專利名稱：一種儲能軋輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于軋鋼生產(chǎn)的組合軋輥，在軋輥制造和裝配過程中，對軋輥有效工作部位輸入能量，最大限度地提高軋輥的強度、剛度、抗剝落性和耐磨性?？蓮V泛地應(yīng)用于軋鋼生產(chǎn)中，有效地提高軋機作業(yè)率和軋制成材率。
軋輥是軋鋼生產(chǎn)的大宗消耗件，軋輥的質(zhì)量直接影響到軋材的尺寸精度和表面質(zhì)量，而且在使用過程中發(fā)生的諸如剝落、斷輥等事故，必將嚴重影響軋機作業(yè)率和軋制成材率，直接影響到軋鋼生產(chǎn)成本。
當(dāng)今的鋼材生產(chǎn)數(shù)量龐大、品種規(guī)格繁多、性能各異，對軋輥的質(zhì)量提出了更高的使用要求，在諸多要求中，軋輥的強度和耐磨性首當(dāng)其沖。
軋輥工作時的受力狀態(tài)是比較復(fù)雜的，但主要承受的是交變應(yīng)力且多屬于對稱循環(huán)應(yīng)力，它是造成軋輥疲勞破壞、失效的主要原因。當(dāng)軋輥的疲勞強度不足時，換句話講，即軋輥能量不足時，首先在其工作表面出現(xiàn)疲勞裂紋，疲勞裂紋破壞了金屬的基體組織，加快了軋輥磨損，同時疲勞裂紋繼續(xù)萌發(fā)與擴張形成宏觀裂紋，工作表面則會出現(xiàn)龜裂、環(huán)裂、最后使軋輥疲勞斷裂，軋輥的耐磨性，尤其是鑄鐵軋輥，主要取決于金屬基體組織的強度、碳化物的數(shù)量和硬度及其在基體組織中的分布狀態(tài)，通過大量的試驗證明，基體組織的強度對耐磨性起主導(dǎo)作用，所以說軋輥的強度不足不僅是斷輥事故的誘發(fā)因素，也同時消弱了軋輥的耐磨性?？v觀歷史，先輩們在軋輥制造上所作的努力調(diào)整軋輥化學(xué)成分、選擇合理的制造工藝等其目的在于獲得高強度、高韌性的金屬晶體結(jié)構(gòu)及高強度、高耐磨性的金屬基體組織，這無一不是在充分挖掘金屬材料的內(nèi)因，使其充分發(fā)揮出來，做到物盡其用，說穿了只是個內(nèi)能的開發(fā)和利用。需要指出的是軋輥外因的開發(fā)和利用至今仍是個空白。從現(xiàn)有包括復(fù)合軋輥在內(nèi)的整體結(jié)構(gòu)軋輥受力情況來看，輥身表面層，即所謂的工作層，在軋鋼過程中不僅承受最大交變壓應(yīng)力，而且承受最大應(yīng)力振幅的對稱循環(huán)拉應(yīng)力及沖擊應(yīng)力等，在其危險斷面上應(yīng)力分布是不均勻的，從軋輥軸線為中性線到輥面的應(yīng)力成正比增長，當(dāng)輥面金屬質(zhì)點既或進入塑性變形(卸載后產(chǎn)生永久變形)時，斷面上絕大部分區(qū)域的應(yīng)力還很低，這些區(qū)域還有承擔(dān)應(yīng)力、分擔(dān)載荷能力。根據(jù)金屬材料機械性能試驗得出的——金屬材料的抗壓縮強度遠大于其抗拉伸強度、抗疲勞強度主要取決于其抗拉伸強度的結(jié)論，可見這種整體結(jié)構(gòu)的軋輥失效的根本原因在于斷面應(yīng)力分布不均，表面層金屬抗拉伸強度不足、過早地進入疲勞破壞而致，而軋輥芯部絕大部分雖具有很高的潛能，但因處在低位能區(qū)域?qū)堓伇韺訌姸炔荒芙o予有效補償，白白浪費掉了。1993年4月14日，中國專利CN2129657Y公開的預(yù)應(yīng)力組合軋輥，就是本申請人在這方面研究的一個例子，這種軋輥在制造和裝配過程中，本申請人通過給其輥套，即工作層施加軸向壓力，壓縮彈性位能以彈性變形的方式儲存于輥套中，使輥套工作在沿軸向最大振幅為壓應(yīng)力的脈動循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下，以軸向儲存的壓縮彈性位能提高軋輥軸向的抗拉強度和抗疲勞強度，解決現(xiàn)有軋輥存在的斷輥問題。由于該軋輥輥套只受軸向壓縮，儲能的結(jié)果僅使軸向強度提高，而軋輥的徑向強度相對減弱了，軋輥沿軸向斷裂的趨勢增大，在軋輥使用過程中出現(xiàn)了所謂崩套(沿軸向開裂)、剝落(沿軸向掉塊)新問題。
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種在制造和裝配過程中依軋制壓力為基準對軋輥有效工作部位輸入能量、使其最大限度地提高強度、剛度、抗剝落和耐磨性的儲能軋輥。
本實用新型的目的可通過這樣的技術(shù)方案來實現(xiàn)這種儲能軋輥，它包括輥軸1、裝在輥軸1上的兩端面呈凸面的輥套2及輥套2兩端裝置的內(nèi)端面呈凹面的加壓圈(31、32)、用于輥套2及輥套2兩端的加壓圈(31、32)在輥軸1上固定裝置的螺母4和對開式螺紋套5，這種軋輥，裝在輥軸1上的輥套2兩端與內(nèi)端面呈凹面的加壓圈(31、32)鈄面配合，在對輥軸1拉伸的同時，通過加壓圈(31、32)對輥套2壓縮，并通過螺母4和對開式螺紋套5將輥套2鎖緊在輥軸1上、保持給定的壓力。這種軋輥，因其輥套2與加壓圈(31、32)的鈄面配合，輥套2所受的壓縮力P指向軸心，既有軸向分力Pa、又有徑向分力Pr，(見附圖2)，輥套變形量與壓力乘積，即輸入輥套2的壓縮位能，壓縮位能的輸入量可根據(jù)軋輥的材料和尺寸、軋制品種、軋制速度、軋制溫度及與軋制力有關(guān)的參數(shù)而定，原則是軋輥在經(jīng)受最大負荷時，輥套，即工作層表面不出現(xiàn)拉應(yīng)力。
本實用新型所提供的這種儲能軋輥，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是其輥套，即工作層表面質(zhì)點是在最大應(yīng)力振幅為壓應(yīng)力的脈動循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下工作的，具有很高的抗拉伸強度(包括軸向的、也包括徑向的)，因而軋輥軸向和徑向的強度都得到了很大程度的提高，能克服現(xiàn)有軋輥存在著的斷輥、崩套、剝落等弊病，又因軋輥強度的提高，換言之，軋輥工作層金屬基體組織的強化，使其中硬質(zhì)的碳化物能充分發(fā)揮出其耐磨效應(yīng)，所以在提高軋輥抗拉伸強度的同時，其耐磨性也獲得很大提高，是現(xiàn)有軋輥的換代產(chǎn)品，也是軋輥制造技術(shù)發(fā)展的一次飛躍。
以下結(jié)合附圖及其實施例對本實用新型作進一步的詳述


圖1為本實用新型所提供的儲能軋輥的主視圖。
圖2為本實用新型所提供的儲能軋輥加壓裝配實施例示意圖。
參照附
圖1，本實用新型實施例所提供的這種儲能軋輥，它包括輥軸1、裝在輥軸1上的兩端面呈凸面的輥套2及輥套2兩端裝置的內(nèi)端面呈凹面的加壓圈(31、32)、用于輥套2及輥套2兩端的加壓圈(31、3 2)在輥軸1上固定裝置的螺母4和對開式螺紋套5，這種軋輥，裝在輥軸1上的輥套2兩端與內(nèi)端面呈凹面的加壓圈(31、32)鈄面配合，在對輥軸1拉伸的同時，通過加壓圈(31、32)對輥套2壓縮，并通過螺母4和對開式螺紋套5將輥套2鎖緊在輥軸1上、保持給定的壓力。
參照附圖2，本實用新型實施例所提供的這種儲能軋輥，其裝配工藝是這樣的輥套2先通過加壓圈(31、32)、螺母4、對開式螺紋套5裝在輥軸1上，再將對開式螺紋套7裝入輥軸1的軸肩內(nèi)、并以銷子定位，然后將由支架6、螺紋套筒8、拉桿9、空心液壓缸10及球面螺母11構(gòu)成的加壓裝置吊裝在軋輥上，使支架6壓在加壓圈31上、螺紋套筒8旋入對開式螺紋套7中，再手動球面螺母11使拉桿9張緊、接通油路對空心液壓缸10加壓，這時螺母4與加壓圈31之間出現(xiàn)間隙，再度旋緊螺母4消除間隙，然后對空心液壓缸10泄壓、旋下螺紋套筒8、吊下加壓裝置，去掉對開式螺紋套7及定位銷子，便得到儲能軋輥。該軋輥在換套時重復(fù)上述操作，對空心液壓缸10加壓后，旋下螺母4，軋輥即可解體。
權(quán)利要求1.一種儲能軋輥，具有輥軸(1)、螺母(4)、對開式螺紋套(5)，其特征在于它由輥軸(1)、裝在輥軸(1)上的兩端面呈凸面的輥套(2)及輥套(2)兩端裝置的內(nèi)端面呈凹面的加壓圈(31、32)、用于輥套(2)及輥套(2)兩端的加壓圈(31、32)在輥軸(1)上固定裝置的螺母(4)和對開式螺紋套(5)構(gòu)成。
專利摘要一種儲能軋輥,由輥軸、裝在輥軸上兩端面呈凸面的輥套、內(nèi)端面呈凹面的加壓圈、用于輥套及輥套兩端的加壓圈長輥軸上確定的螺母及對開式螺紋套構(gòu)成。其輥套,即工作層表面質(zhì)點是在最大應(yīng)力振幅為壓應(yīng)力的脈動循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下工作的,具有很高的抗拉伸強度,因而軋輥軸向和徑向的強度都得到了很大程度的提高,能克服現(xiàn)有軋輥存在著的斷輥、崩套、剝落、不耐磨等弊病。
文檔編號B21B27/00GK2283526SQ9621878
公開日1998年6月10日 申請日期1996年8月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月16日
發(fā)明者李宗祥 申請人:李宗祥