专利名称：一种过盈量可调控的支撑辊的制作方法
技术领域：
本发明涉及冶金工业轧钢设备技术领域，特别是涉及一种过盈量和辊型可调控的支撑辊。
背景技术：
在板带材工业生产中，大型冷、热连轧机支承辊，大型宽厚板轧机支承辊在轧钢工业生产中发挥了重要作用，大型锻钢支承辊辊径尺寸范围为150(T2500mm，辊身长度可达 5000mm，其强度、刚度和热处理工艺设计的目的都是为了保证轧机能够生产出合格的产品。 轧辊作为钢铁工业生产的重要消耗品，直接影响产品质量和生产成本。在大型轧辊成形制造过程中，锻钢支承辊多以整体加工方式供给用户。为提高表面强度、硬度和耐磨性，中频感应加热多用于轧辊的表面淬火。同时，为了提高淬硬层深度，不断增加Cr的百分含量，即使采用Cr5轧辊，淬硬层深度也只有5(T70mm左右。特别是锻钢支承辊是在高温、高速、急冷、交变重载环境下工作，轧辊极易产生表面剥落、局部整块脱落，甚至断辊事故时有发生。 由于其制造工艺复杂，且价格昂贵，严重加大了钢铁企业的经济负担。为解决大型锻钢支撑辊制造成本高的问题，采用机械组合方式生产大型支承辊一直受到国内外的关注。目前，在过盈压装、内部通水冷却、辊套与辊芯之间采用键连接或铆接等新型技术，可以降低制造成本。但是，发明人在实现本发明时发现现有技术具有以下缺陷现有技术在实现时直接采取在芯辊与辊套开槽，会降低辊套配合强度并削弱轧辊使用寿命，而采用传统机械热套装方法不能保证芯辊与辊套之间的过盈装配预紧力不变，辊套与芯辊之间的相对滑动没有得到有效控制。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种过盈量可调控的支撑辊，以克服现有技术中芯辊与辊套过盈配合应力松弛的缺陷。为达到上述目的，本发明提供一种过盈量可调控的支撑辊，所述支撑辊包括芯辊和安装在所述芯辊外部的辊套；所述芯辊带有通心孔，在所述通心孔中安装有电热组件，所述芯辊端部装有连接法兰和用于供电和信号输出的滑环；
所述电热组件包括电热胀棒，所述电热胀棒带有用于采集所述电热胀棒的温度信号的温度传感器，支撑辊外轮廓曲线阶次等于电热胀棒的数量的2倍；
所述滑环分别与电源、温度检测与控制模块、温度传感器连接；所述电源通过所述滑环为所述电热胀棒供电，所述温度传感器通过所述滑环将采集到的温度信号发送给所述温度检测与控制模块；所述温度检测与控制模块用于根据所述温度信号和预先设定的温度值生成温控信号，通过所述温控信号反馈控制所述电源对所述电热胀棒的供电。其中，所述芯辊和辊套采用热装并保持过盈装配。其中，所述电热胀棒与所述通心孔进行过盈装配。
其中，所述电热组件为一组或多组，组间由绝热材料隔离。其中，当所述电热组件为多组时，每组电热胀棒由电源独立供电，并独立向所述温度检测与控制模块发送温度信号。其中，所述电热胀棒的加热温度小于或等于300°C。其中，所述电热胀棒的数量为1-30个。其中，所述电热胀棒上设置有电热载流体。其中，所述电热载流体为电阻或电感。其中，所述电热胀棒为表面具有螺旋槽状分布的螺柱，所述电热载流体设置在所述螺柱的凹槽内。与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果
本发明的支撑辊采用套装结构，辊套可采用高强耐磨合金材料，芯辊可采用价格较低的锻钢(或铸钢)材料，可大大降低制造成本。当辊套磨损严重时，可直接更换辊套，芯辊可以重复使用。本发明通过芯辊胀径，始终保持芯辊与辊套的过盈配合量值，可大大提高组合轧辊的使用寿命。当对多组电热胀棒提供不同电流时，可调节组合支撑辊辊型曲线和局部磨损。如果只在轧辊中部升温，还可以补偿支承辊弯曲挠度。
图1是本发明实施例1的一种过盈量可调控的支撑辊的剖面结构示意图。图2是本发明实施例的电热胀棒结构示意图。图3是本发明实施例的分段电热胀棒结构示意图。其中，1.芯辊，2.辊套，3.电热组件，4.螺栓，5.法兰，6.滑环，7.输入导线，8.地线，9.输出信号线。10.电热胀棒，11.电热载流体，12.端部螺钉，13.供电滑环连接线， 14.地线，15.温度传感器。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例1
本实施例的一种过盈量可调控的支撑辊的结构如图1所示，包括芯辊1和安装在所述芯辊1外部的辊套2，所述芯辊1和辊套2采用热装并保持过盈装配。所述芯辊1带有通心孔，在所述通心孔中安装有电热组件3，所述芯辊1端部装有连接法兰5和用于供电和信号输出的滑环6及螺栓4，所述滑环6分别与输入导线7、地线8和输出信号线9连接。本实施例中，在所述通心孔中安装有一组电热组件3，所述电热组件3包括电热胀棒10，所述电热胀棒10与所述通心孔进行过盈装配。所述电热胀棒10的结构如图2所示， 所述电热胀棒10带有用于采集所述电热胀棒10的温度信号的温度传感器15，其表面具有螺旋槽状分布的螺柱，所述电热胀棒10上设置有电热载流体11，所述电热载流体11设置在所述螺柱的凹槽内；所述电热胀棒10端部设置有端部螺钉12，并分别与供电滑环连接线 13和地线14连接。本实施例中，所述电热载流体11为电阻或电感；所述温度传感器15采用热电偶；所述电热胀棒10采用闭环温度控制，温升小于或等于300°C。
所述滑环6中装有供电滑环和测温信号输出滑环，分别与电源、温度检测与控制模块、温度传感器15连接；所述电源通过所述滑环6为所述电热胀棒10供电，所述温度传感器15通过所述滑环6将采集到的温度信号发送给所述温度检测与控制模块；所述温度检测与控制模块用于根据所述温度信号和预先设定的温度值生成温控信号，通过所述温控信号反馈控制所述电源对所述电热胀棒10的供电，本实施例中，温度检测与控制模块的功能由计算机实现。采用本实施例的过盈量可调控的支撑辊时，将组装后的轧辊安装在轧机上，组合轧辊与工作辊压靠并开始轧制带钢。此时，对滑环6供电，通过导线使电热胀棒10升温而产生径向膨胀，从而推动芯辊1产生径向变形，直径胀大的芯辊1与辊套2之间过盈配合量增加，使辊套2与芯辊1能够牢固装配，不致脱落。芯辊1的温度通过安装在通孔中的热电偶测温并通过滑环6输出与其连接的计算机上。当芯辊1温度高于设定温度时进行断电， 反之，供电。测量结果可以通过显示器输出。实施例2
本实施例与实施例1基本相同，本实施例与实施例1的不同之处在于所述电热组件为多组。本实施例中，所述电热胀棒的数量为1-30个，调控组合轧辊辊型，补偿支承辊弯曲挠度、轧辊磨损和轧后板凸度。每组电热胀棒由电源独立供电，并独立向所述温度检测与控制模块发送温度信号，该电热胀棒的结构如图3所示。当调控板凸度时，可采用本实施例的支撑辊分段加热，对组合轧辊挠度进行分段补偿。本发明支撑辊的芯辊开有中心通孔，孔内嵌装电热管或电热胀棒，当辊套与芯辊之间的过盈配合应力不足以满足轧制要求甚至发生相对滑动时，给芯辊进行供电加热电热胀棒使辊芯产生径向膨胀，增加辊套与芯辊之间的预紧力。当要求预紧力沿辊身有不同分布时，可进行分段加热。考虑辊套外表面是在水冷条件下工作的，故本发明通过对过盈配合公差的热补偿控制，可大大延长组合支撑辊的使用寿命并实现辊型的调整。在本发明中，辊套不开孔槽，以过盈配合方式热装在芯辊上，芯辊开有中心通孔， 在通孔中过盈装配电热胀棒及测温装置。当辊套与芯辊装配过盈量不足或产生相对滑动时，即可通过滑环供电并对芯辊电热胀棒加热，使芯辊产生径向膨胀，提高芯辊与辊套的过盈配合量，同时输出通孔温度。当输出温度达到过盈量设定目标值时，停止加热。为调控组合轧辊凸度，在轧辊辊芯内部，可分段过盈装配多组电热胀棒。通过以上实施例可以看出，本发明具有以下有益效果
本发明的支撑辊采用套装结构，辊套可采用高强耐磨合金材料，芯辊可采用价格较低的锻钢(或铸钢)材料，可大大降低制造成本。当辊套磨损严重时，可直接更换辊套，芯辊可以重复使用。本发明通过使芯辊胀径，始终保持芯辊与辊套的过盈配合量值，可大大提高组合轧辊的使用寿命。如果只在轧辊中部升温，还可以补偿支承辊弯曲挠度。当采用多组电热胀棒时，可调控组合轧辊辊型，补偿支承辊弯曲挠度、轧辊磨损和轧后板凸度，具有工业控制简单且安全可靠等特点。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种过盈量可调控的支撑辊，其特征在于，所述支撑辊包括芯辊和安装在所述芯辊外部的辊套；所述芯辊带有通心孔，在所述通心孔中安装有一组或多组电热组件，所述芯辊端部装有连接法兰和用于供电和信号输出的滑环；所述电热组件包括电热胀棒，所述电热胀棒带有用于采集所述电热胀棒的温度信号的温度传感器；所述滑环分别与电源、温度检测与控制模块、温度传感器连接；所述电源通过所述滑环为所述电热胀棒供电，所述温度传感器通过所述滑环将采集到的温度信号发送给所述温度检测与控制模块；所述温度检测与控制模块用于根据所述温度信号和预先设定的温度值生成温控信号，通过所述温控信号反馈控制所述电源对所述电热胀棒的供电。
2.根据权利要求1所述的过盈量可调控的支撑辊，其特征在于，所述芯辊和辊套采用热装并保持过盈装配。
3.根据权利要求2所述的过盈量可调控的支撑辊，其特征在于，所述电热胀棒与所述通心孔进行过盈装配。
4.根据权利要求3所述的过盈量可调控的支撑辊，其特征在于，所述电热组件为一组或多组，支撑辊外轮廓曲线阶次等于电热胀棒的数量的2倍。
5.根据权利要求4所述的过盈量可调控的支撑辊，其特征在于，当所述电热组件为多组时，每组电热胀棒由电源独立供电，并独立向所述温度检测与控制模块发送温度信号。
6.根据权利要求1所述的过盈量可调控的支撑辊，其特征在于，所述电热胀棒的加热温度小于或等于300°C。
7.根据权利要求1所述的过盈量可调控的支撑辊，其特征在于，所述电热胀棒的数量为1-30个。
8.根据权利要求1至7任一项所述的过盈量可调控的支撑辊，其特征在于，所述电热胀棒上设置有电热载流体。
9.根据权利要求8所述的过盈量可调控的支撑辊，其特征在于，所述电热载流体为电阻或电感。
10.根据权利要求9所述的过盈量可调控的支撑辊，其特征在于，所述电热胀棒为表面具有螺旋槽状分布的螺柱，所述电热载流体设置在所述螺柱的凹槽内。
全文摘要
本发明公开了一种过盈量可调控的支撑辊，包括芯辊和安装在芯辊外部的辊套；芯辊带有通心孔，在通心孔中安装有一组或多组电热组件，芯辊端部装有连接法兰和用于供电和信号输出的滑环；当辊套与芯辊之间的过盈配合应力不足以满足轧制要求甚至发生相对滑动时，给芯辊进行供电加热电热组件使辊芯产生径向膨胀，增加辊套与芯辊之间的预紧力；通过对多组电热胀棒供电调节组合轧辊辊型曲线。本发明的支撑辊采用套装结构，辊套可采用高强耐磨合金材料，芯辊可采用价格较低的锻钢(或铸钢)材料，可大大降低制造成本。当辊套磨损严重时，可直接更换辊套，芯辊可以重复使用。当使用组合支撑辊调控板凸度或板形时，可分段胀控调整辊型。本发明通过芯辊胀径，始终保持芯辊与辊套的过盈配合量值，可大大提高组合轧辊的使用寿命。
文档编号B21B28/00GK102527728SQ20121001509
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者于辉, 杜凤山, 杜凤林, 杨霄玉, 臧新良, 许志强, 黄华贵 申请人:燕山大学, 秦皇岛华赫威科技有限公司