CN202638965U - 一种矫直机支承辊 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矫直机支承辊，其具有两端面以及两端面之间的辊面，所述辊面包括一直线段和与所述直线段的两端分别衔接的两倒角段，所述两倒角段分别与两端面衔接；其中：所述各倒角段均包括一三次曲线段以及一锥形段，所述直线段的两端分别与两三次曲线段相切过渡，所述两锥形段分别与所述两端面衔接。该矫直机支承辊沿辊长方向的受力更均匀，能够降低应力峰值，改善辊系受力状态，延长辊系磨辊周期和使用寿命，进而改善带钢表面质量，从而从根本上解决了带钢表面的压痕问题。

Description

一种矫直机支承辊

技术领域

本实用新型涉及一种冶金生产设备，尤其涉及矫直机的支承辊。

背景技术

矫直机是从根本上消除带钢内部残余应力，改善板型的最终工序。目前国际上最先进的辊式矫直机为第三代矫直机，有完善的模型作为支撑，设备实现高度自动化。

然而国际上各大钢厂在矫直机使用过程中有一个共性问题，就是带钢表面会出现压痕，支承辊辊面局部磨损严重，引起工作辊辊面压痕损伤并将这种损伤传递到带钢表面，引起带钢表面压痕，造成质量异议。

图1为现有矫直机支承辊的辊型，其中11为支承辊辊身直线段，12为锥形倒角段，13为圆弧倒角段。锥形倒角段12与圆弧倒角段13相切过渡，但直线段11与锥形倒角段12的连接处出现一尖点，这势必会产生较大的局部接触应力峰值，这是现有矫直机支承辊使用过程中，磨损严重的根本原因所在。

经分析，支承辊局部损伤和带钢表面质量压痕为相互关联的，呈一一对应关系，造成这种损伤的主要原因在于：支承辊辊型设计不合理，导致支承辊边部存在局部应力峰值，造成支承辊辊面局部损伤，进而引起工作辊辊面压痕损伤，并把这种损伤传递到带钢表面，造成表面质量缺陷，因此有必要对支承辊的辊型进行合理的设计和优化，降低工作辊和支承辊局部接触应力峰值，改善支承辊受力环境，一方面可以延长磨辊周期，提高工作辊和支承辊使用寿命；另一方面可以减少带钢表面质量异议，提高成材率。

为了解决现场压痕问题，减少支承辊边部存在应力峰值，公开号为CN101293261，公开日为2008年10月29日，名称为“一种用于矫直机的支承辊”的中国专利文献提供了一种矫直机支承辊的辊型，该支承辊辊型辊体中段部的辊型沿直径方向是二次多项式曲线。但该发明并没有从根本上解决现场生产中遇到的压痕问题，支承辊修磨周期没有得到明显改善。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种矫直机支承辊，其辊型更加合理，该辊型使矫直机在负荷状态下，支承辊沿辊长方向受力更均匀，能够降低应力峰值，改善辊系受力状态，延长辊系磨辊周期和使用寿命，进而改善带钢表面质量，从根本上解决带钢表面的压痕问题，减少质量异议。

为了实现上述发明目的，本实用新型提供了一种矫直机支承辊，其具有两端面以及两端面之间的辊面，所述辊面包括一直线段和与所述直线段的两端分别衔接的两倒角段，所述两倒角段分别与两端面衔接；其中：

所述各倒角段均包括一三次曲线段以及一锥形段，所述直线段的两端分别与两三次曲线段相切过渡，所述两锥形段分别与所述两端面衔接，所述三次曲线段的曲线方程为：

$y=\frac{h}{l^3}{x}^3$

式中，h为三次曲线段的高度，l为三次曲线段的长度。

本技术方案通过研究倒角段的曲线对接触应力峰值的影响，将倒角段设计为相互衔接的三次曲线段和锥形段，并通过有限元分析的方法，确定了三次曲线段的曲线方程，从而尽可能地降低了支承辊局部应力峰值。

优选地，所述两三次曲线段的高度h均为0.08～0.5mm，所述两三次曲线段的长度均为30～300mm。需要说明的是，三次曲线段高度和长度的取值是与支承辊的型号、长度有关的，支承辊越长，辊径越大，三次曲线段的高度和长度就越大，反之亦然。

优选地，所述两锥形段的锥度均为0.1～0.3，所述两锥形段的高度均为0.5～1.5mm。将锥形段的锥度控制在上述范围内目的是使负载情况下，支承辊端部脱空，避免受力，以防止支承辊边部损伤。

本实用新型所述的矫直机支承辊，由于其沿辊长方向的受力更均匀，故能够降低应力峰值，改善辊系受力状态，延长辊系磨辊周期和使用寿命，进而改善带钢表面质量，从而从根本上解决了带钢表面的压痕问题。

附图说明

以下结合附图和具体实施例来对本实用新型所述的矫直机支承辊做进一步说明。

图1为现有矫直机支承辊靠近端部的辊型示意图。

图2为支承辊的整体结构示意图。

图3为本实用新型所述的矫直机支承辊靠近端部的辊型示意图。

图4为矫直机一副辊系的设置示意图。

图5为图4中所示的1#支承辊在沿辊长方向的接触法向应力分布曲线。

图6为图4中所示的2#支承辊在沿辊长方向的接触法向应力分布曲线。

具体实施方式

如图2所示，支承辊具有位于两端的端面3以及位于两个端面3之间的沿周向方向延伸的辊面2。

如图3所示，辊面包括位于中部的直线段21，以及位于边部的、与端面衔接的倒角段。其中倒角段包括一段三次曲线段22和一段锥形段23，从图3中可以看出，三次曲线段22与直线段21相切，三次曲线段22与锥形段23衔接，锥形段23与支承辊的端面衔接。图3中h为三次曲线段的高度，l为三次曲线段的长度，H为倒角段的总高度，L为倒角段的总长度，三次曲线段的曲线方程为：

$y=\frac{h}{l^3}{x}^3$

图4为矫直机一副辊系的设置示意图。P为支承辊，Q为工作辊。本实施例中工作辊的规格为：ф285×2850mm，支承辊P的规格为：ф290×425mm。支承辊P为分段式，轴心分别偏离工作辊Q的轴心30mm，左右交错排列，每根工作辊P配置4根支承辊Q。

表1列出了本实施例的三种方案的三次曲线段和锥形段的具体尺寸，表2列出了作为比较例的现有支承辊的辊型尺寸。

表1.实施例

表2.比较例

由表1可以看出，本实施例中方案3的最大接触应力最小。因此对于本实施例来说，三次曲线段的长度最好为140mm。

由表1和表2可以看出，支承辊的最大应力峰值由比较例的1500MPa降低到了1250MPa，改善幅度为17％，通过新辊型的实施，可以大大降低支承辊局部应力峰值，改善支承辊受力环境，延长辊系磨辊周期，改善带钢表面质量。

图5为图4所示的1#支承辊在沿辊长方向的接触法向应力分布曲线。图6为图4所示的2#支承辊在沿辊长方向的接触法向应力分布曲线。图5和图6中，a、b、c、d分别对应表示实施例方案1、实施例方案2、实施例方案3和实施例方案4，A表示比较例。

从图4和图5可以看出，随着三次曲线段长度l的增加，支承辊最大应力峰值有降低的趋势，但降低到一定程度，几乎趋向平缓，同时，支承辊辊身中间区域应力整体上升，因此，最佳倒角参数的确定需综合考虑最大应力峰值和支承辊整体应力状态。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (3)

1.一种矫直机支承辊，其具有两端面以及两端面之间的辊面，所述辊面包括一直线段和与所述直线段的两端分别衔接的两倒角段，所述两倒角段分别与两端面衔接；其特征在于：

所述各倒角段均包括一三次曲线段以及一锥形段，所述直线段的两端分别与两三次曲线段相切过渡，所述两锥形段分别与所述两端面衔接，所述三次曲线段的曲线方程为：

$y=\frac{h}{l^3}{x}^3$

式中，h为三次曲线段的高度，l为三次曲线段的长度。

2.如权利要求1所述的矫直机支承辊，其特征在于，所述两三次曲线段的高度均为0.08～0.5mm，所述两三次曲线段的长度均为30～300mm。

3.如权利要求2所述的矫直机支承辊，其特征在于，所述两锥形段的锥度均为0.1～0.3，所述两锥形段的高度均为0.5～1.5mm。

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