所述孔型分为工作孔型和非工作孔型，多个所述工作孔型和多个所述非工作孔型交替分布。

一种组合式型钢三辊轧机，包括：上下依次相对设置的上辊、中辊和下辊，所述上辊和/或中辊和/或下辊为上述轧辊。

分析可知，与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：

本发明的组合式型钢三辊轧机的轧辊设计方法设计的轧辊径向和轴向上均采用组合式结构，可以使得该轧辊得到充分利用，在工作时与整体结构轧辊具有同等效用。针对局部磨损或修改进行局部加工处理时，能够避免由于局部原因造成整体报废或修复，提高轧辊整体使用寿命，提高金属利用率，降低加工成本和加工能耗，节约资源，提高资源利用率。在设计时，每个工作孔型、每个非工作孔型均占据一个区域段，既便于对孔型进行加工修复，又避免了辊环被分为过多区域段，便于组装；本发明只针对结构进行优化，而不涉及形状的改变，避免了操作的复杂性，可与原整体结构轧辊同时使用，互换性强。

附图说明

图1为本发明的组合式型钢三辊轧机的轧辊结构示意图。

图2为本发明的组合式型钢三辊轧机的轧辊安装示意图。

图3为本发明的辊环与辊轴的装配示意图一。

图4为本发明的辊环与辊轴的装配示意图二。

图5为本发明的辊环与辊轴通过轴肩限位的示意图。

图中：1-操作端；2-止推轴承；3-止推面；4-辊轴；5-区域段；6-驱动端；7-上辊；8-中辊；9-下辊；10-第一非工作孔型；11-第二工作孔型；12-第三非工作孔型；13-第四工作孔型；14-第五非工作孔型；15-第一工作孔型；16-第二非工作孔型；17-第三工作孔型；18-第四非工作孔型；19-第五工作孔型；20-辊环；21-花键。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参照图1至图5，图1为本发明的组合式型钢三辊轧机的轧辊结构示意图；图2为本发明的组合式型钢三辊轧机的轧辊安装示意图；图3为本发明的辊环与辊轴的装配示意图一；图4为本发明的辊环与辊轴的装配示意图二；图5为本发明的辊环与辊轴通过轴肩限位的示意图。

如图1至图5所示，本发明针对型钢三辊轧机提供了一种轧辊设计方法，包括以下步骤：

步骤一：根据轧辊的结构构建组合式轧辊的初始模型。

按照传统的整体结构轧辊绘制图纸，作为组合式轧辊的初始模型，为后续设计中分割时提供分割依据。

步骤二：将初始模型分为辊轴4和辊环20。

对初始模型进行分割，将整体结构的初始模型沿径向由内向外依次分割为辊轴4和辊环20。

步骤三：沿辊轴4的轴线方向对辊环20进行分段，将辊环20分为多个区域段5。

作为轧钢时与轧件直接接触的工作面，辊环20上设计有多个孔型，孔型分为工作孔型和非工作孔型，在辊环20上沿辊环20轴线方向排布孔型时，工作孔型和非工作孔型交替分布，并且工作孔型和非工作孔型由止推面3隔开。

划分辊环20的区域段5时，每个区域段5至多包含一个孔型，根据区域段5是否包含孔型和包含孔型的类型可将区域段5分为三类，即：包含工作孔型的区域段5、包含非工作孔型的区域段5、不含孔型的区域段5。

在区域段5的细致划分中，将止推面3分配于包含非工作孔型的区域段5内，并将止推面3置于非工作孔型两侧。在轧辊工作时，工作孔型磨损较快、更换频率高，将止推面3布局在包含非工作孔型的区域段5内，可以尽可能减小包含工作孔型的区域段5长度，从而能够减少加工成本和能耗、提高资源利用率。在其他的实施例中，还可以将止推面3分配于包含工作孔型的区域段内。

步骤四：按轧辊的孔型图将多个区域段5装配在辊轴4上，构成组合式轧辊。

在辊轴4上装配区域段5时，按照整体结构轧辊的孔型图由辊轴4的一端向另一端依次装配区域段5，使得多个区域段5依次相连、并与辊轴4可拆卸的固定连接，装配成与整体结构轧辊同等作用的组合式轧辊。

本发明的组合式型钢三辊轧机的轧辊设计方法设计的轧辊径向和轴向上均采用组合式结构，可以使得该轧辊(或称组合式轧辊)得到充分利用，在工作时与整体结构轧辊具有同等效用。针对局部磨损或修改进行局部加工处理时，能够避免由于局部原因造成整体报废或修复，提高轧辊整体使用寿命，提高金属利用率，降低加工成本和加工能耗，节约资源，提高资源利用率。在设计时，每个工作孔型、每个非工作孔型均占据一个区域段5，既便于对孔型进行加工修复，又避免了辊环20被分为过多区域段5，便于组装；本发明只针对结构进行优化，而不涉及形状的改变，避免了操作的复杂性，可与原整体结构轧辊同时使用，互换性强。

如图3至图5所示，作为进一步优化，本发明在辊轴4上设计与区域段5配合的限位装置，限位装置为止推轴承2、轴肩、圆螺母的任意一种或其组合，用于防止多个区域段5沿辊轴4轴线窜动。

为了便于传动和装配，辊环20与辊轴4采用可拆卸式连接方式固定相连，能够保证型钢三辊轧机主电机的驱动力通过型钢三辊轧机的传动机构由辊轴4传递到辊环20上，带动辊环20随辊轴4同步转动，实现组合式轧辊的整体转动。进一步的，作为实施方式之一，辊环20与辊轴4采用热装配方式连接，即每个区域段5均与辊轴4过盈配合，具体可选为H7/r6级。作为另一实施方式，辊环20与辊轴4通过键连接方式连接，具体可采用花键21配合。

如图1至图3所示，本发明同时提供了一种组合式轧辊，包括辊轴4和设有多个孔型的辊环20；辊环20包括多个区域段5，每个区域段5上设有至多一个孔型，多个区域段5可拆卸式装配在辊轴4上。

具体的，本发明的孔型分为工作孔型和非工作孔型，多个工作孔型和多个非工作孔型交替分布。每个工作孔型、每个非工作孔型均分配有一个区域段5。在对包含工作孔型的区域段5进行划分时，工作孔型两端的过渡圆角处(包含完整的过渡圆角)即为该区域段5的两端，从而能够缩短包含工作孔型的区域段5的长度，节约成本和时间。

实施例：

如图1至图5所示，轧辊为型钢三辊轧机边辊中的下辊9，辊环20由左向右依次分为A、B、C、D、E、F、G七个区域段5。区域段A和区域段G为不含孔型的区域段5；区域段B、区域段D、区域段F为包含工作孔型的区域段5；区域段C、区域段E为包含非工作孔型的区域段5。

型钢三辊轧机的轧辊由上至下依次为上辊7、中辊8和下辊9；孔型由上至下、由左至右依次为第一非工作孔型10、第二工作孔型11、第三非工作孔型12、第四工作孔型13、第五非工作孔型14、第一工作孔型15、第二非工作孔型16、第三工作孔型17、第四非工作孔型18、第五工作孔型19。

辊轴4左端设有轴环、右端设有轴肩，用于限定七个区域段5的轴向窜动，辊轴4两端还安装有止推轴承2，若两个相邻区域段5存在间隙，还可添加垫片。辊轴4左端加工有操作端1，操作端1外径小于与辊环20配合处的辊轴4直径，便于辊环20的装配；辊轴4的右端加工有驱动端6，用于与型钢三辊轧机的传动机构相连。

作为可拆卸式连接，辊环20和辊轴4之间采用花键21连接，能够保证辊环20和辊轴4同步转动。

本轧辊与中辊8、上辊7配合使用，在坯料轧制时，依次通过第一工作孔型15、第二工作孔型11、第三工作孔型17、第四工作孔型13、第五工作孔型19轧制5道次。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种组合式型钢三辊轧机的轧辊设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：根据轧辊的结构构建组合式轧辊的初始模型；

步骤二：将所述初始模型分为辊轴和辊环；

步骤三：在所述辊环上设计多个孔型，沿所述辊轴的轴线方向对所述辊环进行分段，将所述辊环分为多个区域段，每个所述区域段至多包含一个所述孔型；

步骤四：按所述轧辊的孔型图将多个所述区域段装配在所述辊轴上，构成组合式轧辊。

2.根据权利要求1所述的轧辊设计方法，其特征在于：

将所述孔型划分为工作孔型和非工作孔型，并交替布置在所述辊环上，所述工作孔型和所述非工作孔型由止推面隔开。

3.根据权利要求2所述的轧辊设计方法，其特征在于：

将所述止推面分配于包含所述非工作孔型的所述区域段内，并将所述止推面置于所述非工作孔型两侧。

4.根据权利要求1所述的轧辊设计方法，其特征在于，还包括：

在所述辊轴上设计与所述区域段配合的限位装置，用于防止多个所述区域段沿所述辊轴轴线窜动。

5.根据权利要求4所述的轧辊设计方法，其特征在于：

所述限位装置为止推轴承、轴肩、圆螺母的任意一种或其组合。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的轧辊设计方法，其特征在于：

所述辊环与所述辊轴采用热装配方式可拆卸式连接。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的轧辊设计方法，其特征在于：

所述辊环与所述辊轴通过键连接方式可拆卸连接。

8.一种组合式型钢三辊的轧机的轧辊，其特征在于，包括：

辊轴和设有多个孔型的辊环；

所述辊环包括多个区域段，每个所述区域段上设有至多一个所述孔型，多个所述区域段可拆卸式装配在所述辊轴上。

9.根据权利要求8所述的轧辊，其特征在于：

所述孔型分为工作孔型和非工作孔型，多个所述工作孔型和多个所述非工作孔型交替分布。

10.一种组合式型钢三辊轧机，包括：上下依次相对设置的上辊、中辊和下辊，其特征在于，所述上辊和/或中辊和/或下辊为权利要求8～9中任一项所述的轧辊。