专利名称：一种矫直机支承辊的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冶金生产设备，尤其涉及矫直机的支承辊。
背景技术：
矫直机是从根本上消除带钢内部残余应力，改善板型的最终工序。目前国际上最先进的辊式矫直机为第三代矫直机，有完善的模型作为支撑，设备实现高度自动化。然而国际上各大钢厂在矫直机使用过程中有一个共性问题，就是带钢表面会出现压痕，支承辊辊面局部磨损严重，引起工作辊辊面压痕损伤并将这种损伤传递到带钢表面，引起带钢表面压痕，造成质量异议。 图I为现有矫直机支承辊的辊型，其中11为支承辊辊身直线段，12为锥形倒角段，13为圆弧倒角段。锥形倒角段12与圆弧倒角段13相切过渡，但直线段11与锥形倒角段
12的连接处出现一尖点，这势必会产生较大的局部接触应力峰值，这是现有矫直机支承辊使用过程中，磨损严重的根本原因所在。经分析，支承辊局部损伤和带钢表面质量压痕为相互关联的，呈一一对应关系，造成这种损伤的主要原因在于支承辊辊型设计不合理，导致支承辊边部存在局部应力峰值，造成支承辊辊面局部损伤，进而引起工作辊辊面压痕损伤，并把这种损伤传递到带钢表面，造成表面质量缺陷，因此有必要对支承辊的辊型进行合理的设计和优化，降低工作辊和支承辊局部接触应力峰值，改善支承辊受力环境，一方面可以延长磨辊周期，提高工作辊和支承辊使用寿命；另一方面可以减少带钢表面质量异议，提高成材率。为了解决现场压痕问题，减少支承辊边部存在应力峰值，公开号为CN101293261，
公开日为2008年10月29日，名称为“一种用于矫直机的支承辊”的中国专利文献提供了一种矫直机支承辊的辊型，该支承辊辊型辊体中段部的辊型沿直径方向是二次多项式曲线。但该发明并没有从根本上解决现场生产中遇到的压痕问题，支承辊修磨周期没有得到明显改善。
发明内容本实用新型的目的是提供一种矫直机支承辊，其辊型更加合理，该辊型使矫直机在负荷状态下，支承辊沿辊长方向受力更均匀，能够降低应力峰值，改善辊系受力状态，延长辊系磨辊周期和使用寿命，进而改善带钢表面质量，从根本上解决带钢表面的压痕问题，减少质量异议。为了实现上述发明目的，本实用新型提供了一种矫直机支承辊，其具有两端面以及两端面之间的辊面，所述辊面包括一直线段和与所述直线段的两端分别衔接的两倒角段，所述两倒角段分别与两端面衔接；其中所述各倒角段均包括一三次曲线段以及一锥形段，所述直线段的两端分别与两三次曲线段相切过渡，所述两锥形段分别与所述两端面衔接，所述三次曲线段的曲线方程为h 3V = -JC
/3式中，h为三次曲线段的高度，I为三次曲线段的长度。本技术方案通过研究倒角段的曲线对接触应力峰值的影响，将倒角段设计为相互衔接的三次曲线段和锥形段，并通过有限元分析的方法，确定了三次曲线段的曲线方程，从而尽可能地降低了支承辊局部应力峰值。优选地，所述两三次曲线段的高度h均为O. 08 O. 5mm，所述两三次曲线段的长度均为30 300mm。需要说明的是，三次曲线段高度和长度的取值是与支承辊的型号、长度有关的，支承辊越长，辊径越大，三次曲线段的高度和长度就越大，反之亦然。优选地，所述两锥形段的锥度均为O. I O. 3，所述两锥形段的高度均为O. 5
I.5mm。将锥形段的锥度控制在上述范围内目的是使负载情况下，支承辊端部脱空，避免受力，以防止支承辊边部损伤。本实用新型所述的矫直机支承辊，由于其沿辊长方向的受力更均匀，故能够降低应力峰值，改善辊系受力状态，延长辊系磨辊周期和使用寿命，进而改善带钢表面质量，从而从根本上解决了带钢表面的压痕问题。
以下结合附图
和具体实施例来对本实用新型所述的矫直机支承辊做进一步说明。图I为现有矫直机支承辊靠近端部的辊型示意图。图2为支承辊的整体结构示意图。图3为本实用新型所述的矫直机支承辊靠近端部的辊型示意图。图4为矫直机一副辊系的设置示意图。图5为图4中所示的1#支承辊在沿辊长方向的接触法向应力分布曲线。图6为图4中所示的2#支承辊在沿辊长方向的接触法向应力分布曲线。
具体实施方式
如图2所示，支承辊具有位于两端的端面3以及位于两个端面3之间的沿周向方向延伸的辊面2。如图3所示，辊面包括位于中部的直线段21，以及位于边部的、与端面衔接的倒角段。其中倒角段包括一段三次曲线段22和一段锥形段23，从图3中可以看出，三次曲线段22与直线段21相切，三次曲线段22与锥形段23衔接，锥形段23与支承辊的端面衔接。图3中h为三次曲线段的高度，I为三次曲线段的长度，H为倒角段的总高度，L为倒角段的总长度，三次曲线段的曲线方程为
h 3V = —X
I3图4为矫直机一副辊系的设置示意图。P为支承辊，Q为工作辊。本实施例中工作辊的规格为Φ 285 X 2850mm,支承辊P的规格为Φ 290 X 425mm。支承辊P为分段式，轴心分别偏离工作辊Q的轴心30_，左右交错排列，每根工作辊P配置4根支承辊Q。表I列出了本实施例的三种方案的三次曲线段和锥形段的具体尺寸，表2列出了作为比较例的现有支承辊的辊型尺寸。表I.实施例
权利要求1.一种矫直机支承辊，其具有两端面以及两端面之间的辊面，所述辊面包括一直线段和与所述直线段的两端分别衔接的两倒角段，所述两倒角段分别与两端面衔接；其特征在于: 所述各倒角段均包括一三次曲线段以及一锥形段，所述直线段的两端分别与两三次曲线段相切过渡，所述两锥形段分别与所述两端面衔接，所述三次曲线段的曲线方程为
2.如权利要求I所述的矫直机支承辊，其特征在于，所述两三次曲线段的高度均为O.08 O. 5mm，所述两三次曲线段的长度均为30 300mm。
3.如权利要求2所述的矫直机支承辊，其特征在于，所述两锥形段的锥度均为O.I O.3，所述两锥形段的高度均为O. 5 I. 5mm。
专利摘要本实用新型公开了一种矫直机支承辊，其具有两端面以及两端面之间的辊面，所述辊面包括一直线段和与所述直线段的两端分别衔接的两倒角段，所述两倒角段分别与两端面衔接；其中所述各倒角段均包括一三次曲线段以及一锥形段，所述直线段的两端分别与两三次曲线段相切过渡，所述两锥形段分别与所述两端面衔接。该矫直机支承辊沿辊长方向的受力更均匀，能够降低应力峰值，改善辊系受力状态，延长辊系磨辊周期和使用寿命，进而改善带钢表面质量，从而从根本上解决了带钢表面的压痕问题。
文档编号B21D1/02GK202638965SQ201220193500
公开日2013年1月2日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者王学敏, 孙大乐, 范群, 姚利松 申请人:宝山钢铁股份有限公司