專利名稱：用于輥道的空心輥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及型材加工的運輸輥道，尤其是一種用于輥道的空心輥。
背景技術：
運輸輥道在型材生產(chǎn)中是非常關鍵的一環(huán)，起到承重、運輸?shù)茸饔?。在生產(chǎn)中，軋 件通過輥道時將會對輥道輥子表面造成磨損，而輥子表面磨損后會對型材的表面質(zhì)量造成 極大的影響，尤其是用于運輸重輥等質(zhì)量大、表面精度要求高的型材時。目前的輥子通常為 空心棍，由輥體、傳動側(cè)端件、從動側(cè)端件、傳動側(cè)軸頭、從動側(cè)軸頭組成，輥體通常由無縫 鋼管制成的，各組件之間通過焊接連接為一體。目前，對于輥道磨損的解決方式有三種優(yōu)化輥子材質(zhì)、激光表面處理、人工堆焊 修補。優(yōu)化輥子材質(zhì)、激光表面處理是在輥子制作時采用的方案，增加輥子表面的硬度和耐 磨性能；而在使用過程中僅能通過人工堆焊的方式對輥子表面磨損部分進行焊補，補焊通 常在磨損部位磨損深度達到一定程度后進行，如15 20mm時，但焊補質(zhì)量不高，經(jīng)常會刮 傷軋件。同時，輥道磨損的現(xiàn)象存在于整個生產(chǎn)線，需焊補輥子數(shù)量大、焊補耗時長，操作人 員勞動強度大，難以在維護檢修周期內(nèi)完成。就鋼軌生產(chǎn)而言，產(chǎn)品中相當普遍的存在磨損 輥道刮傷鋼軌的現(xiàn)象，而現(xiàn)在的鋼軌的生產(chǎn)標準越來越高，無論是國內(nèi)的鐵標還是國外的 EM標準等都對鋼軌的表面質(zhì)量有極高的要求，從而減低了鋼軌的成材率。另外，由于輥道受損區(qū)域非常集中，因此也造成了資源極大的浪費。以某軌梁廠 萬能線所使用的輥道為例，其輥子長度為1600mm，由于軋件寬度為200 250mm，因此在生 產(chǎn)時使用的長度僅為200 250mm，同時綜合考慮軋件出鋼偏移的情況，實際最大磨損寬 度為500 600mm，范圍僅為輥道長度的(600/1600) *100 % = 37. 5 %，其浪費程度達到了 62. 5%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種能夠快速更換磨損輥面、提高軋件表面質(zhì) 量、減少維護時間的用于輥道的空心輥。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是用于輥道的空心輥，由輥體、傳動 側(cè)端件、從動側(cè)端件、傳動側(cè)軸頭、從動側(cè)軸頭組成，所述傳動側(cè)端件、從動側(cè)端件分別通過 插接配合定位于輥體兩端，輥體、傳動側(cè)端件、從動側(cè)端件三者通過可拆卸固定連接連為一 體；所述插接配合由相配合的插頭和插槽組成。本發(fā)明的有益效果是輥道輥子的磨損主要集中在輥體，因此傳動側(cè)端件、從動側(cè) 端件與傳動側(cè)軸頭、從動側(cè)軸頭依然采用焊接固定，而輥體與傳動側(cè)端件、從動側(cè)端件則分 別通過插接配合導向、快速定位，并通過可拆卸連接固定。在輥體磨損后，通過更換輥體， 快速更換磨損輥面，能夠?qū)崿F(xiàn)輥道的快速維護，提高軋件表面質(zhì)量、減少維護時間，增加軋 制生產(chǎn)線的利用率，增加型材的成材率。被更換的輥體通過離線維護，不受時間、場地的影 響，能夠保證維護后輥體及其表面的質(zhì)量，延長了輥體的使用壽命，從而減少輥耗；更換輥體時，兩端端件、軸頭無需更換，使用壽命長，大大降低了維護成本。為了保證輥體兩端的支撐，進一步的，所述插頭是與輥體同軸的柱狀體，且插頭柱 面上設置有至少一個周向定位平面；所述插槽的凹腔截面與插頭截面形狀一致；所述插頭 前端面與插槽槽底接觸或者所述插槽端面與插頭后端面接觸。作為一種優(yōu)選方案，所述插頭和插槽的截面均為六邊形。進一步的，所述傳動側(cè)端件、從動側(cè)端件分別通過插接配合軸向定位于輥體兩端，所述可拆卸連接是穿過輥體且一端與傳動側(cè)端件或者傳動側(cè)軸頭、另一端與從動側(cè)端件或 者從動側(cè)軸頭通過軸向限位結構相連的連桿。連桿的力使得輥體產(chǎn)生變形應力，提高連接 強度。為了保證輥體的變形應力分布與輥體的表面，所述插頭設置于輥體兩端，所述插 槽設置于傳動側(cè)端件和從動側(cè)端件；所述插槽端面與插頭后端面接觸。作為一種優(yōu)選方案，所述連桿與傳動側(cè)端件或者傳動側(cè)軸頭通過卡接限位結構固 定、與從動側(cè)端件或者從動側(cè)軸頭通過螺栓限位結構固定。進一步的，為了保證輥體周向上連接強度、變形、應力分布的均勻，所述連桿與輥 體同軸，所述從動側(cè)軸頭設置有與連桿相配合的中心通孔，所述連桿對應端頭穿出從動側(cè) 軸頭的中心通孔并通過螺栓固定。作為一種優(yōu)選方案，所述傳動側(cè)端件包括筒節(jié)和隔板，所述筒節(jié)的通孔通過隔板 間隔為兩部分，其中靠近輥體一端為由筒節(jié)側(cè)壁和隔板包圍構成的插槽，另一端為由筒節(jié) 側(cè)壁和隔板包圍構成的傳動側(cè)軸頭固定槽，所述傳動側(cè)軸頭通過幅板固定與固定槽內(nèi)；所 述卡接限位結構由設置于隔板上的通孔、設置于連桿端頭的卡塊構成，所述通孔與卡塊所 在位置的連桿截面相一致；所述幅板與隔板之間設置有寬度大于卡塊軸向厚度的間隙。進一步的，為了保證隔板的受拉強度，所述筒節(jié)通孔為臺階孔，所述隔板靠近輥體 一側(cè)端面與臺階孔接觸限位。為了進一步減少輥耗，所述輥體由至少三節(jié)通過臺階接插配合的筒體拼接而成， 所述相連筒件通過臺階端面軸向限位、通過臺階柱面周向限位。


圖1是本發(fā)明的軸向剖視圖；圖2是圖1的A-A向剖視圖；圖3是圖1的B-B向剖視圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明的用于輥道的空心輥，由輥體1、傳動側(cè)端件2、從動 側(cè)端件3、傳動側(cè)軸頭6、從動側(cè)軸頭8組成，所述傳動側(cè)端件2、從動側(cè)端件3分別通過插接 配合定位于輥體1兩端，輥體1、傳動側(cè)端件2、從動側(cè)端件3三者通過可拆卸固定連接連為 一體；所述插接配合由相配合的插頭4和插槽組成。輥道輥子的磨損主要集中在輥體1，因此傳動側(cè)端件2、從動側(cè)端件3與傳動側(cè)軸 頭6、從動側(cè)軸頭8依然采用焊接固定，而輥體1與傳動側(cè)端件2、從動側(cè)端件3則分別通過插接配合導向、快速定位，并通過可拆卸連接固定。在輥體1磨損后，通過更換輥體1，快速 更換磨損輥面，能夠?qū)崿F(xiàn)輥道的快速維護，提高軋件表面質(zhì)量、減少維護時間，增加軋制生 產(chǎn)線的利用率，增加型材的成材率。被更換的輥體1通過離線維護，不受時間、場地的影響， 能夠保證維護后輥體1及其表面的質(zhì)量，延長了輥體1的使用壽命，從而減少輥耗；更換輥 體1時，兩端端件、軸頭無需更換，使用壽命長，大大降低了維護成本。上述插頭和插座可以是任意的形式，上述定位可以是僅通過插接配合實現(xiàn)軸向定位，而通過可拆卸固定連接在實現(xiàn)固定的同時實現(xiàn)周向限位，比如插接配合為圓柱形的插 頭和對應的圓柱形插槽，通過插頭和插槽的端面接觸限位，可拆卸連接為沿徑向穿過插槽 側(cè)壁并與插頭螺紋配合的螺栓、或者通過斜面配合的卡鉤，卡鉤的入卡方向與輥道運行時 空心輥的轉(zhuǎn)動方向相反；也可以是僅通過插接配合實現(xiàn)周向定位，而通過可拆卸固定連接 在實現(xiàn)固定的同時實現(xiàn)軸向限位，比如插接配合以輥體1通孔為插槽，插頭為一與輥體1 通孔截面一致的圓盤，可拆卸連接為沿圓盤徑向穿過插槽側(cè)壁并與圓盤周邊螺紋配合的螺 栓。但僅通過插接配合實現(xiàn)軸向定位或軸向定位，在通過可拆卸連接固定時，還需要調(diào)整輥 體1、傳動側(cè)端件2、從動側(cè)端件3的相對位置，因此最好的通過插接配合同時實現(xiàn)軸向和周 向的定位。此時，插接配合可以由多個圓柱銷和多個圓孔組成，可拆卸連接同樣可以是螺栓 固定。具體的，為了保證輥體1兩端的支撐強度，所述插頭4是與輥體1同軸的柱狀體， 且插頭4柱面上設置有至少一個周向定位平面；所述插槽的凹腔截面與插頭截面形狀一 致；所述插頭4前端面與插槽槽底接觸或者所述插槽端面與插頭4后端面接觸。插頭4和 插槽通過端面配合軸向定位，通過周向定位平面周向定位。所述插頭4的前端面即與插槽 相鄰的端面，后端面即遠離插槽一端并位于柱體外的端面。上述柱狀體可以是由一個平面和一段圓弧面組成、或者兩個平面和兩段圓弧面組 成、或者任意的多邊形柱、或者其他任意的非回轉(zhuǎn)體柱。但最好的，所述插頭4和插槽的截 面均為六邊形，六邊形插頭與六邊形以上的多邊形相比抗扭能力好、與六邊形以下的多邊 形相比對插槽側(cè)壁的壁厚要求小節(jié)省材料。根據(jù)插頭、插槽結構的不同，可拆卸連接可以是如上所述的螺栓或卡鉤，也可以是 將插頭卡入插槽的法蘭等。最好的，所述傳動側(cè)端件2、從動側(cè)端件3分別通過插接配合軸 向定位于輥體1兩端，所述可拆卸連接是穿過輥體1且一端與傳動側(cè)端件2或者傳動側(cè)軸 頭6、另一端與從動側(cè)端件3或者從動側(cè)軸頭8通過軸向限位結構相連的連桿5。與其他的 連接形式相比，根據(jù)插頭、插槽軸向定位限位方向的不同，通過連桿的拉伸力或者頂壓力作 用于兩端端件或軸頭使得輥體產(chǎn)生變形應力，在形成固定的同時，提高連接強度。相比頂壓力，拉伸力導致輥體1受壓能夠提高輥體1的剛性，因此最好的連桿5為 拉桿，兩端端件的限位方向均為指向輥體1的方向，最好的，所述插頭4設置于輥體1兩端， 所述插槽設置于傳動側(cè)端件2和從動側(cè)端件3 ；同時為了保證輥體1的變形應力分布與輥 體1的表面，所述插槽端面與插頭4后端面接觸。同時，插頭4設置于輥體1兩端，可以直 接通過輥體1的側(cè)壁加工而成，連桿5能由輥體1的通孔內(nèi)之間穿出，相對于將插槽設置與 輥體1還需要在輥體1通孔內(nèi)設置插槽槽底，輥體1加工更為簡單，在連桿5拉伸作用下的 抗壓能力更好。連桿5兩端的軸向限位結構可以是卡鉤、螺紋、螺栓、楔形插銷或者上述結構的任意組合組成，當然還可以是其他的結構。連桿5通過輥體1、傳動側(cè)端件2、從動側(cè)端件3拉 緊，因此連桿5兩端僅需滿足軸向的單向限位即可，且兩端的限位方向相對。最好的，所述 連桿5與傳動側(cè)端件2或者傳動側(cè)軸頭6通過卡接限位結構固定、與從動側(cè)端件3或者從 動側(cè)軸頭8通過螺栓限位結構固定?？ń咏Y構能夠保證快速的連接，螺栓連接能夠保證足 夠大的拉伸力，兩者的組合能夠滿足各項目標之間的平衡。上述連桿5可以設置多根，通過在從動側(cè)幅板9上設置通孔保證連桿5穿出，但設 置多根時容易由于各根連桿的拉力不一致，導致輥體變形、應力分布、連接強度不一致。因 此最好的，所述連桿5與輥體1同軸，所述從動側(cè)軸頭8設置有與連桿5相配合的中心通孔， 所述連桿5對應端頭穿出從動側(cè)軸頭8的中心通孔并通過螺栓固定。相應的，下述隔板22 的通孔也設置與隔板22中心?？ń酉尬唤Y構可以是在插槽槽底焊接掛鉤，也可以是設置卡槽，出于連接強度的 考慮，最好是設置卡槽，連桿上的卡塊插入卡槽內(nèi)后通過旋轉(zhuǎn)并限位卡住，但卡槽加工煩 瑣。為了方便卡槽的加工，進一步的，所述傳動側(cè)端件2包括筒節(jié)21和隔板22，所述筒節(jié)21 的通孔通過隔板22間隔為兩部分，其中靠近輥體1 一端為由筒節(jié)21側(cè)壁和隔板22包圍構 成的插槽，另一端為由筒節(jié)21側(cè)壁和隔板22包圍構成的傳動側(cè)軸頭6固定槽，所述傳動側(cè) 軸頭6通過傳動側(cè)幅板7固定與固定槽內(nèi)；所述卡接限位結構由設置于隔板22上的通孔、 設置于連桿5端頭的卡塊51構成，所述通孔與卡塊51所在位置的連桿5截面相一致；所述 傳動側(cè)幅板7與隔板22之間設置有寬度大于卡塊51軸向厚度的間隙52?？▔K51由插槽 一端通過通孔穿入間隙52，通過旋轉(zhuǎn)被隔板22限位固定。由于連桿的壓力通過隔板22傳遞至輥體1，為了保證隔板22的抗拉強度，所述筒 節(jié)21通孔為臺階孔，所述隔板22靠近輥體1 一側(cè)端面與臺階孔接觸限位。從動側(cè)端件3無需設置卡槽，從動側(cè)端件3為一空心柱狀體，從動側(cè)軸頭8通過從 動側(cè)幅板9固定于柱狀體的臺階通孔內(nèi)，并通過從動側(cè)幅板9構成插槽的槽底。由于磨損主要集中在輥體1中部，為了進一步減少輥耗，所述輥體1由三節(jié)通過臺 階11接插配合的筒體拼接而成，所述相連筒件通過臺階11端面軸向限位、通過臺階柱面周 向限位。連桿的拉力保證了各筒件之間的緊密連接，臺階保證了中間筒節(jié)的支撐，更換時僅 需更好中部的筒件即可。而中部的筒件也可以單獨采用耐磨損金屬進行制作，在節(jié)省材料、 降低成本、方便制作的前提下，保證空心輥的耐磨損性能。當然也可以是三節(jié)以上的筒件， 但筒件過多不方便組裝同時降低結構強度。采用與現(xiàn)有空心輥相同材料制作的本發(fā)明的空心輥進行工程試驗，工作45天后，輥體磨損深度均為20mm，對維護時間進行了實測，現(xiàn)有空心輥補焊平均時間為43分鐘，而 本發(fā)明組合式空心輥的輥體更換時間平均為20分鐘，極大的減少了檢修、維護周期中占用 比率非常大的焊補輥道的時間、節(jié)省人工、并將有效的提高生產(chǎn)線的作業(yè)率。
權利要求
用于輥道的空心輥，由輥體(1)、傳動側(cè)端件(2)、從動側(cè)端件(3)、傳動側(cè)軸頭(6)、從動側(cè)軸頭(8)組成，其特征在于所述傳動側(cè)端件(2)、從動側(cè)端件(3)分別通過插接配合定位于輥體(1)兩端，輥體(1)、傳動側(cè)端件(2)、從動側(cè)端件(3)三者通過可拆卸固定連接連為一體；所述插接配合由相配合的插頭(4)和插槽組成。
2.如權利要求1所述的用于輥道的空心輥，其特征在于所述插頭⑷是與輥體⑴同 軸的柱狀體，且插頭(4)柱面上設置有至少一個周向定位平面；所述插槽的凹腔截面與插 頭截面形狀一致；所述插頭(4)前端面與插槽槽底接觸或者所述插槽端面與插頭(4)后端 面接觸。
3.如權利要求2所述的用于輥道的空心輥，其特征在于所述插頭(4)和插槽的截面 均為六邊形。
4.如權利要求2所述的用于輥道的空心輥，其特征在于所述傳動側(cè)端件(2)、從動側(cè) 端件(3)分別通過插接配合軸向定位于輥體(1)兩端，所述可拆卸連接是穿過輥體(1)且 一端與傳動側(cè)端件(2)或者傳動側(cè)軸頭(6)、另一端與從動側(cè)端件(3)或者從動側(cè)軸頭(8) 通過軸向限位結構相連的連桿(5)。
5.如權利要求4所述的用于輥道的空心輥，其特征在于所述插頭⑷設置于輥體⑴ 兩端，所述插槽設置于傳動側(cè)端件(2)和從動側(cè)端件(3)；所述插槽端面與插頭(4)后端面 接觸。
6.如權利要求5所述的用于輥道的空心輥，其特征在于所述連桿(5)與傳動側(cè)端件 (2)或者傳動側(cè)軸頭(6)通過卡接限位結構固定、與從動側(cè)端件(3)或者從動側(cè)軸頭(8)通 過螺栓限位結構固定。
7.如權利要求5所述的用于輥道的空心輥，其特征在于所述連桿(5)與輥體(1)同 軸，所述從動側(cè)軸頭(8)設置有與連桿(5)相配合的中心通孔，所述連桿(5)對應端頭穿出 從動側(cè)軸頭(8)的中心通孔并通過螺栓固定。
8.如權利要求5所述的用于輥道的空心輥，其特征在于所述傳動側(cè)端件(2)包括筒 節(jié)(21)和隔板(22)，所述筒節(jié)(21)的通孔通過隔板(22)間隔為兩部分，其中靠近輥體 (1) 一端為由筒節(jié)(21)側(cè)壁和隔板(22)包圍構成的插槽，另一端為由筒節(jié)(21)側(cè)壁和隔 板(22)包圍構成的傳動側(cè)軸頭(6)固定槽，所述傳動側(cè)軸頭(6)通過傳動側(cè)幅板(7)固定 與固定槽內(nèi)；所述卡接限位結構由設置于隔板(22)上的通孔、設置于連桿(5)端頭的卡塊 (51)構成，所述通孔與卡塊(51)所在位置的連桿(5)截面相一致；所述傳動側(cè)幅板(7)與 隔板(22)之間設置有寬度大于卡塊(51)軸向厚度的間隙(52)。
9.如權利要求8所述的用于輥道的空心輥，其特征在于所述筒節(jié)(21)通孔為臺階 孔，所述隔板(22)靠近輥體(1) 一側(cè)端面與臺階孔接觸限位。
10.如權利要求5、6、7、8或9所述的用于輥道的空心輥，其特征在于所述輥體(1)由 至少三節(jié)通過臺階(11)接插配合的筒體拼接而成，所述相連筒件通過臺階(11)端面軸向 限位、通過臺階柱面周向限位。
全文摘要
本發(fā)明涉及型材加工的運輸輥道，尤其是一種用于輥道的空心輥，由輥體(1)、傳動側(cè)端件(2)、從動側(cè)端件(3)、傳動側(cè)軸頭(6)、從動側(cè)軸頭(8)組成，所述傳動側(cè)端件(2)、從動側(cè)端件(3)分別通過插接配合定位于輥體(1)兩端，輥體(1)、傳動側(cè)端件(2)、從動側(cè)端件(3)三者通過可拆卸固定連接連為一體；所述插接配合由相配合的插頭(4)和插槽組成。能夠?qū)崿F(xiàn)輥道的快速維護，提高軋件表面質(zhì)量、減少維護時間，增加軋制生產(chǎn)線的利用率，增加型材的成材率。被更換的輥體通過離線維護，不受時間、場地的影響，能夠保證維護后輥體及其表面的質(zhì)量，從而減少輥耗。適用于各類運輸輥道。
文檔編號B65G39/02GK101830343SQ20101016687
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月10日 優(yōu)先權日2010年5月10日
發(fā)明者劉自彩, 吳遠洪, 程鋮, 陶功明, 馬勝利 申請人:攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司;攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司