专利名称：轧辊及其隔离环的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括具有由中心轴线限定的转动对称基本形状的辊轴以及安装在该辊轴上的多个环，每个环具有两个在内外圆形极限边缘之间延伸并充当向相邻环传递扭矩的摩擦接触面的平面端面。这种轧辊通常被称为复合轧辊。
经常地，轧辊包括两个或多个辊环，它们由中间隔离环保持分离，整套环一方面借助于固定止动环例如辊轴的轴肩另一方面借助于通过内螺纹拧紧在轴的外螺纹上的锁紧螺母保持固定在辊轴上。此外，弹簧装置以及附加环可存在于锁紧螺母与辊环组之间。
在许多情况下，辊环由硬质合金制造，同时中间隔离环由较软或延展性更好的材料最好是钢或铸铁制造。相当大的扭矩从辊轴传递到辊环。当辊环由硬质合金单独制成时，这通常借助于各个环之间的端部接触面由从锁紧螺母到固定止动环的(圆柱形的)轴向力系而发生。更确切地说，该扭矩通过摩擦作用从单个环传递到相邻环，该摩擦作用存在于环的端面压靠相邻环的协作端面所在的那些界面内。为了在整个力系中实现此任务，各环之间的各个界面或摩擦接头必需是有效的，即能够使环相对彼此不滑动地传递扭矩。
背景技术：
在先前已知的复合轧辊中(例如参见US5735788和US6685611)，辊环以及隔离环形成有一直从内侧径向延伸到外侧的端面，即从辊轴的包络面延伸到各个环的外圆柱表面。然而，已经发现这一事实对摩擦接头在环之间传递大扭矩的能力是有害的。因此，所述设计导致作用力在位于大约隔离环内侧和外侧之间的中间区域内传递，即分别尽可能接近辊轴的包络面和中心轴。此外，因为界面比较大，介于端部接触面之间的界面中的表面压力变得比较低。由于这些原因，会发生各环相对于彼此滑动，这转而会导致生产中断，而最坏的情况下会导致轧辊故障。
发明内容
本发明旨在排除上述先前已知复合轧辊的缺点并提供一种改进的轧辊。因此，本发明的主要目的是提供一种复合轧辊，其中大扭矩可在相邻环之间通过摩擦接头以可靠消除环之间滑动的方式传递。换句话说，本发明旨在在轧辊的环之间提供有利和有效的摩擦接头。另一目的是通过简单的元件和可节约材料的方式提供改进的摩擦接头。
根据本发明，至少主要目的由限定在权利要求1特征部分的特征来获得。根据本发明的轧辊的优选实施例进一步限定在从属权利要求2-6中。
另一个方面，发明还涉及一种环，特别是隔离环。这种环的特征限定在独立权利要求7中。
附图中图1是根据本发明的复合轧辊的局部剖切纵向视图，图2是包括在图1的轧辊中的隔离环的放大横截面视图，图3是隔离环的透视图，并且图4是概略显示本发明可选实施例的横截面视图。
具体优选方式图1中显示了一种轧辊，其包括可驱动辊轴1，三个辊环2和三个隔离环3。该辊轴1具有由中心轴线C限定的转动对称基本形状。
环组2、3在固定止动环4和位于轴的相对端的锁紧螺母5之间保持在适当位置，其中在一个例子中固定止动环4的形式为环形轴肩。锁紧螺母5具有内螺纹(未示出)，其可以拧紧在辊轴的外螺纹上。在这种情况下，还有一个通过紧固环7与锁紧螺母5分离的动力弹簧6位于锁紧螺母5和第一辊环2之间。此外在该锁紧螺母中存在多个周向间隔分开的调节装置8，弹簧6的弹力可借助于调节装置8进行调节。
在该例中，轴环2采用固体硬质合金构成，同时隔离环3由例如钢的更具延展性或较软的金属制成。每个单个的辊环2由外、内圆柱表面9、10以及相对端面12界定，其中每个端面是平面的并且垂直延伸到中心轴线C。每个端面12在外部受到圆形极限边缘线13限制并且在内部受到类似的内圆形极限边缘线14限制。
以类似的方式，各个隔离环3(见图3)由限定隔离环外径的外圆柱表面15、限定隔离环内径的内圆柱表面10、以及两个垂直于中心轴线C延伸的相对平面端面15界定。
就目前为止已经描述的所示轧辊而言，其与先前已知的实质相同，然而隔离环3的设计除外。在先前已知的隔离环中，平面端面15从内圆柱表面10到外圆柱表面11一直径向向外延伸。换句话说，隔离环已经具有与图1中右侧所示的紧固环7相同的整体设计。
根据本发明的一个方面，隔离环3的各个端面15已经以这种方式成型，即该端面的内极限边缘线17大于辊轴的外径，该辊轴的外径在根据图4的例子中相当于环的内径。(端面15外侧由圆形边缘线16限制)。在这种方式下，对于给定的外径，端面15的总面积减少，从而抵靠相邻辊环的表面压力增加。此外，端面的作用力传递带(即处于极限边缘线16、17中间一半处的假想圆环线)与先前已知隔离环中的相应作用力传递带相比向外移动。换句话说，例如由中心轴线C和作用力传递带之间的径向距离决定的有效扭矩臂增加。
在图1、2和3所示的例子中，端部接触面15的所需要的面积的减少已经由以下这一事实提供环一方面已经形成有外轮缘部分18，外轮缘部分18的厚度--以介于相对端面15之间的距离测量--大于内轮缘部分19的厚度，内轮缘部分19中形成由圆柱表面10界定的环的孔。当隔离环置于辊轴1上时，隔离环的定心能力借助于内轮缘部分19得到保持。如图3所示，外轮缘部分18的径向延伸(极限边缘线16、17之间的径向距离R1)小于内轮缘部分19的径向延伸，例如该内轮缘部分19的径向延伸由极限线17和孔边缘面10之间的径向距离R2来表示。实践中，R1可占R2的50％-80％，适宜地60％-70％，即R2可比R1大25％-100％或42％-66％。
在图4中，示出轧辊的可选实施例，其中隔离环3A缺少根据上述实施例的定心内轮缘部分。因此在这种情况下，转动对称的孔边缘面10A在端面15的相对内边缘线17之间轴向延伸。这种隔离环的定心可由外部施加的定心装置或由另一种例如多孔塑料、木材或类似材料的内部环形芯实现，它们可以在安装之后去除。
大量均匀分布的颗粒层可应用于辊环2和隔离环3的端面之间的界面内，这些颗粒由一种比任一环的最硬材料更硬的材料制成。如果辊环由硬质合金制成，可采用例如金刚石、立方氮化硼、陶瓷等类似物的颗粒。颗粒具有至少稍大于确定接触面表面精度的微观奇点的尺寸。当辊环和隔离环向着彼此全力压迫时，颗粒将渗入相应的端面并很大程度地增加表面之间的摩擦。这种颗粒不会使各环彼此之间物理分离更困难。在实践中，颗粒可包括在提供在隔离环的相对窄的、环形端部接触面上的糊状物或其它粘性流体中。可选地，硬颗粒可由电镀技术施加。
本发明不限于以上所描述和附图所示的实施例。因此，虽然实践中例示的实施例更为优选，但在辊环上而非隔离环上形成径向收缩的端部接触面也是可行的。
权利要求
1.轧辊，包括具有由中心轴线(C)限定的转动对称基本形状的辊轴(1)，以及多个安装在辊轴(1)上的环(2，3)，每个环具有两个在外和内圆形极限边缘(分别为13、14以及16、17)之间延伸的平面端面(12，15)，并充当用于向相邻环传递扭矩的摩擦接触表面，其特征在于环的至少一个端面(15)由内边缘(17)限制，其直径大于辊轴(1)的外径。
2.根据权利要求1所述的轧辊，其特征在于端面(15)包括在隔离环(3)中并压靠辊环(2)的端面。
3.根据权利要求1或2所述的轧辊，其特征在于环的两个相对端面(15)均由内边缘(17)限制，其直径大于辊环(1)的外径。
4.根据权利要求2或3所述的轧辊，其特征在于隔离环(3)包括外轮缘部分(18)，该外轮缘部分(18)的按照相对端面(15)之间的距离测量的轴向厚度大于内轮缘部分(19)的厚度，该内轮缘部分具有内部的转动对称孔边缘面(10)，其直径相当于辊轴(1)的直径。
5.根据权利要求4所述的轧辊，其特征在于各个端面(15)的外和内极限边缘(16、17)之间的径向距离(R1)小于内极限边缘(17)与孔边缘面(10)之间的径向距离(R2)。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的轧辊，其特征在于转动对称表面在两端面(15)的内极限边缘线(17)之间轴向延伸，该转动对称表面形成内孔边缘面(10A)并且直径等于极限边缘线(17)的直径。
7.用于轧辊的隔离环，具有外部和内部转动对称极限表面(11，10)以及两个轴向间隔分开并彼此正对远离的平面端面(15)，所述端面在外和内圆形极限边缘线(16，17)之间延伸并充当抵靠包括在轧辊中的其它环的作用力传递摩擦接触面，其特征在于各个作用力传递端面(15)由内边缘线(17)限制，其直径大于例如由内极限面(10)确定的环内径。
全文摘要
第一方面，本发明涉及一种复合轧辊，包括具有由中心轴线(C)限定的转动对称基本形状的辊轴(1)，以及多个形式为辊环(2)和隔离环(3)的环，其中每个环具有在外和内圆形极限边缘线之间延伸的平面端面(12，15)，并且充当抵靠相邻环的接触面。环，优选隔离环，其至少一个端面由内边缘线限制，该内边缘线直径大于辊轴的外径。在这种方式下，接触面的面积减少同时表面压力增加，同时由于到中心轴线的径向距离增加而使端面的作用力传递能力增加。另一方面，本发明还涉及这样的隔离环。
文档编号B21B27/02GK1879986SQ20061009380
公开日2006年12月20日 申请日期2006年6月19日 优先权日2005年6月17日
发明者门德列斯·凯哈恩, 吉米·安卡尔格伦 申请人:山特维克知识产权股份有限公司