CN117921499A - 一种在役高温轧辊表面修磨再役装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种在役高温轧辊表面修磨再役装置及方法，涉及轧辊修磨技术领域，包括轧机主体、检测机构和修磨机构；所述检测机构包括调节组件和检测组件，所述调节组件上设置有检测组件，所述调节组件用于调节检测组件的位置，所述检测组件用于检测工作辊表面的形状；所述修磨机构包括调节组件和修磨组件，所述修磨组件用于对工作辊表面的形状进行修磨。本发明通过调节组件的精确控制，可以确保检测辊和修磨辊紧贴于工作辊表面，以提升检测和修磨的精度；本发明通过设置检测机构，可以自动对工作辊的辊形进行检测，以便于确定修磨辊的辊形；本发明通过设置修磨机构，通过一体式的砂轮对工作辊进行打磨，使磨削后的工作辊表面不出现接刀痕。

Description

一种在役高温轧辊表面修磨再役装置及方法

技术领域

本发明涉及轧辊修磨技术领域，特别涉及一种在役高温轧辊表面修磨再役装置及方法。

背景技术

高温轧辊表面修磨是指在金属加工行业中，对在高温条件下工作的轧辊进行表面修磨的过程。由于轧辊在轧制板坯时，轧制部分容易产生磨损，所以需要通过对轧辊表面进行修磨以维护轧辊的表面质量、延长轧辊寿命，确保产品的高质量制造。

公告号为CN203695606U的中国实用新型专利公开了一种带有在线磨辊装置的轧辊，包含轧辊，左液压缸活塞和右液压缸活塞固定安装，竖直液压缸缸体和左液压缸活塞、右液压缸活塞的连接部分固定安装，竖直液压缸活塞上安装有托板，托板上设置有磨削装置。

该专利虽然可以对轧辊进行磨削，磨削精度不高，并且不能对轧辊进行整体磨削，容易产生接刀痕。

发明内容

针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种在役高温轧辊表面修磨再役装置，包括轧机主体、检测机构和修磨机构，所述轧机主体上设置有检测机构和修磨机构；所述轧机本体包括机体，所述机体上设置有工作辊，工作辊两端预留与工作辊辊身同轴的基准圆环部，该圆环部作为工作辊表面修磨的基准；所述检测机构包括调节组件、检测组件和压力检测部件，所述调节组件上设置有检测组件，所述调节组件用于调节检测组件的位置，所述检测组件用于检测工作辊表面的形状；所述修磨机构包括调节组件和修磨组件，所述调节组件上设置有修磨组件，所述修磨组件用于对工作辊表面的形状进行修磨；所述修磨组件包括修磨辊，所述修磨辊包括磨削砂轮芯轴，所述磨削砂轮芯轴上轴向阵列设置有多个磨削砂轮体；所述修磨组件上设置有修整组件，所述修整组件用于对磨削砂轮体的形状进行修整。

进一步的，所述调节组件包括上下随动支架，所述上下随动支架的底部通过随动球铰和随动铰座连接，所述随动铰座上沿水平方向滑动安装有滚轮支架，所述滚轮支架一端对称设置有两个滚轮。

进一步的，所述检测组件包括辊形检测辊支架，所述辊形检测辊支架上设置有检测辊轴承端盖，所述检测辊轴承端盖上转动安装有检测辊，工作辊及检测辊端部安装绝对位置编码器。

进一步的，所述检测辊包括检测辊芯轴，所述检测辊芯轴的轴向阵列设置有多个检测辊应变芯，每个检测辊应变芯的圆周上均设置有多个压力传感器，所述检测辊应变芯的外侧套设有检测辊弹性壳。

进一步的，所述修磨组件还包括磨削支架，所述磨削支架上设置有磨削轴承端盖，所述磨削轴承端盖和所述磨削砂轮芯轴转动安装，所述磨削砂轮芯轴和驱动单元相连。

进一步的，所述驱动单元包括磨削带轮二，所述磨削带轮二和检测辊芯轴固定安装，所述磨削带轮二通过磨削皮带和磨削带轮一连接，所述磨削带轮一和磨削主电机相连。

进一步的，所述修整组件包括修整导轨，所述修整导轨水平设置在所述磨削支架上，所述修整导轨上滑动安装有修整滑板，所述修整滑板上固定安装有修整滑槽，所述修整滑槽上滑动安装有修整滑块，所述修整滑块上设置有砂轮修整器。

进一步的，所述检测辊芯轴的内部设置空腔，所述检测辊芯轴的空腔内设置有发电装置。

一种在役高温轧辊表面修磨再役方法，包括如下步骤：

S1、系统自检各项参数是否正确，是否需要进行调整；据S8反馈，是否需更换部件；自检完成并确认无误，执行后续步骤；

S2、将检测机构中调节组件的滚轮推动压紧至工作辊的基准圆环部，通过压力检测部件反馈滚轮的压紧力，保证滚轮对工作辊两端的压紧力相同，即可保证检测辊的轴线与工作辊轴线在同一平面内；

S3、通过动力机构推动辊形检测辊支架向工作辊的方向移动，使检测辊贴紧工作辊，通过位置传感器反馈当前检测辊两端相对工作辊的位置，动力机构通过辊形检测辊支架推动检测辊两端移动，从而使检测辊与工作辊轴线平行并保持恒定；

S4、通过工作辊带动检测辊转动，由于工作辊轴线与检测辊轴线一直处于相对恒定状态，工作辊和检测辊转动的过程中，工作辊表面形貌变化会使得其对检测辊压力不同，通过绝对位置编码器和压力传感器，检测到工作辊表面与检测辊表面当前接触位置的压力，通过压力与形变的关系进而得到工作辊的辊形；

S5、通过检测辊检测出当前工作辊的辊形，然后根据目标辊形及当前辊形计算出需要的磨削砂轮体形状，通过砂轮修整器将磨削砂轮体修整成需要的工作形状；

S6、将修磨机构中调节组件的滚轮推动压紧至工作辊的基准圆环部，使修磨辊的轴线与工作辊轴线在同一平面内；

S7、通过动力机构推动修磨辊向工作辊靠近，从而使修磨辊完成进给动作，通过修磨辊对工作辊进行修磨；

S8、系统工作过程中，实时采集辊形及砂轮等的各项参数；通过系统数据分析模型，指导生产过程。

本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明通过调节组件的精确控制，可以确保检测辊和修磨辊紧贴于工作辊表面，以提升检测和修磨的精度，通过机械结构保证系统稳定性及结构刚度；（2）本发明通过设置检测机构，可以自动对工作辊的辊形进行检测，以便于确定修磨辊的辊形；（3）本发明通过设置修磨机构，采用外圆磨方法，通过一体式的砂轮对工作辊进行打磨，使磨削后的工作辊表面不出现接刀痕。

附图说明

图1为本发明一种在役高温轧辊表面修磨再役方法的流程图。

图2为本发明一种在役高温轧辊表面修磨再役装置整体结构示意图。

图3为本发明一种在役高温轧辊表面修磨再役装置整体局部结构示意图。

图4为本发明检测机构结构示意图。

图5为本发明检测机构仰视图。

图6为本发明检测辊结构示意图。

图7为图6中A-A方向的剖视图。

图8为本发明修磨机构结构示意图。

图9为本发明修磨机构的侧视图。

图10为本发明修磨辊的结构示意图。

图11为图10中B-B方向的剖视图。

附图标号：101-机体；102-支承辊；103-工作辊；201-上下随动支架；202-随动球铰；203-随动铰座；204-滚轮支架；205-滚轮；301-辊形检测辊支架；302-检测辊轴承端盖；303-检测辊芯轴；304-检测辊应变芯；305-检测辊弹性壳；306-检测辊配流端板；401-发电机；402-测控及发射模块；403-偏心轮；501-磨削支架；502-磨削轴承端盖；503-磨削主电机；504-磨削带轮一；505-磨削带轮二；506-磨削皮带；507-磨削砂轮体；508-磨削砂轮芯轴；509-锥套；601-修整滑块；602-修整导轨；603-修整滑板；604-修整滑槽。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例：如图1所示的一种在役高温轧辊表面修磨再役方法，包括如下步骤：

S1、系统自检各项参数是否正确，是否需要进行调整；据S8反馈，是否需更换部件；自检完成并确认无误，执行后续步骤；

S2、将检测机构中调节组件的滚轮205推动压紧至工作辊103的基准圆环部，通过压力检测部件反馈滚轮205的压紧力，保证滚轮205对工作辊103两端的压紧力相同，即可保证检测辊的轴线与工作辊103轴线在同一平面内；

S3、通过动力机构推动辊形检测辊支架301向工作辊103的方向移动，使检测辊贴紧工作辊103，通过位置传感器反馈当前检测辊两端相对位置，动力机构通过辊形检测辊支架301推动检测辊两端移动，从而使检测辊与工作辊103轴线平行并保持恒定；

S4、通过工作辊（103）带动检测辊转动，由于工作辊（103）轴线与检测辊轴线一直处于相对恒定状态，工作辊（103）和检测辊转动的过程中，工作辊（103）表面形貌变化会使得其对检测辊压力不同，通过绝对位置编码器和压力传感器，检测到工作辊（103）表面与检测辊表面当前接触位置的压力，通过压力与形变的关系进而得到工作辊（103）的辊形；

S5、通过检测辊检测出当前工作辊103的辊形，然后根据目标辊形及当前辊形计算出需要的磨削砂轮体507形状，通过砂轮修整器将修磨辊修整成与工作辊103目标辊形互补对称的形状；

S6、将修磨机构中调节组件的滚轮205推动压紧至工作辊103的基准圆环部，使修磨辊的轴线与工作辊103轴线在同一平面内；

S7、通过动力机构推动修磨辊向工作辊103靠近，从而使修磨辊完成进给动作，通过修磨辊对工作辊103进行磨削，从而得到需要的辊形。

S8、系统工作过程中，实时采集辊形及砂轮等的各项参数，包括尺寸、温度、磨损量、修磨量、寿命等；通过系统数据分析模型，指导生产过程，如：轧辊磨损规律、轧辊使用寿命、砂轮寿命、指导砂轮组在何位置更换何种材质砂轮、如何修整砂轮体使修磨效率最高等。

如图2-图11所示的一种在役高温轧辊表面修磨再役装置，包括轧机主体、检测机构、修磨机构，轧机主体上设置有检测机构和修磨机构。

轧机主体包括机体101、支承辊102和工作辊103，机体101上设置有两个支承辊102，两个支承辊102之间还设置有两个工作辊103，工作辊103两端预留与工作辊103辊身同轴的基准圆环部，该圆环部作为工作辊103表面修磨的基准，工作辊103通过传动机构与电机相连，具体的连接方式为本领域轧机常用的连接方式。

检测机构包括调节组件、检测组件和压力检测部件，调节组件设置在机体101上，调节组件上设置有检测组件，调节组件用于调节检测组件的位置，使检测组件和工作辊103相贴合，检测组件用于检测工作辊103表面的形状。

调节组件包括上下随动支架201、随动球铰202、随动铰座203、滚轮支架204和滚轮205，上下随动支架201设置有两个，上下随动支架201设置在机体101上，每个上下随动支架201都与动力机构相连，动力机构用于驱动上下随动支架201升降，上下随动支架201的底部通过随动球铰202和随动铰座203连接，随动球铰202滑动安装在上下随动支架201上，通过转动机构驱动随动铰座203旋转，随动铰座203上沿水平方向滑动安装有滚轮支架204，滚轮支架204和动力机构相连，动力机构用于驱动滚轮支架204在随动铰座203上滑动，滚轮支架204的一端对称设置有两个滚轮205。

检测组件包括辊形检测辊支架301、检测辊轴承端盖302和检测辊，辊形检测辊支架301滑动安装在滚轮支架204上，通过动力机构驱动辊形检测辊支架301在滚轮支架204上滑动，辊形检测辊支架301上设置有检测辊轴承端盖302，检测辊轴承端盖302上转动安装有检测辊，工作辊103及检测辊端部安装绝对位置编码器。

检测辊包括检测辊芯轴303、检测辊应变芯304、检测辊弹性壳305和检测辊配流端板306，检测辊芯轴303转动安装在检测辊轴承端盖302上，检测辊芯轴303上设置有冷却通道，检测辊芯轴303的两端设置有检测辊配流端板306，检测辊芯轴303的轴向阵列设置有多个检测辊应变芯304，检测辊应变芯304上也设置有冷却通道，检测辊芯轴303和检测辊应变芯304的冷却通道之间通过检测辊配流端板306调节冷却液的进出，每个检测辊应变芯304的圆周上均设置有多个压力传感器，检测辊应变芯304的外侧套设有检测辊弹性壳305；检测辊内部预留冷却通道，两端设置冷却液进出口，通过旋转检测辊配流端板306完成冷却液的进出，保证检测辊温度均一，减小温度对检测精度的影响；检测辊内部设置的各传感器信号就地测量、就地处理后以无线数字信号形式发送出来；有效减少了导线长度对信号采集的影响；同时由于没有了常规的导电滑环式外连结构，减少了设备故障率及数据错误率。

检测辊芯轴303的内部设置空腔，检测辊芯轴303的空腔内设置有发电装置。

发电装置包括发电机401、测控及发射模块402和偏心轮403，发电机401固定安装在检测辊芯轴303的内部，发电机401的主轴和偏心轮403固定安装，测控及发射模块402固定安装在检测辊芯轴303的内部，检测辊转动时，偏心轮403不会圆周转动，从而保证检测辊的动平衡性而不影响检测精度。

修磨机构包括调节组件和修磨组件，调节组件设置在机体101上，调节组件上设置有修磨组件，修磨组件用于对工作辊103表面的形状进行修磨。

修磨组件包括磨削支架501、磨削轴承端盖502和修磨辊，磨削支架501滑动安装在滚轮支架204上，动力机构驱动磨削支架501在滚轮支架204上滑动，磨削支架501上设置有磨削轴承端盖502，磨削轴承端盖502上转动安装有修磨辊；修磨辊包括磨削砂轮体507、磨削砂轮芯轴508和锥套509，磨削砂轮芯轴508转动安装在磨削轴承端盖502上，磨削砂轮芯轴508的轴向阵列设置有多个锥套509，每个锥套509上都固定安装有磨削砂轮体507，磨削砂轮芯轴508和驱动单元相连；磨削砂轮体507安装采用锥套式结构，保证安装的同轴度及可靠度（尤其保证同轴无间隙）。磨削砂轮体507安装时，两个磨削砂轮体507间需涂抹与磨削砂轮体507材料一致的填充剂，保证修磨后两磨削砂轮体507为一整体，而不出现沟槽，以此使磨削后的工作辊103表面不出现接刀痕。

驱动单元包括磨削主电机503、磨削带轮一504、磨削带轮二505和磨削皮带506，磨削带轮二505和磨削砂轮芯轴508固定安装，磨削带轮二505通过磨削皮带506和磨削带轮一504连接，磨削带轮一504和磨削主电机503相连，磨削主电机503相连固定安装在磨削支架501上。

修磨组件上设置有修整组件，修整组件用于对磨削砂轮体507的形状进行修整。

修整组件包括修整滑块601、修整导轨602、修整滑板603、修整滑槽604，修整导轨602水平设置在磨削支架501上，修整导轨602上滑动安装有修整滑板603，修整滑板603上固定安装有修整滑槽604，修整滑槽604上滑动安装有修整滑块601，修整滑块601上设置有砂轮修整器，砂轮修整器采用双头设计，可避免单头修整装置的死区问题，修整滑板603及修整滑块601均由动力机构进行驱动。

本发明的工作原理如下：通过动力机构推动滚轮支架204，使滚轮支架204上的滚轮205压紧至工作辊103的基准圆环部，通过压力检测部件反馈滚轮205对工作辊103的压紧力，保证滚轮205对工作辊103两端的压紧力相同，即可保证检测辊的轴线与工作辊103的轴线在同一平面内；在滚轮205压紧至工作辊103的基准圆环部的过程中，可以通过动力机构调节上下随动支架201的高度，并且由于设置了随动球铰202和随动铰座203，可以使随动铰座203在随动球铰202上转动，即可使滚轮205与工作辊103紧密贴合。

通过动力机构推动辊形检测辊支架301、检测辊轴承端盖302和检测辊向工作辊103移动，通过位置传感器及压力传感器反馈当前检测辊位置，从而使检测辊紧贴工作辊103表面，同时保证检测辊轴线和工作辊103轴线平行并保持中心距不变。

通过工作辊103带动检测辊转动，由于工作辊103轴线与检测辊轴线一直处于相对静止状态，工作辊103和检测辊转动的过程中，工作辊103表面形貌变化会使得其对检测辊压力不同，工作辊103及检测辊端部安装绝对位置编码器，实时得到工作辊103与检测辊当前接触位置的压力，通过压力与形变的关系进而得到工作辊103的辊形。

通过检测辊检测出当前工作辊103的辊形，然后根据目标辊形及当前辊形计算出需要的磨削砂轮体507形状，通过动力机构带动修整滑板603移动，并通过动力机构带动修整滑块601移动使修整滑块601上的砂轮修整器将磨削砂轮体507修整成需要的工作形状。

将修磨机构中调节组件的滚轮205推动压紧至工作辊103的基准圆环部，使修磨辊的轴线与工作辊103轴线在同一平面内；通过动力机构推动修磨辊向工作辊103靠近，从而使修磨辊完成进给动作，砂轮磨削进给可通过模型计算最优的磨削方式，采用多种进给方式达到最优的磨削工艺；定速进给、定压进给、定功率进给、变速进给、变功率进给、两侧同步进给、两侧异步进给等方式；通过两端不同的联动形式，可轻松实现带凸度等辊形的良好磨削，不会出现窄砂轮磨削产生螺旋刀纹的问题。

启动磨削主电机503，磨削主电机503驱动磨削带轮一504转动，磨削带轮一504通过磨削皮带506带动磨削带轮二505转动，磨削带轮二505带动磨削砂轮芯轴508、锥套509和磨削砂轮体507转动，通过磨削砂轮体507对工作辊103进行整体修磨。

需要说明的是，系统数据采集、系统数据分析模型、动力机构、转动机构、压力检测部件、位置传感器及压力传感器等属于现有技术，在实际工程应用中，本领域技术人员是可以知悉并使用的，同时上述部件属于现有技术，且不是本发明的主要发明点，此处不再介绍。

Claims (9)

1.一种在役高温轧辊表面修磨再役装置，包括轧机主体、检测机构和修磨机构，其特征在于，所述轧机主体上设置有检测机构和修磨机构；

所述轧机主体包括机体（101），所述机体（101）上设置有工作辊（103）工作辊（103）两端预留与工作辊（103）辊身同轴的基准圆环部，该圆环部作为工作辊（103）表面修磨的基准；

所述检测机构包括调节组件和检测组件，所述调节组件上设置有检测组件，所述调节组件用于调节检测组件的位置，所述检测组件用于检测工作辊（103）表面的形状；

所述修磨机构包括调节组件和修磨组件，所述调节组件上设置有修磨组件，所述修磨组件用于对工作辊（103）表面的形状进行修磨；

所述修磨组件包括修磨辊，所述修磨辊包括磨削砂轮芯轴（508），所述磨削砂轮芯轴（508）上轴向阵列设置有多个磨削砂轮体（507）；

所述修磨组件上设置有修整组件，所述修整组件用于对磨削砂轮体（507）的形状进行修整。

2.如权利要求1所述的一种在役高温轧辊表面修磨再役装置，其特征在于：所述调节组件包括上下随动支架（201），所述上下随动支架（201）的底部通过随动球铰（202）和随动铰座（203）连接，所述随动铰座（203）上沿水平方向滑动安装有滚轮支架（204），所述滚轮支架（204）的一端对称设置有两个滚轮（205）。

3.如权利要求2所述的一种在役高温轧辊表面修磨再役装置，其特征在于：所述检测组件包括辊形检测辊支架（301），所述辊形检测辊支架（301）上转动安装有检测辊，工作辊（103）及检测辊端部安装绝对位置编码器。

4.如权利要求3所述的一种在役高温轧辊表面修磨再役装置，其特征在于：所述检测辊包括检测辊芯轴（303），所述检测辊芯轴（303）的轴向阵列设置有多个检测辊应变芯（304），每个检测辊应变芯（304）的圆周上均设置有多个压力传感器，所述检测辊应变芯（304）的外侧套设有检测辊弹性壳（305）。

5.如权利要求1所述的一种在役高温轧辊表面修磨再役装置，其特征在于：所述修磨组件还包括磨削支架（501），所述磨削支架（501）和所述磨削砂轮芯轴（508）转动安装，所述磨削砂轮芯轴（508）和驱动单元相连。

6.如权利要求5所述的一种在役高温轧辊表面修磨再役装置，其特征在于：所述驱动单元包括磨削带轮二（505），所述磨削带轮二（505）和检测辊芯轴（303）固定安装，所述磨削带轮二（505）通过磨削皮带（506）和磨削带轮一（504）相连。

7.如权利要求6所述的一种在役高温轧辊表面修磨再役装置，其特征在于：所述修整组件包括修整导轨（602），所述修整导轨（602）水平设置在所述磨削支架（501）上，所述修整导轨（602）上滑动安装有修整滑板（603），所述修整滑板（603）上固定安装有修整滑槽（604），所述修整滑槽（604）上滑动安装有修整滑块（601），所述修整滑块（601）上设置有砂轮修整器。

8.如权利要求4所述的一种在役高温轧辊表面修磨再役装置，其特征在于：所述检测辊芯轴（303）的内部设置空腔，所述检测辊芯轴（303）的空腔内设置有发电装置。

9.一种在役高温轧辊表面修磨再役方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、系统自检各项参数是否正确，是否需要进行调整，据S8反馈，是否需更换部件，自检完成并确认无误，执行后续步骤；

S2、将检测机构中调节组件的滚轮（205）推动压紧至工作辊（103）的基准圆环部，通过压力检测部件反馈滚轮（205）的压紧力，保证滚轮（205）对工作辊（103）两端的压紧力相同，即可保证检测辊的轴线与工作辊（103）轴线在同一平面内；

S3、通过动力机构推动辊形检测辊支架（301）向工作辊（103）的方向移动，使检测辊贴紧工作辊（103），通过位置传感器反馈当前检测辊两端相对位置，动力机构通过辊形检测辊支架（301）推动检测辊两端移动，从而使检测辊与工作辊（103）轴线平行并保持恒定；

S4、通过工作辊（103）带动检测辊转动，由于工作辊（103）轴线与检测辊轴线一直处于相对恒定状态，工作辊（103）和检测辊转动的过程中，工作辊（103）表面形貌变化会使得其对检测辊压力不同，通过绝对位置编码器和压力传感器，检测到工作辊（103）表面与检测辊表面当前接触位置的压力，通过压力与形变的关系进而得到工作辊（103）的辊形；

S5、通过检测辊检测出当前工作辊（103）的辊形，然后根据目标辊形及当前辊形计算出需要的磨削砂轮体（507）形状，通过砂轮修整器将磨削砂轮体（507）修整成需要的工作形状；

S6、将修磨机构中调节组件的滚轮（205）推动压紧至工作辊（103）的基准圆环部，使修磨辊的轴线与工作辊（103）轴线在同一平面内；

S7、通过动力机构推动修磨辊向工作辊（103）靠近，从而使修磨辊完成进给动作，通过修磨辊对工作辊（103）进行修磨；

S8、系统工作过程中，实时采集辊形及砂轮等的各项参数，通过系统数据分析模型，指导生产过程。