專利名稱：適于非對稱曲線輥形工作輥的支持輥輥形的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種板帶冷軋機的軋機軋輥，尤其涉及一種適于工作輥具有非對稱曲線輥形的板帶冷軋機的支持輥輥形。
背景技術：
板帶材作為鋼鐵工業(yè)最重要的產品之一，在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著非常重要的作用。目前板帶軋制實踐表明，無論軋機配備了多么先進的板形控制系統(tǒng)和控制手段，仍然存在部分品種、規(guī)格的帶鋼板形難于控制，以及板形缺陷導致的軋輥服役周期有限的問題。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)此問題的根源是， 一定的輥形配置下軋機的板形調控能力有限，以及服役期內軋輥初始輥形因磨損而劣化。因此，對于已投產的軋機，需要重視并發(fā)揮支持輥初始輥形的板形調控功能，和減少甚至避免軋輥表面磨損對輥形以及軋機板形調控性能的不良影響，通過支持輥輥形設計不斷優(yōu)化和提高軋機的板形調控性能并且實現(xiàn)在整個服役期內保持這一性能。
合理的輥形曲線的設計可以緩解軋輥縱向受力不均現(xiàn)象，減少軋制過程中的磨損或者使其均勻磨損，直接降低成本，同時減少不良產品率，提高優(yōu)質產品的生產命中率；合理的輥形曲線的設計可以保證最終板材在橫向的厚度均勻，使其不平度、同板差和厚度公差達到國家標準、國際標準乃至苛刻的用戶標準；合理的輥形曲線可以幫助軋機充分發(fā)揮其功能力，拓展產能，并能順利開發(fā)出一些新品種。
當支持輥是平輥、工作輥不是平輥(是非對稱曲線型的工作輥，如CVC、 CVC+、 SmartCrown、 UPC)時，會引起支持輥的不對稱磨損，也就是說支持輥操作側(WS偵lD與驅動側(DS側)磨損量明顯不同，工作輥直徑大的地方輥間接觸壓力就越大，磨損量大，嚴重時WS側與DS側的直徑差達0.8mm左右。由于來料楔形、帶鋼跑偏等不對稱因素的影響，也容易加劇支持輥的不對稱磨損。
不對稱磨損帶來的主要問題有1)帶鋼板形不對稱；2)如果存在閉環(huán)反饋控制，壓下傾斜設定值不穩(wěn)定，波動較大；3)支持輥服役到后期時不對稱磨損情況嚴重，支持輥軸線傾斜，造成油膜軸承的錐套與襯套之間傾斜，改變了靜壓腔的四條節(jié)流邊縫隙大小及分布，可能降低靜動壓油膜的承載能力，加劇啟動困難和燒損油膜軸承等問題。
目前關于支持輥輥形、工作輥輥形的研究有很多，但是關于工作輥(指具有非對稱曲線輥形的工作輥)應該配什么樣的支持輥輥形的研究卻不過，相關專利有中國專利200510024680.1公開了 "一種配合連續(xù)可變凸度軋機工作輥輥型曲線的支撐輥"，以及中國專利200410008195.0公開了 "一種配合軸向移動改變輥縫凸度工作輥的支承輥輥型"。而國內外的連續(xù)可變凸度軋機(CVC軋機)有很多套，因此，這類具有非對稱曲線輥形的工作輥應該配什么樣的支持輥輥形是一個新穎的、需求量大的課題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種適于非對稱曲線輥形工作輥的支持輥輥形，該支持輥輥形在保持軋機板形控制能力的基礎上，能夠使支持輥使用時對稱磨損，從而避免或有效減輕不對稱磨損帶來的影響。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的 一種適于非對稱曲線輥形工作輥的支持輥輥形，是由兩部分曲線疊加組成， 一部分是由偶次多項式函數(shù)表達的支持輥輥形曲線，另一部分是工作輥的輥形曲線，所述支持輥輥形曲線表達式為
R纖(x)=a X & (x)+b X R2(x)式中，RswB(x)為適于非對稱曲線輥形工作輥的支持輥輥形；
R"X)為由偶次多項式函數(shù)表達的支持輥輥形曲線其表達式為R,(X"A2x2 + A4x4 + A6x6 + Agx8+… ；
R2(x)為工作輥輥形曲線多項式R2(x)=AlX+A2x2+A3x3 + ；
X為輥身坐標，以輥面中心為零點，
a、 b為比例系數(shù)，a為0.8 1， b為0.3 0.7。本發(fā)明的支持輥輥形是將工作輥的輥形按一定比例疊加到由偶次多項式函數(shù)表達的支持輥輥形曲線上，此時的工作輥竄動為零，生產中當工作輥正負竄動時，工作輥輥形曲線與支持輥輥形曲線錯開一定
的距離。因為冷軋中除HC軋機外，工作輥竄動量不大，并不會引起支持輥輥形與工作輥輥形的明顯錯位，所以工作輥正負竄動并不會引起明顯的接觸壓力不均。因此本發(fā)明的支持輥磨損后輥形對稱，磨損均勻，從而避免或有效減輕不對稱磨損帶來的影響。


圖1為由偶次多項式函數(shù)表達的支持輥輥形曲線R"x)和工作輥輥
形曲線R"x)圖2為本發(fā)明適于非對稱曲線輥形工作輥的支持輥(SWB支持輥)輥形曲線圖3為本發(fā)明與原輥形的輥間接觸壓力對比圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。一種適于非對稱曲線輥形工作輥的支持輥輥形(簡稱SWB支持輥)，由兩部分曲線疊加組成， 一部分是由偶次多項式函數(shù)表達的支持輥輥形曲線，另一部分是工作輥的輥形曲線；也就是說，SWB支持輥輥形曲線是上工作輥上輥面輥形乘比例系數(shù)后疊加到上支持輥下輥面輥形上，下工作輥下輥面輥形乘同樣的比例系數(shù)后疊加到下支持輥上輥面輥形上。這里提到的工作輥輥形是指具有非對稱曲線形式的工作輥輥形，例如，CVC輥形(三次方多項式，奇函數(shù))、CVC+輥形(五次方多項式或更高次方，奇函數(shù))、SmartCrown輥形(弦函數(shù)曲線)。所述SWB支持輥輥形曲線表達式為
R swb(x)=a X (x)+b X R2(x)式中，RswB(x)為適于非對稱曲線輥形工作輥的支持輥輥形，即SWB支持輥輥形；
R《x)為由偶次多項式函數(shù)表達的支持輥輥形曲線其表達式為:R"x):A2X'+A4x4+A6x6+Asx8+… ；
R2(X)為工作輥輥形曲線多項式R2(X"A!X + A2x2 + A3x3+…；X為輥身坐標，以輥面中心為零點，
a、 b為比例系數(shù)，a為0.8 1， b為0.3 0.7。比例系數(shù)a、 b的取值范圍，a為0.8 1， b為0.3 0.7。 R"x)為專用的支持輥輥形曲線，它可以提高軋機輥縫橫剛度和彎輥力調控功效,為保持其控制特性，系數(shù)a的值應較大，大于0.8，小于等于l;系數(shù)b的取值直接影響輥間接觸壓力的分布，輥間接觸壓力的分布又會影響支持輥磨損的情況，b值越大，輥間接觸壓力越均勻，越有利于減輕支持輥的不對稱磨損，但b值越大，輥縫橫剛度和彎輥力二次調控能下降越明顯，從這個角度考慮b值不能太大，因此b值取值為0.3至0.7之間，有利于支持輥均勻磨損，而又不至于明顯降低軋機的控制能力。本發(fā)明的SWB支持輥輥形是將工作輥的輥形按一定比例疊加到由偶次多項式函數(shù)表達的支持輥輥形曲線上，此時的工作輥竄動為零，生產中當工作輥正負竄動時，工作輥輥形曲線與支持輥輥形曲線錯開一定的距離，不會引起明顯的接觸壓力不均。因此本發(fā)明的支持輥磨損后輥形對稱，磨損均勻，從而避免或有效減輕不對稱磨損帶來的影響。
實施例
本發(fā)明的適于非對稱曲線輥形工作輥的支持輥應用于某企業(yè)的1420CVC冷連軋機上，使用在第l機架支持輥。疊加量為50%， a=l，b=0.5。
輥形的系數(shù)如下
(1) 1420CVC冷連軋機第1機架的支持輥輥形曲線多項式(上支持輥的下輥面)
R!(x) = 4.751 e—8 x2 — 7.541 e 13 x4 + 3.977e18 x6 -675《x《675
(2) CVC工作輥輥形曲線多項式(上工作輥的上輥面)
R2(x) = _1.468e-4x- 4.934e—V+6.990e—10x3 -755《x《755
(3) SWB支持輥輥形曲線多項式(上支持輥的下輥面)
R濯(x"R"x)+0.5XR2(x)
6=—7.341e。x + 2.284e—8xz+ 3.495e_uV- 7.541e_"x4+ 3.977e"
-675《x《675
參見圖1中R"x)與R2(x)的輥形曲線圖，以及圖3中的SWB支持輥輥形曲線圖。下輥的SWB輥形按同樣的比例疊加，下輥輥形函數(shù)與上輥輥形函數(shù)沿y軸對稱，這是因為，R"x)自身左右對稱且上下輥的輥形相同，上下工作輥的CVC曲線左右對稱，因此計算出的SWB支持輥的下輥輥形與上輥輥形左右對稱。
本發(fā)明的SWB支持輥與原輥形的輥間接觸壓力進行比較。因為輥間接觸壓力分布包含兩項內容輥間接觸壓力分布的均勻性和輥間接觸壓力峰值，前者影響軋輥軸向的不均勻磨損，后者影響軋輥的剝落。參見圖3，從圖中可以看出，采用SWB支持輥后，輥間接觸壓力的分布更加均勻，輥間接觸壓力峰值有所下降；因此本發(fā)明的SWB支持輥輥形有利于提高軋輥的服役周期，延長軋輥的使用壽命，降低生產成本。
生產實踐表明，SWB支持輥使用后，支持輥的不對稱磨損由0.5mm減小至O.lmm，支持輥服役周期延長了 10000噸。
本發(fā)明的SWB支持輥只要磨輥車間磨削出相應的輥形即可，加工方便，成本低，可以適用于工作輥具有非對稱曲線輥形的板帶冷軋機，如CVC軋機、SmartCrown等軋機。
權利要求
1、一種適于非對稱曲線輥形工作輥的支持輥輥形，其特征是所述支持輥輥形由兩部分曲線疊加組成，一部分是由偶次多項式函數(shù)表達的支持輥輥形曲線，另一部分是工作輥的輥形曲線，所述支持輥輥形曲線表達式為RSWB(x)＝a×R1(x)+b×R2(x)式中，RSWB(x)為適于非對稱曲線輥形工作輥的支持輥輥形；R1(x)為由偶次多項式函數(shù)表達的支持輥輥形曲線其表達式為R1(x)＝A2x2+A4x4+A6x6+A8x8+…；R2(x)為工作輥輥形曲線多項式R2(x)＝A1x+A2x2+A3x3+…；x為輥身坐標，以輥面中心為零點；a、b為比例系數(shù)，a為0.8～1，b為0.3～0.7。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種板帶冷軋機的軋機軋輥，尤其涉及一種適于工作輥具有非對稱曲線輥形的板帶冷軋機的支持輥輥形。一種適于非對稱曲線輥形工作輥的支持輥輥形，是由兩部分曲線疊加組成，一部分是由偶次多項式函數(shù)表達的支持輥輥形曲線，另一部分是工作輥的輥形曲線，工作輥的輥形按一定比例疊加到由偶次多項式函數(shù)表達的支持輥輥形曲線上。生產中當工作輥正負竄動時，工作輥輥形曲線與支持輥輥形曲線錯開一定的距離；因為工作輥竄動量不大，不會引起支持輥輥形與工作輥輥形的明顯錯位。因此本發(fā)明的支持輥磨損后輥形對稱，磨損均勻，從而避免或有效減輕不對稱磨損帶來的影響。
文檔編號B21B29/00GK101683657SQ20081020073
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月28日 優(yōu)先權日2008年9月28日
發(fā)明者張曉峰, 張清東, 徐耀寰, 王康健, 劍 白, 濤 鄭 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司;北京科技大學