本發(fā)明屬于涉及軋鋼機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種冶金熱軋板坯水冷輥道、水冷輥及其安裝方法。

背景技術(shù)：

冶金熱軋板坯輸送輥道的輥體，因?yàn)檩侒w表面直接和熾熱板坯接觸，輥體不僅要求高速旋轉(zhuǎn)還要承受1000℃以上高溫的板坯重量，因此輥體須做出水冷結(jié)構(gòu)形式?，F(xiàn)有輥體內(nèi)腔水路通過旋轉(zhuǎn)接頭分隔進(jìn)、出冷熱水。具體結(jié)構(gòu)形式如圖2所示：輥體1、左輥端2、進(jìn)水管、右輥端4、軸承座5、旋轉(zhuǎn)接頭6、進(jìn)水腔10、回水腔11。

水路工作路線如下：進(jìn)水管為細(xì)長管，通常長度與輥身長度相當(dāng)(約2m)，直徑很小(約40mm以下)右端插入旋轉(zhuǎn)接頭6內(nèi)，左端插入左輥端2內(nèi)孔中，當(dāng)進(jìn)水腔10以0.5MPa工作壓力進(jìn)水時，回水腔11中熱水受輥?zhàn)颖砻鏌彷椛涠饾u升高，熱水通過右輥端4內(nèi)孔和進(jìn)水管3外徑流回旋轉(zhuǎn)接頭6中。

但該輥?zhàn)庸ぷ鞔嬖谝韵聠栴}：輥體1與左右輥端2、4焊接在一體(為回轉(zhuǎn)體)，進(jìn)水管和旋轉(zhuǎn)接頭6是固定不動的；當(dāng)輥體1高速旋轉(zhuǎn)時，進(jìn)水管出水口會在左輥端2內(nèi)孔中下垂，與之產(chǎn)生干涉；若將進(jìn)水管從旋轉(zhuǎn)接頭6中拔出，冷、熱水在輥體內(nèi)形成不了回路，從而很快失去水冷輥體的功能，造成水冷輥道損壞。

中國專利申請公布號CN104942008A，申請公布日：2015年9月30日，發(fā)明專利名稱：帶導(dǎo)流環(huán)的水冷輥道。該申請案中公開了一種帶導(dǎo)流環(huán)的水冷輥道，包括輥道、支承軸承以及冷卻水管路，冷卻水管路包括旋轉(zhuǎn)接頭、回水管、端蓋、第一進(jìn)水管、導(dǎo)流環(huán)、第二進(jìn)水管、主管、分水管，分水管一端與進(jìn)水管相連，第二進(jìn)水管位于主管內(nèi)，第二進(jìn)水管一端與第一進(jìn)水管連通。該水冷輥道進(jìn)水管雖然包含第一進(jìn)水管和第二進(jìn)水管，但第一進(jìn)水管與第二進(jìn)水管直接相連，兩者之間并未留有間隙，從第一進(jìn)水管進(jìn)來的冷水直接進(jìn)入第二冷水管中，無法在左右輥體中形成有效的冷熱水回路，并且其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本昂貴，不適用于結(jié)構(gòu)簡單的空心輥結(jié)構(gòu)。

中國專利授權(quán)公告號CN202485455，授權(quán)公告日：2012年10月10日，發(fā)明專利名稱：循環(huán)式水冷輥道。該申請案中公開了一種循環(huán)式水冷輥道，包括輥?zhàn)?，輥?zhàn)觾啥颂自O(shè)有軸承及軸承座，輥?zhàn)訛榭招妮佔(zhàn)樱ㄎ挥谥胁康妮佪S，輥軸外套設(shè)有圓筒狀輥身，輥身及輥軸兩端封有擋板，擋板、輥軸外壁、輥身內(nèi)壁形成以空腔，輥軸兩端各設(shè)有一通孔，通孔的外端聯(lián)通旋轉(zhuǎn)接頭，內(nèi)端與空腔連通，與旋轉(zhuǎn)接頭連接有耐高溫水管。該水冷輥道內(nèi)部未形成冷熱水回路，耐高溫水管需要經(jīng)常更換，造成了材料和人員的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1.要解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的輥體高速旋轉(zhuǎn)時，進(jìn)水管下垂易造成水冷輥道損壞的問題，本發(fā)明提供了一種冶金熱軋板坯水冷輥道、水冷輥及其安裝方法。它可以實(shí)現(xiàn)延長水冷輥道使用壽命，檢修維護(hù)時間短以及方便替換管道的目的。

2.技術(shù)方案

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

冶金熱軋板坯水冷輥道，包括輥體、左輥端、右輥端、軸承座、旋轉(zhuǎn)接頭、進(jìn)水管、進(jìn)水腔、回水腔，輥體焊接在左輥端和右輥端的外部，進(jìn)水管沿軸向中部設(shè)置有進(jìn)水腔，在左輥端和右輥端的截面徑向側(cè)部，沿軸向設(shè)置有回水腔，進(jìn)水腔與回水腔聯(lián)通，軸承座設(shè)置于右輥端右側(cè)，旋轉(zhuǎn)接頭在右輥端的右端部與進(jìn)水管相連，其特征在于，所述冶金熱軋板坯水冷輥道進(jìn)水管包括第一進(jìn)水管和第二進(jìn)水管，第一進(jìn)水管一端通過第一固定套與左輥端固定相連，另一端通過第二固定套與右輥端固定相連；第二進(jìn)水管一端通過第二固定套與右輥端相連，另一端與旋轉(zhuǎn)接頭相連。

更進(jìn)一步的，所述第一固定套固定于進(jìn)水腔內(nèi)側(cè)，第一固定套與第一進(jìn)水管外側(cè)固定，第二固定套固定于右輥端進(jìn)水腔內(nèi)側(cè)，第二固定套與第二進(jìn)水管徑向之間留有間隙。第一進(jìn)水管與輥體通過第二固定套固定連接形成一體，通過靜平衡測試后兩者達(dá)到允許的平衡精度等級，降低了機(jī)械轉(zhuǎn)動的噪音，延緩機(jī)械磨損，延長機(jī)械壽命。

更進(jìn)一步的，第二固定套與第二進(jìn)水管徑向之間間隙為0.5～1mm，該間隙能夠有效的使冷水從間隙進(jìn)入輥體回水腔進(jìn)行循環(huán)，將熱量帶走，同時該間隙能使得輥體帶動第一進(jìn)水管旋轉(zhuǎn)過程中，第二進(jìn)水管與旋轉(zhuǎn)接頭保持不動，保證進(jìn)水穩(wěn)定性的同時保護(hù)了旋轉(zhuǎn)接頭。

更進(jìn)一步的，所述第一進(jìn)水管的長度比第二進(jìn)水管長度長，第一進(jìn)水管由于與輥體相連，第二進(jìn)水管與旋轉(zhuǎn)接頭相連，拆裝更換時只需更換第二進(jìn)水管即可。

更進(jìn)一步的，所述第一進(jìn)水管的長度是第二進(jìn)水管長度的3～6倍，在此范圍內(nèi)，第一進(jìn)水管和第二進(jìn)水管的配合能形成穩(wěn)定的冷熱水回路，不會產(chǎn)生竄腔。

一種冶金熱軋板坯水冷輥，包括上述所述的輥道、連接在輥道兩端的輥軸，輥軸插入輥道端部，形成配合并固定連接，輥道內(nèi)設(shè)有軸向通孔，兩端的輥軸內(nèi)分別設(shè)有與輥道內(nèi)軸向通孔相聯(lián)通的進(jìn)水口和出水口。

一種冶金熱軋板坯水冷輥道安裝方法，包括如下步驟：

A.第一進(jìn)水管一端與第一固定套固定連接，另一端與第二固定套固定連接；

B.固定連接后的第一進(jìn)水管和第一固定套固定在左輥端的內(nèi)側(cè)；

C.固定連接后的第二固定套固定在右輥端的內(nèi)側(cè)；

D.進(jìn)行A、B、C步驟后的輥體進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)；

E.第二進(jìn)水管一端插進(jìn)旋轉(zhuǎn)接頭中，另一端插進(jìn)第二固定套中，并與第二固定套徑向之間留有間隙。

更進(jìn)一步的，步驟E中第二進(jìn)水管與第二固定套徑向之間間隙為0.5～1mm。

更進(jìn)一步的，步驟D中靜平衡實(shí)驗(yàn)具體步驟如下：

S1.將步驟C中所述輥體的軸頸支撐在靜平衡架的兩導(dǎo)軌上；

S2.判定輥體質(zhì)心相對轉(zhuǎn)軸的偏離方向后，在相反方向的適當(dāng)位置，取適量膠泥暫時代替平衡質(zhì)量黏貼在輥體上；

S3.重復(fù)步驟S2，直至輥體在靜平衡架任意位置都保持不動，此時所粘膠泥的質(zhì)徑積為Wb；

S4.根據(jù)輥體的結(jié)構(gòu)，按W_b大小確定的平衡質(zhì)量固定到輥體的相應(yīng)位置。

更進(jìn)一步的，所述的靜平衡試驗(yàn)步驟S4中，W_b通過如下公式確定平衡質(zhì)量；

W_b＝M_br_b

M_b和r_b分別為所增加的平衡質(zhì)量及其質(zhì)心的向徑。

3.有益效果

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明的冶金熱軋板坯水冷輥道，把進(jìn)水管分成二段，第一進(jìn)水管一端通過固定套與左輥端相連，另一端通過固定套與與右輥端相連，可以避免由于進(jìn)水管太長而卡在輥體里造成整個輥體報(bào)廢情況的發(fā)生；

(2)本發(fā)明的冶金熱軋板坯水冷輥道，第一進(jìn)水管與輥體固定連接形成一體，輥?zhàn)釉谥圃爝^程中通過靜平衡試驗(yàn)，消除了連接過程中出現(xiàn)的質(zhì)量偏差，使得輥體可以安全穩(wěn)定運(yùn)行，延長機(jī)械壽命；

(3)本發(fā)明的冶金熱軋板坯水冷輥道，第二進(jìn)水管與第二固定套徑向間隙為0.5～1mm，冷水從間隙中進(jìn)入進(jìn)水腔和回水腔進(jìn)行循環(huán)，進(jìn)水腔與回水腔水路清晰，不會產(chǎn)生竄腔，從而將熱量帶走，同時該間隙能使得輥體帶動第一進(jìn)水管旋轉(zhuǎn)過程中，第二進(jìn)水管與旋轉(zhuǎn)接頭保持不動，保證進(jìn)水穩(wěn)定性的同時保護(hù)了旋轉(zhuǎn)接頭；

(4)本發(fā)明的冶金熱軋板坯水冷輥道，第二進(jìn)水管相比第一進(jìn)水管，長度減小，當(dāng)輥體高速旋轉(zhuǎn)時，由于第二進(jìn)水管長度縮短，不會產(chǎn)生下繞與第二固定套內(nèi)孔產(chǎn)生干涉；

(5)本發(fā)明的冶金熱軋板坯水冷輥道，與旋轉(zhuǎn)接頭連接的第二進(jìn)水管的長度比第一進(jìn)水管短，因此更換和維護(hù)旋轉(zhuǎn)接頭方便，能夠快速在線更換旋轉(zhuǎn)接頭，而無須打開整個輥體，有效地節(jié)省了人力物力；

(6)本發(fā)明的冶金熱軋板坯水冷輥，由多個本發(fā)明中水冷輥道組成，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、合理，冷卻速度快、效率高，更換方便，有效節(jié)約維護(hù)成本；

(7)本發(fā)明的冶金熱軋板坯水冷輥道安裝方法，安裝方法及加工工藝簡單，將進(jìn)水管結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，分為兩段，延長了輥的使用壽命。

(8)本發(fā)明的冶金熱軋板坯水冷輥道安裝方法，輥?zhàn)釉诎惭b的時候進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)，回轉(zhuǎn)精度得到保證，降低了機(jī)械轉(zhuǎn)動的噪音，延緩了機(jī)械磨損，延長了機(jī)械壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明冶金熱軋板坯水冷輥道的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)冶金熱軋板坯水冷輥道的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是第一固定套9和第二固定套8的結(jié)構(gòu)放大圖。

示意圖中標(biāo)號說明：

1、輥體；2、左輥端；3、第一進(jìn)水管；4、右輥端；5、軸承座；6、旋轉(zhuǎn)接頭；7、第二進(jìn)水管；8、第二固定套；9、第一固定套；10、進(jìn)水腔；11、回水腔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖和具體的實(shí)施例，對本發(fā)明作詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

改造后輥體結(jié)構(gòu)如圖1所示，第一進(jìn)水管3一端通過第一固定套9與左輥端2相連，另一端通過第二固定套8與右輥端4相連；第二進(jìn)水管7一端通過第二固定套8一端與右輥端4相連，另一端與旋轉(zhuǎn)接頭6緊密相連。如圖3所示，第一進(jìn)水管3尺寸為Ф34×4×2400mm，第二進(jìn)水管7尺寸為Ф33×4×450mm，第一固定套9、第二固定套8尺寸均為Ф50×7.5×70mm，這四種原件材質(zhì)均為低碳鋼Q345-A，可焊性好。

第二進(jìn)水管7和第二固定套8之間適宜的間隙非常重要，如果間隙過大，會導(dǎo)致進(jìn)水腔10中的進(jìn)水從間隙中反流出，影響輥體1的冷卻效果，如果間隙太小，輥?zhàn)舆\(yùn)行一段時間后，會在該處留下水垢，把間隙堵死，使第二進(jìn)水管7和輥體1一起轉(zhuǎn)動，從而導(dǎo)致第二進(jìn)水管7從旋轉(zhuǎn)接頭6中拔出，失去冷卻輥體的作用。

改造前輥體結(jié)構(gòu)如圖2所示，輥體1與左輥端2、右輥端4焊接在一體，為回轉(zhuǎn)體；進(jìn)水管和旋轉(zhuǎn)接頭6是固定不動的；當(dāng)輥體1高速旋轉(zhuǎn)時，進(jìn)水管出水口會在左輥端2內(nèi)孔中下垂，與之產(chǎn)生干涉；若將進(jìn)水管從旋轉(zhuǎn)接頭6中拔出，冷、熱水在輥體內(nèi)形成不了回路，從而很快失去水冷輥體的功能，造成水冷輥道損壞。

第一固定套9和第二固定套8的結(jié)構(gòu)放大圖如圖3所示，第二進(jìn)水管7的外徑比第一進(jìn)水管3外徑小0.5～1mm，保證第二進(jìn)水管7與第二固定套8徑向之間間隙為0.5～1mm。

改造前輥?zhàn)邮褂脡勖鼮?～4個月，每只輥?zhàn)又圃斐杀?萬元左右，如果水路出現(xiàn)問題，將整個輥?zhàn)硬鹣禄蛘闹辽倩ㄙM(fèi)2萬元以上。改造后，每只輥?zhàn)拥氖褂脡勖娱L到2.5年以上，一般熱軋生產(chǎn)線至少使用40只水冷輥?zhàn)?，每年至少可以?jié)省設(shè)備費(fèi)用120萬元。

實(shí)施例2

改造后輥?zhàn)咏Y(jié)構(gòu)如圖1所示，第一進(jìn)水管3一端通過第一固定套9與左輥端2相連，另一端通過第二固定套8與右輥端4相連；第二進(jìn)水管7一端通過第二固定套8一端與右輥端4相連，另一端與旋轉(zhuǎn)接頭6緊密相連。如圖3所示，第一進(jìn)水管3尺寸為Ф34×4×2400mm，第二進(jìn)水管7尺寸為Ф32×4×450mm，第一固定套9、第二固定套8尺寸均為Ф50×7.5×70mm。

實(shí)施例3

冶金熱軋板坯水冷輥包括上述輥道、連接在輥道兩端的輥軸，輥軸插入輥道端部，形成配合并固定連接，輥道內(nèi)設(shè)有軸向通孔，兩端的輥軸內(nèi)分別設(shè)有與輥道內(nèi)軸向通孔相聯(lián)通的進(jìn)水口和出水口。

實(shí)施例4

本次輥道改造應(yīng)用在熱軋生產(chǎn)線邊部加熱器輸送輥道上，板坯溫度1100℃，輥道運(yùn)行速度為0～20m/s，水冷輥道采用某公司輥?zhàn)印?/p>

輥道改造步驟如下：

(1)第一進(jìn)水管3一端與第一固定套9焊接在一起，另一端與第二固定套8焊接在一起；

(2)固定連接后的第一進(jìn)水管3和第一固定套9固定在左輥端2的內(nèi)側(cè)；

(3)固定連接后的第二固定套8固定在右輥端4的內(nèi)側(cè)；

(4)進(jìn)行上述步驟后的輥體進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)；

(5)第二進(jìn)水管7一端插進(jìn)旋轉(zhuǎn)接頭6中，另一端插進(jìn)第二固定套8中，并與第二固定套8徑向之間留有0.5mm間隙。

對于某些幾何形狀對稱的回轉(zhuǎn)構(gòu)件(如圓柱齒輪、均質(zhì)圓盤等)，因制造誤差、材質(zhì)不均等原因引起的慣性力不平衡，是無法通過計(jì)算來確定平衡質(zhì)量的大小和方位的。即使某些構(gòu)件有明顯的若干塊偏心質(zhì)量，但也可能無法準(zhǔn)確確定各偏心質(zhì)量的大小及其質(zhì)心位置。因此以上情況都只能通過靜平衡試驗(yàn)來確定平衡質(zhì)量的大小和方位。

靜平衡實(shí)驗(yàn)的基本原理是基于這樣一個普遍現(xiàn)象，任何物體在地球引力的作用下，其中心(也即質(zhì)心)總是處于最低位置。由于回轉(zhuǎn)構(gòu)件質(zhì)心偏離轉(zhuǎn)軸，不能使構(gòu)件在任意位置保持靜止不動(即靜平衡)，這種現(xiàn)象稱為靜不平衡。加平衡質(zhì)量實(shí)質(zhì)上就是調(diào)整回轉(zhuǎn)構(gòu)件的質(zhì)心位置，使其位于轉(zhuǎn)軸上。

靜平衡試驗(yàn)所用的設(shè)備稱為靜平衡架，其主要部分是安裝在同一水平面內(nèi)的兩個互相平行的刀口形導(dǎo)軌。

靜平衡試驗(yàn)時將上述步驟(3)中輥體的軸頸支承在兩導(dǎo)軌上。若輥體是靜不平衡的，則在偏心中立的作用下，將在刀口上滾動。在判定了輥體質(zhì)心相對轉(zhuǎn)軸的偏離方向后，在相反方向(即正上方)的適當(dāng)位置，取適量的膠泥暫時代替平衡質(zhì)量黏貼在輥體上，重復(fù)上述過程。經(jīng)多次調(diào)整膠泥的大小或徑向位置反復(fù)試驗(yàn)，直到輥體在任意位置都保持靜止不動，此時所粘膠泥的質(zhì)徑積W_b。最后根據(jù)輥體的具體結(jié)構(gòu)，按W_b的大小確定的平衡質(zhì)量固定到輥體的相應(yīng)位置，就能使輥體達(dá)到靜平衡。

W_b通過如下公式確定平衡質(zhì)量；

W_b＝M_br_b

M_b和r_b分別為所增加的平衡質(zhì)量及其質(zhì)心的向徑。

實(shí)施例5

本次工程改造應(yīng)用在熱軋生產(chǎn)線邊部加熱器輸送輥道上，板坯溫度1100℃，輥道運(yùn)行速度為0～20m/s，水冷輥道采用某公司輥?zhàn)印?/p>

工程改造步驟如下：

(1)第一進(jìn)水管3一端與第一固定套9焊接在一起，另一端與第二固定套8焊接在一起；

(2)固定連接后的第一進(jìn)水管3和第一固定套9固定在左輥端2的內(nèi)側(cè)；

(3)固定連接后的第二固定套8固定在右輥端4的內(nèi)側(cè)；

(4)進(jìn)行上述步驟后的輥體進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)；

(5)第二進(jìn)水管7一端插進(jìn)旋轉(zhuǎn)接頭6中，另一端插進(jìn)第二固定套8中，并與第二固定套8徑向之間留有1mm間隙。

以上示意性地對本發(fā)明創(chuàng)造及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明創(chuàng)造的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本專利的保護(hù)范圍。