CN1254320C - 具有一对cvc轧辊的轧机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有CVC辊对并最好是一对CVC工作辊和一对支承辊的轧机，这两对轧辊具有一个其中有一水平作用力矩(M)的接触区(bcont)，所述力矩导致轧辊交叉并由此导致在轧辊轴承中的轴向力。为了使轧辊轴承中的轴向力尽可能地小，所述力矩(M)通过一个倾斜的CVC磨削部被减小。
Description
技术领域
本发明涉及具有一对CVC轧辊并最好是一对CVC工作辊和一对支承辊的轧机，这两对轧辊具有一个其中有一水平作用力矩的接触区，所述力矩导致轧辊交叉并由此导致在轧辊轴承中的轴向力。
背景技术
EP0049798B1描述了一种带有工作辊的轧机，所述工作辊或许支承在支承辊或支承辊和中间辊上，在这里，工作辊和/或支承辊和/或中间辊可相对轴向移动并且至少其中一对轧辊的每个辊具有向着辊身端延伸的弯曲外轮廓，这种外轮廓在两个轧辊上分别朝向相反侧地遍布在轧件宽度的一部分上。在这种情况下，轧制带材横截面实际上只受到具有弯曲外轮廓的轧辊的轴向移动的影响，因此，使用弯辊装置是多余的。两个轧辊的弯曲外轮廓遍及轧辊的整个辊身长度范围内并且具有这样的造型，即它在两个轧辊的规定轴向位置上是互补的。
EP0294544B1公开了这样的轧辊形状，即轧辊外轮廓通过五阶多项式表述。这种轧辊形状仍然允许尽可能修正轧制带材。
为了显著减小轴向力和偏斜作用的轧制力，在JP-A-61-296904中提出了，工作辊的外轮廓具有这样的曲率，即它三次与一平行于轧辊轴线地延伸的线相交。此外，弯曲的外轮廓在两个轧辊上分别向相反的两侧延伸，从而由两个辊构成的总直径在整个轧辊长度范围内保持一样。
不过，在上述文献中都没有关注这样的事情，即在用CVC轧辊进行轧制的过程中，不是只有辊缝形状和板形调节范围在发挥作用。尤其是轧辊轴承的安装难度受轧辊轴向力的影响，这种轴向力可能在使用不适当的磨削形状时出现。
取决于在CVC轧辊辊身长度范围内的直径差(即便很小)，出现了不同的接触力和圆周速度。
在具有相同直径的成对轧辊的部位上，其圆周速度是一样的。在轧辊接触区的不同部位上，一个轧辊的直径和进而圆周速度总是小于或大于其配对轧辊。由此一来，根据确定坐标轴方向的不同，在成对轧辊之间并在其接触区范围内出现了或负或正的速度差。
这种大小不同且方向各异的相对速度导致大小不同且方向各异的圆周力。轧辊圆周力的分布造成以机架中心为中心的力矩，这个力矩可能导致轧辊交叉并进而导致在轧辊轴承中的轴向力。
JP-A-6-285518公开了这样的内容，即按照高阶多项式形成可轴向相对移动的工作辊的外轮廓，其中最高项涉及在轧辊轴线方向上的轧辊中心间距，另外三项涉及点对称。此外，工作辊的外轮廓是如此设计的，即轧辊半径和在轧辊轴线方向上的轧辊中心间距的乘积在接触另一轧辊如支承辊的整个接触长度范围内的积分可以产生零值。通过这样的工作辊外轮廓，可以降低如可通过工作辊的偏斜调节而产生的轴承力。
发明内容
本发明的任务是，在上述类型的轧机中采取这样的措施，即通过所述措施来尽可能地减小轧辊轴承的轴向力。
该任务的技术解决方案在于一种具有一对CVC轧辊并最好是一对CVC工作辊和一对支承辊的轧机，这两对轧辊具有一个其中有一水平作用力矩的接触区，所述力矩导致轧辊交叉并由此导致在轧辊轴承中的轴向力，其中，所述力矩通过一个轧辊的倾斜的CVC磨削部被减小，并且所述CVC辊的半径变化曲线通过以下多项式来限定，即
R(x)＝a0+a1·x+a2·x2+......+an·xn
其中：
R(x)＝半径变化曲线
x＝沿辊身纵向的坐标
a0＝实际轧辊半径
a1＝斜率，该斜率被用作是与轧辊之间的调节范围和线性负荷无关的最佳参数，该最佳参数可自由选择，并是离线地作为平均值而由CVC轧辊的各不同移动位置而形成的，其中，在使用CVC轧辊时产生最小的轴向力，
a2-an＝CVC体系的调节范围，
其中在最佳斜率的情况下如此设计CVC磨削部，即涉及一个终端直径和轧辊凸部的切线和涉及另一个终端直径和轧辊凹部的切线相互平行地且相对轧辊轴线倾斜最佳倾斜角地延伸。
根据本发明，如此获得所述造型的改变，即通过以下多项式来表述CVC轧辊的半径变化曲线：
R(x)＝a0+a1·x+a2·x2+......+an·xn而且，所谓的斜率a1被用作最佳参数。CVC轧辊的外轮廓由三阶多项式来限定：
R(x)＝a0+a1·x+a2·x2+a3·x3其中：L为CVC轧辊的半径；ai＝多项式系数；x＝沿辊身纵向的坐标。
在高阶CVC轧辊中，仍然要考虑多项式的其它项(a4，a5等)。
多项式系数a0通过实际轧辊半径得到，多项式系数a2、a3以及a4、a5等是如此确定的，即得到了CVC系统所需的调节范围。多项式系数a1与轧辊之间的线形负荷和调节范围无关并因而可以自由选择。该斜率或线性分量a1可如此来选择，即当使用CVC辊时出现了最小的轴向力。
出于实用性考虑，离线地并作为平均值地由CVC辊的各不同移动位置(如最小、中性和最大的移动位置)来确定。确切地说，通过形成平均值而没有完全补偿轧辊轴承的轴向力，但得到了一个在轧辊的整个调节范围内是最小的值。
在最佳的CVC磨削部斜率的情况下，涉及在轧辊凹侧的终端直径和轧辊凸部的切线以及涉及另一终端直径(在轧辊凸侧)和轧辊凹部的切线相互平行延伸并且相对轧辊轴线倾斜最佳的倾斜角。而在为了获得最小直径差而设计的具有传统磨削状况的CVC工作中，这些切线也平行于轧辊轴线地延伸。
事实证明以下措施是有的，即根据算术考虑和经验数据，一个按照三阶多项式的轧辊的斜率a1位于这样的区域内：
a1＝-1/20～-5/20·a3·b2 cont
适当考虑的结果就是，一按照五阶多项式的轧辊的斜率a1由以下式子表示：
a1＝f1·a3·b2 cont+f2·a5·b4 cont
其中：f1＝-1/20～-5/20和f2＝0～-7/112。
附图说明
从以下的说明书和附图中得到了本发明的其它特征，在所述附图中示意示出了本发明的实施例。其中：
图1a、1b、1c表示处于不同移动位置上的CVC工作辊对并示出了支承辊及在辊缝中和轧辊之间的线形负荷调节；
图2表示在两个轧辊的接触区内的圆周力分布情况；
图3表示具有传统磨削状况的CVC工作辊对；
图4表示具有最佳锥度的CVC工作辊对。
具体实施方式
在图1a、1b、1c中示出了处于不同移动位置上的CVC工作辊1。工作辊1由支承辊2支承。轧制带材3位于工作辊1之间。
在辊缝内的负荷不变地施加在轧制带材3上并且与工作辊1的移动位置无关。用箭头4表示这种施力。在CVC工作辊和支承辊2之间的负荷不均匀地分布在其接触区bcont上并且随着工作辊1的移动位置而变。这种负荷用箭头5表示。通过箭头4、5表示的负荷总和是大小相同但方向相反的。
如图2所示，由轧辊形状得到负荷箭头5和局部的负或正相对速度在接触区bcont内导致不同的圆周力Qi。轧辊圆周力Qi的分布造成以轧机中心6为中心的力矩M，这可能导致轧辊1、2交叉并进而导致在轧辊轴承中的轴向力。
通过相应的轧辊磨削形状来防止这种情况。在其轧辊外轮廓按照以下三阶多项式的CVC轧辊中，即R(x)＝a0+a1·x+a2·x2+a3·x3，只有系数a1(所谓的斜率)被用于磨削图案的变化，这是因为多项式系数a0确定了各轧辊半径，而多项式系数a2、a3、a4、a5等确定了所需的CVC体系的调节范围。只有斜率a1与轧辊之间的线性负荷和调节范围无关并因而可以自由选择。在其外与轮廓由三阶多项式规定的CVC轧辊中，当斜率a1处于这样的范围时，它导致最小的力矩M，即，
a1＝-1/20～-5/20·a3·b2 cont。
对于其外轮廓由五阶多项式确定的CVC轧辊中，当斜率等于以下式子时，得到了最小的力矩M，即，
a1＝f1·a3·b2 cont+f2·a5·b4 cont
其中：f1＝-1/20～-5/20和f2＝0～-7/112。
在图3中，示出了有传统磨削情况的CVC工作辊对，它们是按照获得最小直径差的目的而设计的。涉及其中一个终端直径7和轧辊凸部的切线8和涉及另一个终端直径9和轧辊凹部的另一切线10平行于有传统磨削情况的工作辊的轴线延伸。而如图4所示的具有最佳锥度的相应CVC辊切线是平行但相对轧辊轴线倾斜了最佳倾斜角(α)地延伸的。
附图标记一览表
1、1′-CVC工作辊；2-支承棍；3-轧制带材；4-箭头(辊缝中的负荷)；5-箭头(在工作辊1和支承辊2之间的负荷)；6-轧机中心；7、7′-终端直径；8、8′-切线；9、9′-另一终端直径；10、10′-另一切线；
Claims (2)
1、具有一对CVC轧辊即一对CVC工作辊(1，1′)和一对支承辊(2)的轧机，这两对轧辊具有一个其中有一水平作用力矩(M)的接触区(bcont)，所述力矩导致轧辊(1，2)交叉并由此导致在轧辊轴承中的轴向力，其特征在于，所述力矩(M)通过一个工作辊(1，1′)的倾斜的CVC磨削部被减小，并且所述CVC工作辊(1，1′)的半径变化曲线(外轮廓)通过以下多项式来限定，即
R(x)＝a0+a1·x+a2·x2+......+an·xn
其中：
R(x)＝半径变化曲线
x＝沿辊身纵向的坐标
a0＝实际轧辊半径
a1＝斜率，该斜率被用作是与轧辊之间的调节范围和线性负荷无关的最佳参数，该最佳参数可自由选择，并是离线地作为平均值而由CVC轧辊的各不同移动位置而形成的，其中，在使用CVC轧辊时产生最小的轴向力，
a2-an＝CVC体系的调节范围，
其中在最佳斜率的情况下如此设计CVC磨削部，即涉及一个终端直径(7′)和轧辊凸部的切线(8′)和涉及另一个终端直径(9′)和轧辊凹部的切线(10′)相互平行地且相对轧辊轴线倾斜最佳倾斜角(α)地延伸。
2、如权利要求1所述的轧机，其特征在于，用于一个有一条按照三阶多项式的半径变化曲线的工作辊(1，1′)的斜率a1位于这样的范围内，即
a1＝f1·a3·b2 cont
而用于一个有一条按照五阶多项式的半径变化曲线的工作辊(1，1′)的斜率a1位于这样的范围内，即
a1＝f1·a3·b2 cont+f2·a5·b4 cont
其中：
f1＝-1/20～-5/20和f2＝0～-7/112。
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