CN113857258B - 一种粗轧机架工具钢轧辊及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种粗轧机架工具钢轧辊及其制备方法，属于轧辊技术领域。一种粗轧机架工具钢轧辊，包括轧辊主体，轧辊主体的两端均连接有辊颈，辊颈远离轧辊主体的一端连接有轴头，辊颈包括第一颈部、第二颈部和第三颈部，第一颈部、第二颈部和第三颈部之间连接有加强杆，第二颈部外壁开凿有用于出油的第一通孔，辊颈内壁转动连接有储油块，储油块外壁开凿有与第一通孔相配合的第二通孔，辊颈内设置有与储油块相配合的出油机构，第一颈部和第三颈部均与第二颈部之间设置有回油通道；本发明通过辊颈内部间歇性的出油，从而保证辊颈与轴承之间的润滑油含量，进而减少轧辊轴颈与轴承之间的磨损，延长使用寿命，降低成本。

Description

一种粗轧机架工具钢轧辊及其制备方法
技术领域
本发明涉及轧辊技术领域，尤其涉及一种粗轧机架工具钢轧辊及其制备方法。
背景技术
轧辊是轧机上使金属产生连续塑性变形的主要工作部件和工具。轧辊主要由辊身、辊颈和轴头三部分组成。辊身是实际参与轧制金属的轧辊中间部分，它具有光滑的圆柱形或带轧槽的表面；辊颈安装在轴承中，并通过轴承座和压下装置把轧制力传给机架；传动端轴头通过连接轴与齿轮座相连，将电动机的转动力矩传递给轧辊。轧辊在轧机机架中可呈二辊、三辊、四辊或多辊形式排列。
在轧辊各部位中，轧辊轴颈是工作环境最为恶劣的部位之一，也是轧辊工件失效损坏的主要部位。轧辊轴颈在稳定运行阶段处于全膜润滑，而在低速或运行/停车阶段时润滑膜效率降低，处于混合边界润滑状态，在跑合阶段时润滑油被挤出接触区，油膜太薄以至不能形成足够的边界膜，再加上轧辊的长时间连续工作，局部接触面处于贫油润滑状态，因此轧辊轴颈的摩擦系数较高，导致轧辊轴颈及其配副的轴承的寿命并不高，使得轴颈和轴承的寿命一般只有一年的时间，生产成本较高。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中轧辊辊颈与轴承之间处于贫油润滑状态，导致辊颈与轴承磨损高、使用寿命低的问题，而提出的一种粗轧机架工具钢轧辊及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种粗轧机架工具钢轧辊，包括轧辊主体，所述轧辊主体的两端均连接有辊颈，所述辊颈远离轧辊主体的一端连接有轴头，所述辊颈包括第一颈部、第二颈部和第三颈部，所述第一颈部、第二颈部和第三颈部之间连接有加强杆，所述第二颈部外壁开凿有用于出油的第一通孔，所述辊颈内壁转动连接有储油块，所述储油块外壁开凿有与第一通孔相配合的第二通孔，所述辊颈内设置有与储油块相配合的出油机构，所述第一颈部和第三颈部均与第二颈部之间设置有回油通道。
优选的，所述出油机构包括固设在辊颈内壁的安装架，所述安装架外壁连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有驱动轴，所述驱动轴远离驱动电机的一端连接有第一连板，所述第一连板外壁活动连接有第二连板，所述第二连板通过销轴转动连接有移动杆，所述移动杆远离第二连板的一端连接有活塞，所述活塞滑动连接在储油块内，且所述活塞与储油块内壁之间形成有储油腔。
优选的，所述储油块内开设有储油槽，所述储油槽与储油腔之间设置有油道，所述油道与第二通孔内均设置有单向阀。
优选的，所述储油块内设置有加油管道，所述加油管道的进油端置于回油通道内，所述加油管道的出油端与储油槽相互连通。
优选的，所述驱动轴外壁连接有第一锥齿轮，所述储油块外壁连接有与第一锥齿轮相互啮合的齿轮环。
优选的，所述回油通道包括回油槽和回油板，两个所述回油槽之间设置有回油腔，所述回油槽内壁两侧均设置有斜面，所述回油板包括第一导流板和第二导流板，两个所述第一导流板分别与第一颈部和第三颈部相连，两个所述第二导流板分别连接在第二颈部的外壁两侧。
优选的，所述储油块外壁连接有固定杆，所述固定杆外壁设置有扇叶，所述第三颈部内开设有第一风腔，所述第一风腔的进风口置于第三颈部的内部边缘处，所述第一风腔的出风口置于回油槽内。
优选的，所述第三颈部内还开设有第二风腔，所述第二风腔的进风口置于第三颈部的内部中心处，所述第二风腔的出风口与加强杆相连，所述加强杆设置为中空管，所述第一颈部内开设有风槽，所述风槽与第二风腔之间通过中空的加强杆相互连通。
优选的，所述第一风腔和风槽的出风口分别与两个第一导流板相互平行。
本发明还公开了一种粗轧机架工具钢轧辊的制备方法，包括以下步骤：
S1：轧辊选取下述重量组份的原料配制：碳1.60～1.80%，硅1.30～1.50%，锰0.60～1.00%，铬0.60～1.20%，镍0.80～1.20%，钼0.30～0.60%，钒0.10～0.30%，铌0.10～0.30%；
S2：熔炼与浇注：熔炼时待钢液在1450°C～1480°C时，采用石英砂、块石灰、萤石粉、碎玻璃混合的造渣材料造渣，待钢温在1500°C～1550°C扒渣，然后加入2～4kg/吨钇基重稀土钢水变质剂，去除有害元素，待钢温到1580°C～1620°C时，加入0 .03%铝脱氧，出钢时加0.6～0.8%CaST球化剂进行球化处理，完毕后用0.4%～0.6%BaCa孕育剂孕育，孕育时用电磁搅拌机搅拌1～2分钟；再用氩气振荡，然后镇静8～10min，待钢温至液相温度+60～80°C浇注；浇注时启动电磁振动器轻度振动，提高钢液在凝固结晶时的致密度，细化显微组织，消除辊身组织的缩松区，进行轧辊毛坯制备；
S3：热处理：采用热开箱工艺，辊温在550°C～650°C时开箱，进炉扩散退火，完全奥氏体化后再进行正火+回火：每小时升温10°C，至660°C时保温6小时；每小时升温15°C，至880°C时保温8小时；每小时升温20°C，至920°C时保温10小时；然后喷淬，辊温至380°C～420°C进炉回火，每小时升温15°C，至560°C～580°C时保温10小时，然后炉冷；
S4：待轧辊冷却至常温后，进行精磨加工后去除加工毛刺处。
与现有技术相比，本发明提供了一种粗轧机架工具钢轧辊及其制备方法，具备以下有益效果：
1、该粗轧机架工具钢轧辊及其制备方法，通过出油机构使储油块内的润滑油间歇性的穿过第一通孔和第二通孔，从而保证辊颈与轴承之间的润滑油含量，进而减少轧辊轴颈与轴承之间的磨损，延长使用寿命，降低成本。
2、该粗轧机架工具钢轧辊及其制备方法，通过第一颈部和第三颈部与第二颈部之间均设置有回油通道，可以对在跑合阶段时被挤出辊颈与轴承接触区的润滑油进行回收利用，避免造成润滑油的使用浪费。
3、该粗轧机架工具钢轧辊及其制备方法，通过设置储油槽，可以对储油腔内因间歇性出油缺失的油量进行补充，且通过加油管道可对储油槽进行油量补充。
4、该粗轧机架工具钢轧辊及其制备方法，通过第一风腔、第二风腔以及风槽的设置，可以使扇叶吹出的风对回油通道内回收的润滑油进行作用力，使其顺利进入回油腔，避免处于下方回油通道内的润滑油再度漏出，可以实现对润滑油的有效回收利用，且扇叶在一定程度上可降低辊颈与轴承之间因摩擦产生的热量。
附图说明
图1为本发明的轧辊的结构示意图。
图2为本发明的图1中A部分的结构示意图。
图3为本发明的辊颈的结构示意图。
图4为本发明的第二颈部的结构示意图。
图5为本发明的储油块的结构示意图。
图6为本发明的辊颈的剖面结构示意图一。
图7为本发明的辊颈的剖面结构示意图二。
图8为本发明的图6中B部分的结构示意图。
图9为本发明的出油机构的结构示意图。
图10为本发明的第三颈部的剖面结构示意图。
图中：1、轧辊主体；2、辊颈；201、第一颈部；202、第二颈部；203、第三颈部；3、轴头；4、第一通孔；5、储油块；501、第二通孔；502、储油槽；503、齿轮环；6、回油通道；601、回油槽；602、第一导流板；603、第二导流板；7、安装架；8、驱动电机；801、驱动轴；8011、第一锥齿轮；802、第一连板；803、第二连板；804、移动杆；805、活塞；9、储油腔；10、回油腔；11、固定杆；111、扇叶；12、第一风腔；13、第二风腔；14、加强杆；15、风槽；16、加油管道。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。
实施例1：
参照图1-9，一种粗轧机架工具钢轧辊，包括轧辊主体1，轧辊主体1的两端均连接有辊颈2，辊颈2远离轧辊主体1的一端连接有轴头3，辊颈2包括第一颈部201、第二颈部202和第三颈部203，第一颈部201、第二颈部202和第三颈部203之间连接有加强杆14，第二颈部202外壁开凿有用于出油的第一通孔4，辊颈2内壁转动连接有储油块5，储油块5外壁开凿有与第一通孔4相配合的第二通孔501，辊颈2内设置有与储油块5相配合的出油机构，第一颈部201和第三颈部203均与第二颈部202之间设置有回油通道6。
利用轧辊主体1进行塑形时，使辊颈2的第二颈部202与机架的轴承座相连，轧辊工作时，控制出油机构工作，使出油机构带动储油块5内的润滑油依次穿过第二通孔501和第一通孔4，使润滑油进入辊颈2与轴承之间，从而保证辊颈2与轴承之间的润滑油含量，进而降减少轧辊轴颈与轴承之间的磨损，延长使用寿命，降低成本。
实施例2：
参照图2-9，一种粗轧机架工具钢轧辊，与实施例1基本相同，更进一步的是，出油机构包括固设在辊颈2内壁的安装架7，安装架7外壁连接有驱动电机8，驱动电机8的输出端连接有驱动轴801，驱动轴801远离驱动电机8的一端连接有第一连板802，第一连板802外壁活动连接有第二连板803，第二连板803通过销轴转动连接有移动杆804，移动杆804远离第二连板803的一端连接有活塞805，活塞805滑动连接在储油块5内，且活塞805与储油块5内壁之间形成有储油腔9。
进一步的，储油块5内开设有储油槽502，储油槽502与储油腔9之间设置有油道，油道与第二通孔501内均设置有单向阀。
进一步的，储油块5内设置有加油管道16，加油管道16的进油端置于回油通道6内，加油管道16的出油端与储油槽502相互连通。
工作原理：通过控制驱动电机8运行，使驱动电机8的输出端带动驱动轴801转动，驱动轴801带动第一连板802和第二连板803运动，使第二连板803带动移动杆804移动并拉动活塞805在储油块5内往复移动，使活塞805挤压储油腔9内的润滑油，将润滑油通过第二通孔501排出，通过设置储油槽502，可以对储油腔9内因间歇性出油缺失的油量进行补充，且通过加油管道16可对储油槽502进行油量补充。
作为本发明优选的技术方案，驱动轴801外壁连接有第一锥齿轮8011，储油块5外壁连接有与第一锥齿轮8011相互啮合的齿轮环503；使齿轮环503与驱动轴801外侧的第一锥齿轮8011相互啮合，进而使齿轮环503带动储油块5转动，使储油块5的第二通孔501与辊颈2的第一通孔4交错设置，当第一通孔4与第二通孔501重合时，润滑油可以穿过第二通孔501并由第一通孔4直接排出，降低润滑油的油耗。
实施例3：
参照图1-9，一种粗轧机架工具钢轧辊，与实施例2基本相同，更进一步的是，回油通道6包括回油槽601和回油板，两个回油槽601之间设置有回油腔10，回油槽601内壁两侧均设置有斜面，回油板包括第一导流板602和第二导流板603，两个第一导流板602分别与第一颈部201和第三颈部203相连，两个第二导流板603分别连接在第二颈部202的外壁两侧；通过第一颈部201和第三颈部203与第二颈部202之间均设置有回油通道6，可以对在跑合阶段时被挤出第二颈部202与轴承接触区的润滑油进行回收利用，避免造成润滑油的使用浪费。
实施例4：
参照图6-10，一种粗轧机架工具钢轧辊，与实施例3基本相同，更进一步的是，储油块5外壁连接有固定杆11，固定杆11外壁设置有扇叶111，第三颈部203内开设有第一风腔12，第一风腔12的进风口置于第三颈部203的内部边缘处，第一风腔12的出风口置于回油槽601内。
进一步的，第三颈部203内还开设有第二风腔13，第二风腔13的进风口置于第三颈部203的内部中心处，第二风腔13的出风口与加强杆14相连，加强杆14设置为中空管，第一颈部201内开设有风槽15，风槽15与第二风腔13之间通过中空的加强杆14相互连通。
进一步的，第一风腔12和风槽15的出风口分别与两个第一导流板602相互平行。
储油块5在第一锥齿轮8011和齿轮环503的啮合下转动，并通过固定杆11带动扇叶111向第三颈部203吹风，使风分别从第一风腔12、第二风腔13以及风槽15内穿过，且第一风腔12和风槽15的出风口分别与两个第一导流板602相互平行，可以使扇叶111吹出的风对回油通道6内回收的润滑油进行作用力，使其顺利进入回油腔10，避免处于下方回油通道6内的润滑油再度漏出，可以实现对润滑油的有效回收利用，且扇叶111在一定程度上可降低辊颈2与轴承之间因摩擦产生的热量。
实施例5
一种粗轧机架工具钢轧辊的制备方法，包括以下步骤：
S1：轧辊选取下述重量组份的原料配制：碳1.60～1.80%，硅1.30～1.50%，锰0.60～1.00%，铬0.60～1.20%，镍0.80～1.20%，钼0.30～0.60%，钒0.10～0.30%，铌0.10～0.30%；
S2：熔炼与浇注：熔炼时待钢液在1450°C～1480°C时，采用石英砂、块石灰、萤石粉、碎玻璃混合的造渣材料造渣，待钢温在1500°C～1550°C扒渣，然后加入2～4kg/吨钇基重稀土钢水变质剂，去除有害元素，待钢温到1580°C～1620°C时，加入0 .03%铝脱氧，出钢时加0.6～0.8%CaST球化剂进行球化处理，完毕后用0.4%～0.6%BaCa孕育剂孕育，孕育时用电磁搅拌机搅拌1～2分钟；再用氩气振荡，然后镇静8～10min，待钢温至液相温度+60～80°C浇注；浇注时启动电磁振动器轻度振动，提高钢液在凝固结晶时的致密度，细化显微组织，消除辊身组织的缩松区，进行轧辊毛坯制备；
S3：热处理：采用热开箱工艺，辊温在550°C～650°C时开箱，进炉扩散退火，完全奥氏体化后再进行正火+回火：每小时升温10°C，至660°C时保温6小时；每小时升温15°C，至880°C时保温8小时；每小时升温20°C，至920°C时保温10小时；然后喷淬，辊温至380°C～420°C进炉回火，每小时升温15°C，至560°C～580°C时保温10小时，然后炉冷；
S4：待轧辊冷却至常温后，进行精磨加工后去除加工毛刺处。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种粗轧机架工具钢轧辊，包括轧辊主体（1），所述轧辊主体（1）的两端均连接有辊颈（2），所述辊颈（2）远离轧辊主体（1）的一端连接有轴头（3），其特征在于，所述辊颈（2）包括第一颈部（201）、第二颈部（202）和第三颈部（203），所述第一颈部（201）、第二颈部（202）和第三颈部（203）之间连接有加强杆（14），所述第二颈部（202）外壁开凿有用于出油的第一通孔（4），所述辊颈（2）内壁转动连接有储油块（5），所述储油块（5）外壁开凿有与第一通孔（4）相配合的第二通孔（501），所述辊颈（2）内设置有与储油块（5）相配合的出油机构，所述第一颈部（201）和第三颈部（203）均与第二颈部（202）之间设置有回油通道（6）；
所述出油机构包括固设在辊颈（2）内壁的安装架（7），所述安装架（7）外壁连接有驱动电机（8），所述驱动电机（8）的输出端连接有驱动轴（801），所述驱动轴（801）远离驱动电机（8）的一端连接有第一连板（802），所述第一连板（802）外壁活动连接有第二连板（803），所述第二连板（803）通过销轴转动连接有移动杆（804），所述移动杆（804）远离第二连板（803）的一端连接有活塞（805），所述活塞（805）滑动连接在储油块（5）内，且所述活塞（805）与储油块（5）内壁之间形成有储油腔（9）；
所述储油块（5）内开设有储油槽（502），所述储油槽（502）与储油腔（9）之间设置有油道，所述油道与第二通孔（501）内均设置有单向阀；
所述储油块（5）内设置有加油管道（16），所述加油管道（16）的进油端置于回油通道（6）内，所述加油管道（16）的出油端与储油槽（502）相互连通；
所述驱动轴（801）外壁连接有第一锥齿轮（8011），所述储油块（5）外壁连接有与第一锥齿轮（8011）相互啮合的齿轮环（503）。
2.根据权利要求1所述的一种粗轧机架工具钢轧辊，其特征在于，所述回油通道（6）包括回油槽（601）和回油板，两个所述回油槽（601）之间设置有回油腔（10），所述回油槽（601）内壁两侧均设置有斜面，所述回油板包括第一导流板（602）和第二导流板（603），两个所述第一导流板（602）分别与第一颈部（201）和第三颈部（203）相连，两个所述第二导流板（603）分别连接在第二颈部（202）的外壁两侧。
3.根据权利要求2所述的一种粗轧机架工具钢轧辊，其特征在于，所述储油块（5）外壁连接有固定杆（11），所述固定杆（11）外壁设置有扇叶（111），所述第三颈部（203）内开设有第一风腔（12），所述第一风腔（12）的进风口置于第三颈部（203）的内部边缘处，所述第一风腔（12）的出风口置于回油槽（601）内。
4.根据权利要求3所述的一种粗轧机架工具钢轧辊，其特征在于，所述第三颈部（203）内还开设有第二风腔（13），所述第二风腔（13）的进风口置于第三颈部（203）的内部中心处，所述第二风腔（13）的出风口与加强杆（14）相连，所述加强杆（14）设置为中空管，所述第一颈部（201）内开设有风槽（15），所述风槽（15）与第二风腔（13）之间通过中空的加强杆（14）相互连通。
5.根据权利要求4所述的一种粗轧机架工具钢轧辊，其特征在于，所述第一风腔（12）和风槽（15）的出风口分别与两个第一导流板（602）相互平行。
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