专利名称：轧制机及其轧辊的制作方法
技术领域：
日本专利公开号特(昭)59-21415揭示了 一种在侧面上具有键槽的 陶瓷轧辊21 (图6所示).陶瓷轧辊21在侧面上具有沿直径方向的直线 鍵槽(22 )。金属驱动轴23具有耦接到键槽22的直线突起24。因为陶瓷 轧辊21和驱动轴23间的驱动力经过键槽22和突起24的宽阔接触面传 递，所以在轧辊开始运动的时候作用的沖击力得以降低，然而，因为轧 辊21的键槽沿直径方向在侧面上延伸，该键槽末端形成为轧辊21的外 周面上的半圆形凹部，所以外周面的这部分不能用于轧制。这样就增加 了轧辊21的尺寸和制造成本。此外，由于制造/>差，可能仅有特定一个 键槽姜联接对(在两个键槽嫂联接对中)主要发生接触，这样轧辊可能 会被一个键槽嫂对上的集中应力轻易地破坏
发明内容
[11技术问题本发明设计来解决传统技术的这类问题。本发明一个目的是提供一种 轧辊，该轧辊具有较小的、作用于将键与驱动轴耦接的键槽周围的拉应 力。本发明还有一个目的是提供一种具有上述轧辊的轧制机。本发明的轧辊优选由碳化鵠制成。有益效果
21根据本发明，应力均匀地作用于轧辊的键槽周围，尤其是作用的拉应 力显著降低，解决了集中拉应力的问题，因此，碳化鵠轧辊或陶瓷轧辊 的使用寿命、工作驱动转矩和转速都得到增加，并且轧制产品的表面状 况变得更好。
22]此外，根据本发明，因为键具有比轧辊的键槽更低的硬度和更大 的体积，从而键在轧辊的键槽内受压造成变形，让键充分接触键槽。 因此，可以防止应力集中于键与键槽间的特定部位。另外，即使使用 多个键，在特定键和键槽之间也不会集中应力.相反，应力会在多个 键与键槽上均匀分布.
图1是常规轧辊的立体图。24图2是工作中的、图1的轧辊。25图3是工作中的轧制机，阐明了键位已经从图2所示位置前移的状态。 [26图4是常规碳化鴒轧辊的立体图。图9是根据本发明实施例3的轧辊的侧视图。
[32图10是图9的轧辊与键一起的局部放大图。
[33图11是具有图9的轧辊、驱动轴和多个键的轧制机的分解图。
34图12是键槽沿本发明轧辊内周面的切线方向的截面图。
[35图13是另一键槽沿本发明轧辊内周面的切线方向的截面图。
[36图14是图1的轧辊的局部放大图.
[371图15是图14的轧辊中的应力分布图，
381图16是具有凹形圆柱状键槽的轧辊的局部放大图。
[39图17是图16的轧辊中的应力分布图，
[40图18是根据本发明实施例2的轧辊的局部放大图。
141J图19是图18的轧辊的应力分布图。
具体实施例方式
[42图7示出根据本发明实施例1的轧辊31 。轧辊31是具有内圆柱面36、 外圆柱面38和两个侧面34的圆柱形式.所述侧面34i殳有多个键槽32。 所述键槽32是凹形弯曲状的。对于本发明，术语"凹形曲面"表示下陷 部分，其中表面的任何切线方向不是明显改变而是平滑连续地改变。优 选地，具有凹形曲面的^槽32配置为球面或椭圆面的一部分。
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一般而言，在使用轧辊时将轧辊的外圆柱面再磨光，从而提高轧制效 率以重复使用。键槽32邻接于内圃柱面36设置，而非邻接于外圆柱面 38设置。这样当多次再磨光轧辊时，键槽32不会暴露到轧辊31的外圆 柱面38上。44图8示出根据本发明实施例2的轧辊41。在才艮据本发明实施例2的 轧辊41中，键槽41形成为朝向轧辊41的内圆柱面46的开口形状。键 槽42包括第一部分42a，其朝向轧辊41的内圆柱面46开口 ；以及第 二部分42b，其沿所述第一部分42a的半径方向连续地设置在外圆柱面上。 键槽42沿轧辊41内圆柱面46的切线方向的横截面是球面或椭圆面的一 部分。
[45图9示出根据本发明实施例3的轧辊51。轧辊51在一侧上设有三个 键槽52。所述三个键槽52彼此按预设角(120° )布置。轧辊的键槽数 量可以视驱动转矩的量而变化。
[46图10是根据本发明的轧辊51与键一起的局部放大图。键55配入轧 辊51的键槽52。键55由待被插到轧辊51的键槽52内的部分和待被插 到驱动轴的键槽54 (图3所示)内的部分组成.待被插到鍵槽52内的部 分略大于键槽52，并呈对应^^槽52的凹部的形状。优选地，键55上对 应键槽52凹部的形状必须尽可能与键槽52的凹部的形状相似。
[47图ll是包括图9的轧辊51以及驱动轴53和多个键55的轧制机的分 解图。驱动轴53也在一侧上设有三个键槽54.键55接收在由所述轧辊 51的键槽52和所述驱动轴53的键槽54所限定的空腔内。所述键55的 体积大于所述空腔的体积。从轧辊51的键槽52伸出的键55的一部分插 入驱动轴53的键槽54内。
[481键55具有低于轧辊51的键槽52的現复。因为键55的硬度低于轧辊 51 ，所以，当键55受压以被联接在键槽52内然后填入键槽52内时，键 55才艮据键槽52的形状适当地变形，因此，即使当转矩在驱动轴53和轧 辊51间传递时，键55也保持与键槽52的完全接触(而非朝向键槽52 中的一侧倾斜)。因此，驱动轴53能与轧辊51以一体的方式工作。另夕卜， 在轧制过程中产生的应力会在各个键和键槽间均匀地分布。这样，可以 防止应力集中在特定的键及与其对应键槽之间，或者集中在键及与其对 应键槽间的特定部分处。
[49优选地，键55的硬度可以不超过HRC40。如果键的^Jt超过HRC 40，键55就难以在轧辊51的键槽52中变形。这样一来，因为键55和 键槽52间的接触面积不能增加，所以难以得到防止应力集中的结果。
[50图12和图13示出横截面图，其中根据本发明的轧辊的键槽被沿着轧辊内圆柱面的切线方向(X-X线)剖切，图12示出呈球形的键槽的横截 面图.所述键槽能被定义成具有宽度(A)、深度(B)和曲率半径(R)。 优选地，键槽42的宽度(A)从12毫米至36毫米、深度(B)从2毫米 至6毫米以及曲率半径(R)从10毫米至30毫米的范围变动。更优选地， 键槽42的宽度(A)为21毫米、深度(B)为3毫米以及曲率半径(R) 为20毫米。
51如图13所示，根据本发明的轧辊的键槽横截面可以是椭圓形的一部 分。所述键槽能被定义成具有主宽度(W)、短宽度(S)以及深度(d)。 优选地，主宽度(W)从15毫米至45毫米、短宽度(S)从5毫米至20 毫米以及深度(d)从2毫米至6毫米的范围变动。例如，键槽52的主 宽度(W)为28毫米、短宽度(S)为ll毫米以及深度(d)为3毫米。 根据在曲面上的位置，键槽52具有从11毫米至36亳米的范围的、不同 长度的曲率半径(r)。
[52本发明的发明人确认，与常规轧辊中的其他键槽形状相比，根据本发 明的鍵槽显著地改善了在轧制it^中当键位于图3的位置时的应力分布。 图14-图19示出了具有根据本发明的键槽形状以及其他键槽形状的微型 轧辊的各形状及其拉应力分布的视图.各种应力分布均是在仅键槽具有 不同的形状而例如轧辊的尺寸及材料、驱动轴的驱动转矩等所有其他因 素均相同的务ft下测量的。图14-图19中所示应力的所有数值^示相 对值。
531图14示出常规轧辊的键槽形状，图15示出作用于图14的轧辊的键 槽周围的应力分布。如图15所示，由于拉应力的集中，标示为拉应力超 过300 Mpa的部分广泛分布在键槽的后部的侧面上。
541图16示出的轧辊包括具有平坦下表面部分102及垂直于下表面部分 102的侧面部分104的键槽.图17示出作用于图16的轧辊的键槽周围的 应力分布，如图17所示，由于拉应力的集中，标示为拉应力超过300Mpa 的部分广泛分布在键槽的后部的侧面部分104,
55图18示出根据本发明实施例2的轧辊。图19示出作用于图18中所 示的轧辊的键槽周围的应力分布.如图19所示，根椐本发明，没有拉应 力过度集中的部分，应力总的来说得到均匀分布.特别地，本发明显著 减低了作用于键槽周围作用的拉应力，从而，可以将其容易地施加到碳化鵠轧辊或陶资轧辊.
56参考附图中所示的实施例描述了本发明。但是，实施例仅限于示例， 因此，本发明可以通过不同的方式来实现。
权利要求
1.一种轧辊，所述轧辊包括内圆柱面；外圆柱面；以及两个侧面；其中，至少一个键槽设置在所述侧面的至少一个上，所述键槽被设置成邻接于所述内圆柱面而非邻接于所述外圆柱面并被配置成具有凹形曲面。
2. 如权利要求l所述的轧辊，其中，所述礼辊由碳化鴒制成。
3. 如权利要求1或2所述的轧辊，其中，所述凹形曲面是球面的一部分。
4.如权利要求3所述的轧辊，其中，所迷键槽具有从12毫米至36毫米的宽度、从2毫米至6毫米的深度以瓦W 10毫米至30毫米的曲率半径。
5.如权利要求1或2所述的轧辊，其中，所述凹形曲面是椭圆面的一部分。
6.如权利要求5所述的轧辊，其中，所迷键槽具有从15毫米至45毫米的主宽度以及从2毫米至6毫米的深度。
7. —种轧制机，所述轧制机包括:轧辊，所述轧辊具有内圆柱面；外圆柱面；两个俩j面；以及设置在所述侧面中的至少一个上的至少一个键槽，所述键槽被设 置成邻接于所述内圃柱面而非邻接于所述外圃柱面并被配置成具有凹形 曲面；驱动轴，所述驱动轴具有至少一个对应于所迷轧辊的所述键槽的鍵 槽；以及至少一个键，所述至少一个键以一体的方式耦接所述轧辊和所述驱动轴，槽所限定的空腔内:所述键的体积大于所述空腔的体积:一
8. 如权利要求7所述的轧制机，其中，所述键的^JL低于所述轧辊的键槽表面的硬度。
9. 如权利要求8所述的轧制机，其中，所述轧辊由碳化钨制成，并且 所述键的現复不大于HRC40。
全文摘要
本发明涉及一种轧制机及其轧辊，更具体地说，本发明涉及一种轧辊，所述轧辊耦接到分开制造的轴并与该轴一同旋转，从而执行轧制作业。根据本发明的轧辊包括内圆柱面、外圆柱面和两个侧面，设置在所述侧面的至少一个上的至少一个键槽被设置成邻接于所述内圆柱面而非邻接于所述外圆柱面，其中，所述键槽呈凹形弯曲状，并且为球面或椭圆面的一部分。
文档编号B21B27/02GK101657276SQ200780050016
公开日2010年2月24日 申请日期2007年1月17日 优先权日2007年1月17日
发明者崔昌熙, 金吉成 申请人:特固克株式会社