一種高速鋼環(huán)輥的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種高速鋼環(huán)輥，包括輥套、輥頸和芯軸，輥頸包括左輥頸和右輥頸，芯軸包括左半軸和右半軸，輥套的左側(cè)中央設(shè)有圓臺形的左腔室，左腔室的內(nèi)壁上設(shè)有多道螺旋形第一緩沖槽，輥套的右側(cè)中央設(shè)有圓臺形的右腔室，右腔室的內(nèi)壁上設(shè)有多道螺旋形第二緩沖槽，輥套的曲面上設(shè)有多圈徑向刻槽，徑向刻槽的底部設(shè)有三圈徑向凸筋，輥套上還設(shè)有多個(gè)軸向冷卻孔。該高速鋼環(huán)輥的芯軸與輥套結(jié)合部機(jī)械強(qiáng)度高，避免芯軸與輥套之間發(fā)生脆性斷裂；利用徑向刻槽和徑向凸筋降低軋制過程中的機(jī)械應(yīng)力和組織應(yīng)力，再利用軸向冷卻孔降低環(huán)輥冷卻時(shí)輥套表層內(nèi)外溫差造成的熱應(yīng)力，延長該高速鋼環(huán)輥的使用壽命。
【專利說明】
一種高速鋼環(huán)輥
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種高速鋼環(huán)輥，屬于冶金機(jī)械領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]高速鋼環(huán)輥是乳鋼廠乳鋼機(jī)上的重要零件，利用一對或一組高速鋼環(huán)輥滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力來乳碾鋼材。它主要承受乳制時(shí)的動(dòng)靜載荷，磨損和溫度變化的影響。
[0003]由于冷乳板材要求質(zhì)量較高，尤其是冷乳薄板廣泛用于輕工、汽車、建筑及鐵道等行業(yè)，要生產(chǎn)高質(zhì)量的冷乳薄板，必須要有高質(zhì)量的冷乳工作輥?zhàn)霰ＷC，這樣對高速鋼環(huán)輥的性能提出很高的要求:輥身表面必須具有高而均勻的硬度，以保證冷乳帶材或鋼板的尺寸精度和良好的表面質(zhì)量;輥身具有一定的淬硬層深度;具有高的抗事故能力。為達(dá)到這些性能，對高速鋼環(huán)輥材質(zhì)的原始組織要求很嚴(yán):一是純凈的冶金質(zhì)量;二是組織的均勻性。高的冶金質(zhì)量指環(huán)輥鋼錠結(jié)晶致密，偏析不嚴(yán)重，不允許存在白點(diǎn)，鋼中殘存的非金屬夾雜物含量盡可能低。同時(shí)保證一定的淬硬層深度，淬硬層深度的增加，可以減少高速鋼環(huán)輥在使用中的重淬次數(shù)，大大降低高速鋼環(huán)輥成本。
[0004]高速鋼環(huán)輥在制造和使用前的準(zhǔn)備工序中會產(chǎn)生殘余應(yīng)力和熱應(yīng)力。使用時(shí)又進(jìn)一步受到了各種周期應(yīng)力的作用，包括有彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪力、接觸應(yīng)力和熱應(yīng)力等。這些應(yīng)力沿輥身的分布是不均勻的、不斷變化的，其原因不僅有設(shè)計(jì)因素，還有環(huán)輥在使用中磨損、溫度和輥形的不斷變化。因此，高速鋼環(huán)輥經(jīng)常出現(xiàn)裂紋、斷裂、剝落、壓痕等各種局部損傷和表面損傷，造成高速鋼環(huán)輥的使用壽命降低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種高速鋼環(huán)輥，具體技術(shù)方案如下:
[0006]—種高速鋼環(huán)輥，包括輥套、輥頸和芯軸，所述輥頸包括左輥頸和右輥頸，所述芯軸包括左半軸和右半軸，所述輥套的左側(cè)中央設(shè)置有圓臺形的左腔室，左腔室的內(nèi)徑自左向右連續(xù)增大，左腔室的內(nèi)壁上設(shè)置有多道螺旋形第一緩沖槽，左半軸的右端與左腔室的內(nèi)壁之間的結(jié)合為離心鑄造復(fù)合成型;所述左輥頸設(shè)置在左半軸與輥套結(jié)合部的外圍，左半軸和輥套結(jié)合部與左輥頸之間的結(jié)合為離心鑄造復(fù)合成型;所述輥套的右側(cè)中央設(shè)置有圓臺形的右腔室，右腔室與左腔室之間設(shè)置有間隔，右腔室的內(nèi)徑自右向左連續(xù)增大，右腔室的內(nèi)壁上設(shè)置有多道螺旋形第二緩沖槽，右半軸的左端與右腔室的內(nèi)壁之間的結(jié)合為離心鑄造復(fù)合成型;所述右輥頸設(shè)置在右半軸與輥套結(jié)合部的外圍，右半軸和輥套結(jié)合部與右輥頸之間的結(jié)合為離心鑄造復(fù)合成型;所述輥套的曲面上設(shè)置有多圈徑向刻槽，相鄰徑向刻槽之間設(shè)置有間隔，徑向刻槽的底部設(shè)置有三圈徑向凸筋，相鄰徑向凸筋之間設(shè)置有間隔;所述輥套上還設(shè)置有多個(gè)軸向冷卻孔，軸向冷卻孔沿著輥套的中軸線對稱分布，軸向冷卻孔的橫剖面為“8”字形。
[0007]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述徑向凸筋的高度是徑向刻槽深度的二分之一，相鄰徑向刻槽之間的間隔距離為S，相鄰徑向凸筋之間的間隔距離為d，s>d。
[0008]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述徑向凸筋與輥套之間為一體式結(jié)構(gòu)。
[0009]本實(shí)用新型所述高速鋼環(huán)輥利用左腔室將左半軸、右腔室將右半軸離心復(fù)合在輥套上，消除了制造過程中的殘余應(yīng)力，芯軸與輥套結(jié)合部機(jī)械強(qiáng)度高，避免芯軸與輥套之間發(fā)生脆性斷裂;利用徑向刻槽和徑向凸筋降低乳制過程中的機(jī)械應(yīng)力和組織應(yīng)力，再利用軸向冷卻孔降低環(huán)輥冷卻時(shí)輥套表層內(nèi)外溫差造成的熱應(yīng)力，延長該高速鋼環(huán)輥的使用壽命O
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型所述高速鋼環(huán)輥結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011 ]圖2為本實(shí)用新型所述輥套結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型所述輥套結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視狀態(tài))。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0014]如圖1所示，圖1為本實(shí)用新型所述高速鋼環(huán)輥結(jié)構(gòu)示意圖。所述高速鋼環(huán)輥，包括輥套10、輥頸和芯軸，所述輥頸包括左輥頸21和右輥頸22，所述芯軸包括左半軸31和右半軸32，所述輥套1的左側(cè)中央設(shè)置有圓臺形的左腔室12，左腔室12的內(nèi)徑自左向右連續(xù)增大，左腔室12的內(nèi)壁上設(shè)置有多道螺旋形第一緩沖槽121，左半軸31的右端與左腔室12的內(nèi)壁之間的結(jié)合為離心鑄造復(fù)合成型;所述左輥頸21設(shè)置在左半軸31與輥套10結(jié)合部的外圍，左半軸31和輥套10結(jié)合部與左輥頸21之間的結(jié)合為離心鑄造復(fù)合成型;所述輥套10的右側(cè)中央設(shè)置有圓臺形的右腔室13，右腔室13與左腔室12之間設(shè)置有間隔，右腔室13的內(nèi)徑自右向左連續(xù)增大，右腔室13的內(nèi)壁上設(shè)置有多道螺旋形第二緩沖槽131，右半軸32的左端與右腔室13的內(nèi)壁之間的結(jié)合為離心鑄造復(fù)合成型;所述右輥頸22設(shè)置在右半軸32與輥套10結(jié)合部的外圍，右半軸32和輥套10結(jié)合部與右輥頸22之間的結(jié)合為離心鑄造復(fù)合成型;所述輥套10的曲面上設(shè)置有多圈徑向刻槽11，相鄰徑向刻槽11之間設(shè)置有間隔，徑向刻槽11的底部設(shè)置有三圈徑向凸筋111，相鄰徑向凸筋111之間設(shè)置有間隔；所述輥套10上還設(shè)置有多個(gè)軸向冷卻孔14，軸向冷卻孔14沿著輥套1的中軸線對稱分布，軸向冷卻孔14的橫剖面為“8”字形。
[0015]左半軸31與輥套10之間的結(jié)合方法是，利用離心鑄造法在左腔室12的位置將左半軸31鑄造成型，使得左半軸31與輥套10之間為一體式結(jié)構(gòu)，提高左半軸31與輥套10之間的結(jié)合力，增強(qiáng)左半軸31與輥套10結(jié)合部的機(jī)械強(qiáng)度。左腔室12為圓臺形、左腔室12的內(nèi)徑自左向右連續(xù)增大，左腔室12的內(nèi)壁上設(shè)置有多道螺旋形第一緩沖槽121，上述結(jié)構(gòu)的左腔室12使得在離心鑄造時(shí)，左半軸31冷卻收縮時(shí)，左半軸31與左腔室12的內(nèi)壁之間內(nèi)應(yīng)力能沿著左腔室12的內(nèi)壁上的第一緩沖槽121勻速釋放、緩沖，左半軸31的右端結(jié)構(gòu)是逐漸增大的圓臺形且表面形成與第一緩沖槽121配合的“凸起”，進(jìn)一步增強(qiáng)左半軸31與輥套10結(jié)合部之間的結(jié)合力以及機(jī)械強(qiáng)度，避免脆性斷裂，提高左半軸31與輥套10結(jié)合部的使用壽命。右半軸32與輥套10之間的結(jié)合方法是，利用離心鑄造法在右腔室13的位置將右半軸32鑄造成型，使得右半軸32與輥套10之間為一體式結(jié)構(gòu)，提高右半軸32與輥套10之間的結(jié)合力，增強(qiáng)右半軸32與輥套10結(jié)合部的機(jī)械強(qiáng)度。右腔室13為圓臺形、右腔室13的內(nèi)徑自右向左連續(xù)增大，右腔室13的內(nèi)壁上設(shè)置有多道螺旋形第二緩沖槽131，該結(jié)構(gòu)的右腔室13使得在離心鑄造時(shí)，右半軸32冷卻收縮時(shí)，右半軸32與右腔室13的內(nèi)壁之間內(nèi)應(yīng)力能沿著右半軸32的內(nèi)壁上的第二緩沖槽131勻速釋放、緩沖，進(jìn)一步增強(qiáng)右半軸32與輥套10結(jié)合部之間的結(jié)合力以及機(jī)械強(qiáng)度，避免脆性斷裂，提高右半軸32與輥套10結(jié)合部的使用壽命。
[0016]徑向刻槽11和徑向凸筋111的作用是便于輥套1對乳材進(jìn)行扎、切、削等多動(dòng)作的加工，使得乳材更易產(chǎn)生塑性變形；同時(shí)徑向刻槽11和三圈徑向凸筋111增大了接觸面積，不但提高了乳鋼速率，而且還利于后續(xù)輥套10冷卻降溫。橫剖面為“8”字形的軸向冷卻孔14不但利于在輥套10冷卻時(shí)通入冷卻水，而且軸向冷卻孔14與冷卻水接觸面積大，同時(shí)在乳鋼時(shí)，軸向冷卻孔14的橫剖面為“8”字形的這種結(jié)構(gòu)在受到徑向壓力時(shí)，不易產(chǎn)生較大的形變，利于乳鋼工作。
[0017]為降低徑向凸筋111在乳鋼時(shí)的磨損同時(shí)發(fā)揮其切、削動(dòng)作，所述徑向凸筋111的高度是徑向刻槽11深度的二分之一，相鄰徑向刻槽11之間的間隔距離為s，相鄰徑向凸筋111之間的間隔距離為d，s>d。其中，s>d使得相鄰徑向刻槽11之間形成較厚的“凸筋”，該“凸筋”在乳鋼時(shí)與乳材的主要部分直接接觸，抵消大部分的壓力，降低乳材對徑向刻槽11內(nèi)的徑向凸筋111的損耗，延長輥套10的使用壽命。
[0018]為方便加工徑向凸筋111，所述徑向凸筋111與輥套10之間為一體式結(jié)構(gòu)。徑向凸筋111與輥套10—體式結(jié)構(gòu)還使得徑向凸筋111與輥套10之間的結(jié)合力達(dá)到最優(yōu)，利于乳鋼時(shí)徑向凸筋111的工作。
[0019]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高速鋼環(huán)輥，包括輥套(10)、輥頸和芯軸，所述輥頸包括左輥頸(21)和右輥頸(22)，其特征在于:所述芯軸包括左半軸(31)和右半軸(32)，所述輥套(10)的左側(cè)中央設(shè)置有圓臺形的左腔室(12)，左腔室(12)的內(nèi)徑自左向右連續(xù)增大，左腔室(12)的內(nèi)壁上設(shè)置有多道螺旋形第一緩沖槽(121)，左半軸(31)的右端與左腔室(12)的內(nèi)壁之間的結(jié)合為離心鑄造復(fù)合成型；所述左輥頸(21)設(shè)置在左半軸(31)與輥套(10)結(jié)合部的外圍，左半軸(31)和輥套(10)結(jié)合部與左輥頸(21)之間的結(jié)合為離心鑄造復(fù)合成型;所述輥套(10)的右側(cè)中央設(shè)置有圓臺形的右腔室(13)，右腔室(13)與左腔室(12)之間設(shè)置有間隔，右腔室(13 )的內(nèi)徑自右向左連續(xù)增大，右腔室(13 )的內(nèi)壁上設(shè)置有多道螺旋形第二緩沖槽(131)，右半軸(32)的左端與右腔室(13)的內(nèi)壁之間的結(jié)合為離心鑄造復(fù)合成型;所述右輥頸(22)設(shè)置在右半軸(32)與輥套(10)結(jié)合部的外圍，右半軸(32)和輥套(10)結(jié)合部與右輥頸(22)之間的結(jié)合為離心鑄造復(fù)合成型;所述輥套(10)的曲面上設(shè)置有多圈徑向刻槽(11)，相鄰徑向刻槽(11)之間設(shè)置有間隔，徑向刻槽(11)的底部設(shè)置有三圈徑向凸筋(111)，相鄰徑向凸筋(111)之間設(shè)置有間隔；所述輥套(10)上還設(shè)置有多個(gè)軸向冷卻孔(14)，軸向冷卻孔(14)沿著輥套(10)的中軸線對稱分布，軸向冷卻孔(14)的橫剖面為“8”字形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速鋼環(huán)輥，其特征在于:所述徑向凸筋(111)的高度是徑向刻槽(11)深度的二分之一，相鄰徑向刻槽(11)之間的間隔距離為s，相鄰徑向凸筋(111)之間的間隔距離為d，s>d。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速鋼環(huán)輥，其特征在于:所述徑向凸筋(111)與輥套(10)之間為一體式結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】B21B27/03GK205599666SQ201620397427
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】張政龍
【申請人】安徽環(huán)渤灣高速鋼軋輥有限公司