专利名称：一种储能轧辊的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于轧钢生产的组合轧辊，在轧辊制造和装配过程中，对轧辊有效工作部位输入能量，最大限度地提高轧辊的强度、刚度、抗剥落性和耐磨性。可广泛地应用于轧钢生产中，有效地提高轧机作业率和轧制成材率。
轧辊是轧钢生产的大宗消耗件，轧辊的质量直接影响到轧材的尺寸精度和表面质量，而且在使用过程中发生的诸如剥落、断辊等事故，必将严重影响轧机作业率和轧制成材率，直接影响到轧钢生产成本。
当今的钢材生产数量庞大、品种规格繁多、性能各异，对轧辊的质量提出了更高的使用要求，在诸多要求中，轧辊的强度和耐磨性首当其冲。
轧辊工作时的受力状态是比较复杂的，但主要承受的是交变应力且多属于对称循环应力，它是造成轧辊疲劳破坏、失效的主要原因。当轧辊的疲劳强度不足时，换句话讲，即轧辊能量不足时，首先在其工作表面出现疲劳裂纹，疲劳裂纹破坏了金属的基体组织，加快了轧辊磨损，同时疲劳裂纹继续萌发与扩张形成宏观裂纹，工作表面则会出现龟裂、环裂、最后使轧辊疲劳断裂，轧辊的耐磨性，尤其是铸铁轧辊，主要取决于金属基体组织的强度、碳化物的数量和硬度及其在基体组织中的分布状态，通过大量的试验证明，基体组织的强度对耐磨性起主导作用，所以说轧辊的强度不足不仅是断辊事故的诱发因素，也同时消弱了轧辊的耐磨性。纵观历史，先辈们在轧辊制造上所作的努力调整轧辊化学成分、选择合理的制造工艺等其目的在于获得高强度、高韧性的金属晶体结构及高强度、高耐磨性的金属基体组织，这无一不是在充分挖掘金属材料的内因，使其充分发挥出来，做到物尽其用，说穿了只是个内能的开发和利用。需要指出的是轧辊外因的开发和利用至今仍是个空白。从现有包括复合轧辊在内的整体结构轧辊受力情况来看，辊身表面层，即所谓的工作层，在轧钢过程中不仅承受最大交变压应力，而且承受最大应力振幅的对称循环拉应力及冲击应力等，在其危险断面上应力分布是不均匀的，从轧辊轴线为中性线到辊面的应力成正比增长，当辊面金属质点既或进入塑性变形(卸载后产生永久变形)时，断面上绝大部分区域的应力还很低，这些区域还有承担应力、分担载荷能力。根据金属材料机械性能试验得出的——金属材料的抗压缩强度远大于其抗拉伸强度、抗疲劳强度主要取决于其抗拉伸强度的结论，可见这种整体结构的轧辊失效的根本原因在于断面应力分布不均，表面层金属抗拉伸强度不足、过早地进入疲劳破坏而致，而轧辊芯部绝大部分虽具有很高的潜能，但因处在低位能区域对轧辊表层强度不能给予有效补偿，白白浪费掉了。1993年4月14日，中国专利CN2129657Y公开的预应力组合轧辊，就是本申请人在这方面研究的一个例子，这种轧辊在制造和装配过程中，本申请人通过给其辊套，即工作层施加轴向压力，压缩弹性位能以弹性变形的方式储存于辊套中，使辊套工作在沿轴向最大振幅为压应力的脉动循环应力状态下，以轴向储存的压缩弹性位能提高轧辊轴向的抗拉强度和抗疲劳强度，解决现有轧辊存在的断辊问题。由于该轧辊辊套只受轴向压缩，储能的结果仅使轴向强度提高，而轧辊的径向强度相对减弱了，轧辊沿轴向断裂的趋势增大，在轧辊使用过程中出现了所谓崩套(沿轴向开裂)、剥落(沿轴向掉块)新问题。
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，而提供一种在制造和装配过程中依轧制压力为基准对轧辊有效工作部位输入能量、使其最大限度地提高强度、刚度、抗剥落和耐磨性的储能轧辊。
本实用新型的目的可通过这样的技术方案来实现这种储能轧辊，它包括辊轴1、装在辊轴1上的两端面呈凸面的辊套2及辊套2两端装置的内端面呈凹面的加压圈(31、32)、用于辊套2及辊套2两端的加压圈(31、32)在辊轴1上固定装置的螺母4和对开式螺纹套5，这种轧辊，装在辊轴1上的辊套2两端与内端面呈凹面的加压圈(31、32)钭面配合，在对辊轴1拉伸的同时，通过加压圈(31、32)对辊套2压缩，并通过螺母4和对开式螺纹套5将辊套2锁紧在辊轴1上、保持给定的压力。这种轧辊，因其辊套2与加压圈(31、32)的钭面配合，辊套2所受的压缩力P指向轴心，既有轴向分力Pa、又有径向分力Pr，(见附图2)，辊套变形量与压力乘积，即输入辊套2的压缩位能，压缩位能的输入量可根据轧辊的材料和尺寸、轧制品种、轧制速度、轧制温度及与轧制力有关的参数而定，原则是轧辊在经受最大负荷时，辊套，即工作层表面不出现拉应力。
本实用新型所提供的这种储能轧辊，与现有技术不同的是其辊套，即工作层表面质点是在最大应力振幅为压应力的脉动循环应力状态下工作的，具有很高的抗拉伸强度(包括轴向的、也包括径向的)，因而轧辊轴向和径向的强度都得到了很大程度的提高，能克服现有轧辊存在着的断辊、崩套、剥落等弊病，又因轧辊强度的提高，换言之，轧辊工作层金属基体组织的强化，使其中硬质的碳化物能充分发挥出其耐磨效应，所以在提高轧辊抗拉伸强度的同时，其耐磨性也获得很大提高，是现有轧辊的换代产品，也是轧辊制造技术发展的一次飞跃。
以下结合附图及其实施例对本实用新型作进一步的详述
图1为本实用新型所提供的储能轧辊的主视图。
图2为本实用新型所提供的储能轧辊加压装配实施例示意图。
参照附
图1，本实用新型实施例所提供的这种储能轧辊，它包括辊轴1、装在辊轴1上的两端面呈凸面的辊套2及辊套2两端装置的内端面呈凹面的加压圈(31、32)、用于辊套2及辊套2两端的加压圈(31、3 2)在辊轴1上固定装置的螺母4和对开式螺纹套5，这种轧辊，装在辊轴1上的辊套2两端与内端面呈凹面的加压圈(31、32)钭面配合，在对辊轴1拉伸的同时，通过加压圈(31、32)对辊套2压缩，并通过螺母4和对开式螺纹套5将辊套2锁紧在辊轴1上、保持给定的压力。
参照附图2，本实用新型实施例所提供的这种储能轧辊，其装配工艺是这样的辊套2先通过加压圈(31、32)、螺母4、对开式螺纹套5装在辊轴1上，再将对开式螺纹套7装入辊轴1的轴肩内、并以销子定位，然后将由支架6、螺纹套筒8、拉杆9、空心液压缸10及球面螺母11构成的加压装置吊装在轧辊上，使支架6压在加压圈31上、螺纹套筒8旋入对开式螺纹套7中，再手动球面螺母11使拉杆9张紧、接通油路对空心液压缸10加压，这时螺母4与加压圈31之间出现间隙，再度旋紧螺母4消除间隙，然后对空心液压缸10泄压、旋下螺纹套筒8、吊下加压装置，去掉对开式螺纹套7及定位销子，便得到储能轧辊。该轧辊在换套时重复上述操作，对空心液压缸10加压后，旋下螺母4，轧辊即可解体。
权利要求1.一种储能轧辊，具有辊轴(1)、螺母(4)、对开式螺纹套(5)，其特征在于它由辊轴(1)、装在辊轴(1)上的两端面呈凸面的辊套(2)及辊套(2)两端装置的内端面呈凹面的加压圈(31、32)、用于辊套(2)及辊套(2)两端的加压圈(31、32)在辊轴(1)上固定装置的螺母(4)和对开式螺纹套(5)构成。
专利摘要一种储能轧辊,由辊轴、装在辊轴上两端面呈凸面的辊套、内端面呈凹面的加压圈、用于辊套及辊套两端的加压圈长辊轴上确定的螺母及对开式螺纹套构成。其辊套,即工作层表面质点是在最大应力振幅为压应力的脉动循环应力状态下工作的,具有很高的抗拉伸强度,因而轧辊轴向和径向的强度都得到了很大程度的提高,能克服现有轧辊存在着的断辊、崩套、剥落、不耐磨等弊病。
文档编号B21B27/00GK2283526SQ9621878
公开日1998年6月10日 申请日期1996年8月16日 优先权日1996年8月16日
发明者李宗祥 申请人:李宗祥