CN203695656U - 一种改进型矫直机支承辊 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种改进型矫直机支承辊，包括支承辊本体、轴承和轴承套，支承辊本体中部为辊身，支承辊前部和后部设置辊颈，辊颈与辊身交界处为过渡圆弧，辊颈通过轴承套与轴承连接，轴承为圆锥滚子轴承，轴承套的内表面为与辊颈过渡圆弧相配合的圆弧结构。本实用新型通过对支承辊连接部位的改进，使剪切力集中点分散受力，能够明显减少辊脖断裂事故，不仅能实现生产顺行，又减轻工人的维修强度，同时达到降低成本的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及矫直机辊系技术领域，尤其涉及一种改进型矫直机支承辊。
背景技术
矫直机是轧钢厂钢板矫正的一种常见设备，用于对金属型材、棒材、管材、线材等进行矫直，它通过辊子组件对棒材等进行挤压使其改变直线度，其中，辊子组件包括矫直辊、中间辊、支承辊等，其性能和使用情况的好坏，直接影响生产的作业率和成本、产品的产量和质量等，所以，辊子组件是矫直生产中最关键的备件之一。
在实际生产中，由于多种原因，例如：工件与辊子直接接触引起的接触应力、热应力、剪切应力、残余应力和辊子本身的制造缺陷等，都会造成辊子的大量消耗，以致矫直机在正常使用周期内被迫提前下机，甚至非正常报废，这些都严重影响生产，所以，分析辊子损坏原因，改进并提高辊子使用寿命，，是轧钢生产提高生产效率、实现增产节约、降低消耗的有力措施。
申请号为200710039837.7的中国专利公开了一种用于矫直机的支承辊，包括用于支承一矫直辊的支承辊辊组，支承辊辊体中段部的辊型沿直径方向是四次或二次多项式曲线，用于消除了辊系接触过程中出现的应力集中问题，但该种设计仅从辊身表面出发，是通过改变辊型来实现的，并未对辊子的连接部分，如辊颈、轴承等进行分析，所以并不完善。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种改进型矫直机支承辊，通过对支撑辊连接部位的改造，解决剪切力集中的问题，提高生产效率，达到增产节约、降低消耗的效果。
为实现上述目的所采用的技术方案是：一种改进型矫直机支承辊，包括支承辊本体、轴承和轴承套，所述支承辊本体中部为辊身，所述支承辊前部和后部设置辊颈，所述辊颈与辊身交界处为过渡圆弧，所述辊颈通过轴承套与轴承连接。
所述轴承套的内表面为与辊颈过渡圆弧相配合的圆弧结构，所述轴承为圆锥滚子轴承，所述轴承的内表面与所述轴承套的外表面配合连接。
所述轴承为高碳铬轴承钢制件，所述轴承套为高锰耐磨钢制件。
矫直辊在工件加工时，辊子损坏尤其是支承辊损坏，其中一个重要原因是应力分布不均。为解决这一问题，既可以从改造辊身形态入手，也可以从改造辊子连接处入手。通过对整个支承辊的受力点进行分析，发现传统的辊颈轴承安装部位与辊身交界处的圆角太小，从而形成了一个受力尖点，这样就造成剪切力集中，同时，连接轴承通常为圆柱辊子轴承，不利于应力的分散，一旦矫正过程中矫直力过大，就会造成辊颈的过载断裂。
本实用新型通过对支承辊连接部位的改进，采用过渡圆弧代替受力尖点，并使用与之相适应的轴承组件，使剪切力集中点分散受力，能够明显减少辊脖断裂事故，不仅能实现生产顺行，又减轻工人的维修强度，同时达到降低成本的目的。
附图说明
图1是传统支承辊的结构示意图。
图2是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1、2所示：一种改进型矫直机支承辊，包括支承辊本体、轴承2和轴承套5，支承辊本体中部为辊身3，支承辊前部和后部设置辊颈1，辊颈与辊身交界处为过渡圆弧，辊颈通过轴承套与轴承连接。
轴承套的内表面为与辊颈过渡圆弧相配合的圆弧结构；轴承为圆锥滚子轴承，可为高碳铬轴承钢制件，适用于工作温度为-40℃~130℃范围，经高温回过火后，其适应工作温度可高达250℃，可满足一般机械的要求；轴承的内表面4与轴承套的外表面配合连接。
辊颈断裂是辊子一种较为严重的损坏形式，其原因主要有两种：一种是内在原因，是由于辊子本身存在缺陷，如辊子材质问题或是辊子本体表面设计制造不合理；另一种是外在原因，由轧制工艺条件和使用造成，如超载等造成的断裂。
本实用新型主要针对外在原因，以某厂的四重式9辊矫直机为例，对其整个支承辊的受力点进行分析，发现辊颈轴承安装部位与辊身交界处的圆角太小，半径只有5mm，从而形成了一个受力尖点，并且，传统的圆柱形辊子轴承内表面与辊颈弧面直接接触，接触切点处也会承受非常大的应力，如图1中剖视图I所示，这些都造成剪切力集中，加剧辊颈断裂危险。
如果辊子内部存在裂纹，那么在矫直过程中，在板坯来料厚度与理论厚度相差太大、轧制压力增加、热应力叠加等综合因素的影响下，裂纹会在受力尖点和接触切点处快速连接，形成一个较大的裂纹，这种裂纹在交变应力作用下，由内向外逐渐扩大，当裂纹大到一定程度时，就发生疲劳断裂或者矫直力过大直接使其剪断。
根据以上情况，可以对辊身与辊颈的接触点进行受力分析。首先，确定矫直机所能承载的最大轧制力，并将该轧制力分解至每一根支承辊，然后，把每根支承辊所受轧制力与接触点处单位面积所承受最大压力进行对比。由于圆弧过渡面最利于集中载荷的平均分布，所以可以将接触点处设计为有最小受力面积的圆弧面。在该实施例中，经过计算后，将原本半径5mm的圆角扩展为半径55mm的圆弧面，如图2中剖视图II所示，便可以满足载荷应力平均分布的要求。
在剖视图II中，为解决轴承内表面与辊颈接触点应力大的问题，可以在轴承内表面与辊颈弧面之间引入轴承套。轴承套为高锰耐磨钢制件，这种制件受到的外来冲击越大，其自身表层耐磨性越高，并且随着表面硬化层的逐渐磨损，新的加工硬化层会连续不断形成，所以其摩擦及承力效果十分显著，轴承套的内表面为与辊颈过渡圆弧相配合的圆弧结构，其外表面与轴承内表面配合连接，这样就在整体上改变辊子外围连接部分应力不均的问题，实现了辊子长寿命、低消耗的目标。
Claims (5)
1.一种改进型矫直机支承辊，包括支承辊本体、轴承和轴承套，所述支承辊本体中部为辊身，所述支承辊前部和后部设置辊颈，其特征在于：所述辊颈与辊身交界处为过渡圆弧，所述辊颈通过轴承套与轴承连接。
2.如权利要求1所述的改进型矫直机支承辊，其特征在于：所述轴承套的内表面为与辊颈过渡圆弧相配合的圆弧结构。
3.如权利要求1所述的改进型矫直机支承辊，其特征在于：所述轴承为圆锥滚子轴承，所述轴承的内表面与所述轴承套的外表面配合连接。
4.如权利要求1所述的改进型矫直机支承辊，其特征在于：所述轴承为高碳铬轴承钢制件。
5.如权利要求1所述的改进型矫直机支承辊，其特征在于：所述轴承套为高锰耐磨钢制件。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN106001120A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-10-12 | 宜兴市鑫源辊业有限公司 | 一种轧辊 |
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