專利名稱：一種高能量軋輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于軋鋼生產(chǎn)的組合軋輥，在軋輥制造和裝配過程中，對(duì)軋輥有效工作部位輸入能量，最大限度地提高軋輥的強(qiáng)度、剛度、抗剝落性和耐磨性。可廣泛地應(yīng)用于軋鋼生產(chǎn)中，有效地提高軋機(jī)作業(yè)率和軋制成材率。
軋輥是軋鋼生產(chǎn)的大宗消耗件，軋輥的質(zhì)量直接影響到軋材的尺寸精度和表面質(zhì)量，而且在使用過程中發(fā)生的諸如剝落、斷輥等事故，必將嚴(yán)重影響軋機(jī)作業(yè)率和軋制成材率，直接影響到軋鋼生產(chǎn)成本。
當(dāng)今的鋼材生產(chǎn)數(shù)量龐大、品種規(guī)格繁多、性能各異，對(duì)軋輥的質(zhì)量提出了更高的使用要求，在諸多要求中，軋輥的強(qiáng)度和耐磨性首當(dāng)其沖。
軋輥工作時(shí)的受力狀態(tài)是比較復(fù)雜的，但主要承受的是交變應(yīng)力且多屬于對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力，它是造成軋輥疲勞破壞、失效的主要原因。當(dāng)軋輥的疲勞強(qiáng)度不足時(shí)，換句話講，即軋輥能量不足時(shí)，首先在其工作表面出現(xiàn)疲勞裂紋，疲勞裂紋破壞了金屬的基體組織，加快了軋輥磨損，同時(shí)疲勞裂紋繼續(xù)萌發(fā)與擴(kuò)張形成宏觀裂紋，工作表面則會(huì)出現(xiàn)龜裂、環(huán)裂、最后使軋輥疲勞斷裂，軋輥的耐磨性，尤其是鑄鐵軋輥，主要取決于金屬基體組織的強(qiáng)度、碳化物的數(shù)量和硬度及其在基體組織中的分布狀態(tài)，通過大量的試驗(yàn)證明，基體組織的強(qiáng)度對(duì)耐磨性起主導(dǎo)作用，所以說軋輥的強(qiáng)度不足不僅是斷輥事故的誘發(fā)因素，也同時(shí)消弱了軋輥的耐磨性?？v觀歷史，先輩們?cè)谲堓佒圃焐纤鞯呐φ{(diào)整軋輥化學(xué)成分、選擇合理的制造工藝等其目的在于獲得高強(qiáng)度、高韌性的金屬晶體結(jié)構(gòu)及高強(qiáng)度、高耐磨性的金屬基體組織，這無一不是在充分挖掘金屬材料的內(nèi)因，使其充分發(fā)揮出來，做到物盡其用，說穿了只是個(gè)內(nèi)能的開發(fā)和利用。需要指出的是軋輥外因的開發(fā)和利用至今仍是個(gè)空白。從現(xiàn)有包括復(fù)合軋輥在內(nèi)的整體結(jié)構(gòu)軋輥受力情況來看，輥身表面層，即所謂的工作層，在軋鋼過程中不僅承受最大交變壓應(yīng)力，而且承受最大應(yīng)力振幅的對(duì)稱循環(huán)拉應(yīng)力及沖擊應(yīng)力等，在其危險(xiǎn)斷面上應(yīng)力分布是不均勻的，從軋輥軸線為中性線到輥面的應(yīng)力成正比增長(zhǎng)，當(dāng)輥面金屬質(zhì)點(diǎn)既或進(jìn)入塑性變形(卸載后產(chǎn)生永久變形)時(shí)，斷面上絕大部分區(qū)域的應(yīng)力還很低，這些區(qū)域還有承擔(dān)應(yīng)力、分擔(dān)載荷能力。根據(jù)金屬材料機(jī)械性能試驗(yàn)得出的——金屬材料的抗壓縮強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其抗拉伸強(qiáng)度、抗疲勞強(qiáng)度主要取決于其抗拉伸強(qiáng)度的結(jié)論，可見這種整體結(jié)構(gòu)的軋輥失效的根本原因在于斷面應(yīng)力分布不均，表面層金屬抗拉伸強(qiáng)度不足、過早地進(jìn)入疲勞破壞而致，而軋輥芯部絕大部分雖具有很高的潛能，但因處在低位能區(qū)域?qū)堓伇韺訌?qiáng)度不能給予有效補(bǔ)償，白白浪費(fèi)掉了。1993年4月14日，中國專利CN2129657Y公開的預(yù)應(yīng)力組合軋輥，就是本申請(qǐng)人在這方面研究的一個(gè)例子，這種軋輥在制造和裝配過程中，本申請(qǐng)人通過給其輥套，即工作層施加軸向壓力，壓縮彈性位能以彈性變形的方式儲(chǔ)存于輥套中，使輥套工作在沿軸向最大振幅為壓應(yīng)力的脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下，以軸向儲(chǔ)存的壓縮彈性位能提高軋輥軸向的抗拉強(qiáng)度和抗疲勞強(qiáng)度，解決現(xiàn)有軋輥存在的斷輥問題。由于該軋輥輥套只受軸向壓縮，儲(chǔ)能的結(jié)果僅使軸向強(qiáng)度提高，而軋輥的徑向強(qiáng)度相對(duì)減弱了，軋輥沿軸向斷裂的趨勢(shì)增大，在軋輥使用過程中出現(xiàn)了所謂崩套(沿軸向開裂)、剝落(沿軸向掉塊)新問題。
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種在制造和裝配過程中依軋制壓力為基準(zhǔn)對(duì)軋輥有效工作部位輸入能量、使其最大限度地提高強(qiáng)度、剛度、抗剝落和耐磨性的高能量軋輥。
本發(fā)明的目的可通過這樣的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)這種高能量軋輥，它包括輥軸1、兩端面呈凸面的輥套2、內(nèi)端面呈凹面的加壓圈3、螺母4、對(duì)開式螺紋套5，裝在輥軸1上的輥套2兩端與內(nèi)端面呈凹面的加壓圈3鈄面配合，在對(duì)輥軸1拉伸的同時(shí)，通過加壓圈3對(duì)輥套2壓縮，并通過螺母4和對(duì)開式螺紋套5將輥套2鎖緊在輥軸1上、保持給定的壓力。這種軋輥，因其輥套2與加壓圈3的鈄面配合，輥套2所受的壓縮力P指向軸心，既有軸向分力Pa、又有徑向分力Pr，(見附圖2)，輥套變形量與壓力乘積，即輸入輥套2的壓縮位能，壓縮位能的輸入量可根據(jù)軋輥的材料和尺寸、軋制品種、軋制速度、軋制溫度及與軋制力有關(guān)的參數(shù)而定，原則是軋輥在經(jīng)受最大負(fù)荷時(shí)，輥套，即工作層表面不出現(xiàn)拉應(yīng)力。
本發(fā)明所提供的這種高能量軋輥，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是其輥套，即工作層表面質(zhì)點(diǎn)是在最大應(yīng)力振幅為壓應(yīng)力的脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下工作的，具有很高的抗拉伸強(qiáng)度(包括軸向的、也包括徑向的)，因而軋輥軸向和徑向的強(qiáng)度都得到了很大程度的提高，能克服現(xiàn)有軋輥存在著的斷輥、崩套、剝落等弊病，又因軋輥強(qiáng)度的提高，換言之，軋輥工作層金屬基體組織的強(qiáng)化，使其中硬質(zhì)的碳化物能充分發(fā)揮出其耐磨效應(yīng)，所以在提高軋輥抗拉伸強(qiáng)度的同時(shí)，其耐磨性也獲得很大提高，是現(xiàn)有軋輥的換代產(chǎn)品，也是軋輥制造技術(shù)發(fā)展的一次飛躍。
下面結(jié)合附圖及其實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述

圖1為本發(fā)明所提供的高能量軋輥的主視圖。
圖2為本發(fā)明所提供的高能量軋輥加壓裝配實(shí)施例示意圖。
參照附圖1，本發(fā)明實(shí)施例所提供的這種高能量軋輥，它包括輥軸1、兩端面呈凸面的輥套2、內(nèi)端面呈凹面的加壓圈3、螺母4、對(duì)開式螺紋套5，裝在輥軸1上的輥套2兩端與內(nèi)端面呈凹面的加壓圈3鈄面配合，在對(duì)輥軸1拉伸的同時(shí)，通過加壓圈3對(duì)輥套2壓縮，并通過螺母4和對(duì)開式螺紋套5將輥套2鎖緊在輥軸1上、保持給定的壓力。
參照附圖2，本發(fā)明實(shí)施例所提供的這種高能量軋輥，其裝配工藝是這樣的輥套2先通過加壓圈3、螺母4、對(duì)開式螺紋套5裝在輥軸1上，再將對(duì)開式螺紋套7裝入輥軸1的軸肩內(nèi)、并以銷子定位，然后將由支架6、螺紋套筒8、拉桿9、空心液壓缸10及球面螺母11構(gòu)成的加壓裝置吊裝在軋輥上，使支架6壓在加壓圈3上、螺紋套筒8旋入對(duì)開式螺紋套7中，再手動(dòng)球面螺母11使拉桿9張緊、接通油路對(duì)空心液壓缸10加壓，這時(shí)螺母4與加壓圈3之間出現(xiàn)間隙，再度旋緊螺母4消除間隙，然后對(duì)空心液壓缸10泄壓、旋下螺紋套筒8、吊下加壓裝置，去掉對(duì)開式螺紋套7及定位銷子，便得到高能量軋輥。該軋輥在換套時(shí)重復(fù)上述操作，對(duì)空心液壓缸10加壓后，旋下螺母4，軋輥即可解體。
權(quán)利要求
1.一種高能量軋輥，具有輥軸(1)、螺母(4)、對(duì)開式螺紋套(5)，其特征在于它是由上述的輥軸(1)、螺母(4)、對(duì)開式螺紋套(5)和兩端面呈凸面的輥套(2)、內(nèi)端面呈凹面的加壓圈(3)構(gòu)成的，裝在輥軸(1)上的輥套(2)兩端與內(nèi)端面呈凹面的加壓圈(3)鈄面配合，在對(duì)輥軸(1)拉伸的同時(shí)，通過加壓圈(3)對(duì)輥套(2)壓縮，并通過螺母(4)和對(duì)開式螺紋套(5)將輥套(2)鎖緊在輥軸(1)上、保持給定的壓力。
全文摘要
一種高能量軋輥，由輥軸、兩端面呈凸面的輥套、內(nèi)端面呈凹面的加壓圈、螺母、對(duì)開式螺紋套構(gòu)成，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是其輥套，即工作層表面質(zhì)點(diǎn)是在最大應(yīng)力振幅為壓應(yīng)力的脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下工作的，具有很高的抗拉伸強(qiáng)度(包括軸向的、也包括徑向的)，因而軋輥軸向和徑向的強(qiáng)度都得到了很大程度的提高，能克服現(xiàn)有軋輥存在著的斷輥、崩套、剝落、不耐磨等弊病，是現(xiàn)有軋輥的換代產(chǎn)品，也是軋輥制造技術(shù)發(fā)展的一次飛躍。
文檔編號(hào)B21B27/00GK1142993SQ96106489
公開日1997年2月19日 申請(qǐng)日期1996年8月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月16日
發(fā)明者李宗祥 申請(qǐng)人:李宗祥