一种分段柔性辊凸度调控轧辊制造技术

一种分段柔性辊凸度调控轧辊，其主要是：辊芯内设轴向中心通孔，辊芯上设有一个或若干并列的圆环形电磁棒，其上设有规则排布形似“蜂窝”的轴向通孔，其内有一束导线穿过，每束导线两端单独通过滑环与电源相连同时独立反馈信号，另在每个电磁棒内周面设有凹槽，其内置有温度传感器，在两个电磁棒之间均设有两个端面设凹槽的绝缘支承环，在两端的电磁棒外侧各设一个轴套端盖，其中一个轴套端盖由轴肩定位，另一个螺纹连接在辊芯上，两轴套端盖与电磁棒相邻的端面设有凹槽，所述电磁棒、绝缘支撑环及轴承端盖外周面设有圆筒形辊套，在辊芯设凸台一端的端顶设有滑环。本发明专利技术板形调控能力强、轧辊刚度高、调控速率快的分段柔性辊凸度调控轧辊。

A piecewise flexible roll crown control roll

A section flexible roll convexity control roll is mainly composed of an axial central pass hole in the roll core, one or several parallel ring shaped electromagnetic rods on the roll core, with an axial through hole with a regular arrangement like a \honeycomb\, with a bundle of wires passing through, and the two ends of each wire are connected to the power separately through a slip ring at the same time. An independent feedback signal is provided with a groove on the circumferential surface of each electromagnetic rod, and a temperature sensor is built in. There are two insulated supporting rings between the two electromagnetic rods, and one sleeve end cover on the outside of the electromagnetic rod at both ends. One of the sleeve ends is positioned by the shaft shoulder and the other is connected to the roll core. A groove is provided on the end face of the two axle sleeve end cover and the electromagnetic rod. The electromagnetic rod, the insulation support ring and the circumferential surface of the bearing end cover are provided with a cylindrical roller sleeve, and a slide ring is provided at the end of one end of the roll core. The invention has the advantages of strong flatness control ability, high roller rigidity and fast regulation speed, and regulates the roll of the sectional flexible roller.

【技术实现步骤摘要】
一种分段柔性辊凸度调控轧辊
本专利技术涉及一种冶金工业轧钢设备，特别是一种轧辊。
技术介绍
板形控制技术是板带轧制工艺的核心技术之一，特别是加工制造行业的快速发展，用户对轧制板带的几何形状和尺寸提出了更高的要求，进一步突出了板形控制的重要性。在现有轧机机型相对稳定的情况下，辊型成为板形控制最直接、最活跃的因素。现在已经在工业中应用的板形控制技术主要有液压弯辊、CVC系列技术、VC辊、DSR辊等。液压弯辊技术是利用液压力使轧辊产生弯曲进而控制凸度，属于直接改变轧辊凸度。CVC技术是使用具有初始轧辊凸度的轧辊，以轧辊横移的方式实现对板形二次凸度和四次凸度调控，板形调控能力相对较强。VC辊和DSR辊是利用液压力实现对轧辊辊型曲线的柔性调控。这种具有柔性辊型调控能力的轧辊具有很强的板形调控能力。英国、美国等国也相继提出了热胀形技术，该技术利用金属受热膨胀原理，通过局部加热实现柔性辊型调控。专利技术人曾专利技术“一种可柔性调节辊型曲线的轧辊”(CN102527727A)，其在轧辊内孔增加电热胀棒实现轧辊辊型调控，调控能力较强，轧辊刚度高。但是上述技术各自存在不同的问题：CVC系列的原始辊凸度轧辊存在很大局限性：其一，轧辊磨削难度大，需经常换辊；其二，辊型一旦加工成型就比较固定，对不同板带的规格适应性有限；其三，轧辊使用过程中原始凸度会产生较大的磨损，导致辊型发生变化且不可测量，影响板形控制预期。VC辊和DSR辊由于结构复杂及液压密封问题，液压力的调控受到很大限制。为了获得较大的凸度调控量，其轧辊刚度通常较低，常用于作为支撑辊，且工作时的轧制力不宜过大。热胀形技术由于加热缓慢和热惯性较大问题，没有在工业上应用。“一种可柔性调节辊型曲线的轧辊”(CN102527727A)由于结构限制，其辊凸度调控量受到很大限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有板形调控能力强、轧辊刚度高、调控速率快的分段柔性辊凸度调控轧辊。本专利技术主要包括：轧辊端套、轴套端盖、绝缘支撑环、辊套、电磁棒、辊芯、滑环、温度传感器及导线。其中，辊芯为圆柱形金属棒，最好采用锻钢或铸钢材料，辊芯内设轴向中心通孔，其可作为输入及输出导线的通道；辊芯外一侧设有环形凸台，另一侧设有外螺纹，在辊芯非凸台上设有一个或若干并列的圆环形电磁棒，其内环面与辊芯采用热装并保持过盈装配，以提高使用寿命。电磁棒设有若干规则排布的轴向通孔，这些形似“蜂窝”的通孔内有一束导线穿过，绕线方式先由径向最内圈绕至最外圈后逐圈绕线，最后再次从最内圈绕出经过辊芯上的径向通孔进入辊芯中心通孔，再从辊芯设凸台一端的端顶引出，每束导线两端单独通过滑环与电源相连同时独立反馈信号。另在每个电磁棒内周面设有凹槽，其内置有温度传感器，用于把电磁棒的实时温度转换成信号，与其相连的导线经输出线路与滑环相连并通过滑环传递给温度控制模块。最好，电磁棒外表面镀有隔热材料层，如氧化锆等，其作用是减少电磁棒向辊套传递的热量、防止辊套受热膨胀对辊凸度的控制产生影响。在两个电磁棒之间均设有绝缘支承环，其内环面也与辊芯采用热装并保持过盈装配，绝缘支承环的两个端面均设有凹槽，作为容纳电磁棒绕线的空间。在两端的电磁棒外侧各设一个轴套端盖，它们与辊芯采用过渡连接，其中与辊芯凸台相邻的轴套端盖由轴肩定位，另一个轴套端盖通过内环上的螺纹与辊芯上的外螺纹连接并定位。两轴套端盖与电磁棒相邻的端面设有凹槽，作为容纳电磁棒绕线的空间。为防止电磁棒和绝缘支撑环发生轴向窜动，最好，在轴套端盖外设有与辊芯螺纹连接的轧辊端套。所述电磁棒、绝缘支撑环及轴承端盖外径相等，在它们的外周面设有与它们采用热装并保持过盈装配的圆筒形辊套。在辊芯设凸台一端的端顶设有滑环，其转子部分与辊芯相连，定子部分与电源、温度控制模块相连，电源通过滑环为电磁棒供电，温度控制模块通过滑环与温度传感器相连来监测温度。本专利技术的工作过程大致如下：本专利技术以电磁学、传热学和力学为基础，应用了依托感应加热技术和金属受热膨胀原理而提出的辊型电磁调控技术。本专利技术通过电源对电磁棒上绕入的导线供电。电路得电后使电磁棒内产生磁场，利用电磁感应现象，对电磁棒进行加热。电磁棒受热后胀形，借助电磁棒的内约束机制，在辊套内壁产生较大的接触压力，进而实现对辊套形状调控，促使辊型曲线按辊型要求进行相应的调节。温度传感器可实时检测每个电磁棒的温度，并将温度转换为信号，沿输出导线通过滑环传输给温度控制模块。温度控制模块根据温度传感器传递的信号，对电源电压电流进行调整，以保证产生稳定的辊型曲线。本专利技术与现有技术比较具有以下有益效果：1)本专利技术相比于VC辊与DSR辊，可以为辊套局部提供更大的接触界面压力；同时采用较厚的辊套可获得较大的辊凸度调控量，轧辊刚度也有较大的提升；2)本专利技术采用的蜂窝式电磁棒，具有加热均匀的特点，加热后仍具有很大的刚度，在绝缘支撑环对辊套的支撑作用的配合下，可进一步提升轧辊刚度；3)本专利技术采用多组蜂窝式电磁棒的结构，实现局部辊型调控，且具有相比现有技术更大的调控量，具有比DSR辊更强的板形控制能力。4)本专利技术采用套装结构，辊套可以采用高强度耐磨合金材料，辊芯可以采用价格低廉的锻钢(或铸钢)材料，可以减少制造成本。可以通过更换辊套的方式，解决轧辊磨损问题。5)本专利技术利用电磁棒受热膨胀及内约束机制，在辊套内壁产生较大的接触应力，实现对辊套形状的调控，促使辊型曲线按辊型要求进行相应的调节。在提升辊凸度响应速率的同时，不对轧辊刚度造成损坏，且通过多组电磁棒并联控制实现对轧辊辊型曲线的调控。附图说明图1是本专利技术主视剖面示意简图。图2是图1的局部放大示意简图。图3是本专利技术电磁棒主视示意简图。图4是图3的局部放大示意简图。图5是本专利技术辊套端盖主视剖面示意简图。图6是本专利技术的蜂窝式电磁棒编号示意图。图7是本专利技术一种通电状态下辊型曲线图。图8是本专利技术另一种通电状态下辊型曲线图。其中，1.轧辊端套，2.轴套端盖，3.绝缘支撑环，4.辊套，5.电磁棒，5-1～7.电磁棒，6.辊芯，7.滑环，8.输入导线，9.输出导线，10.地线，11.温度传感器具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。在图1所示的分段柔性辊凸度调控轧辊主视剖面示意简图中，辊芯6为圆柱形锻钢金属棒，辊芯内设轴向中心通孔，辊芯外一侧设有环形凸台，另一侧设有外螺纹，在辊芯非凸台上设有7个并列的圆环形电磁棒5，其内环面与辊芯采用热装并保持过盈装配，电磁棒设有若干规则排布的轴向通孔，如图3所示，这些形似“蜂窝”的通孔内有一束导线穿过，如图4所示，绕线方式先由径向最内圈绕至最外圈后逐圈绕线，最后再次从最内圈绕出经过辊芯上的径向通孔进入辊芯中心通孔，再从辊芯设凸台一端的端顶引出，每束导线两端单独通过滑环7与电源相连同时独立反馈信号。另在每个电磁棒内周面设有凹槽，其内置有温度传感器11，与其相连的导线经输出线路与滑环相连并通过滑环传递给温度控制模块，电磁棒外表面镀有氧化锆隔热材料层，在两个电磁棒之间均设有绝缘支承环3，其内环面也与辊芯采用热装并保持过盈装配，绝缘支承环的两个端面均设有凹槽，如图2所示。在两端的电磁棒外侧各设一个轴套端盖2，它们与辊芯采用过渡连接，其中与辊芯凸台相邻的轴套端盖由轴肩定位，另一个轴套端盖通过内环上的螺纹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分段柔性辊凸度调控轧辊，其特征在于：圆柱形辊芯内设轴向中心通孔，辊芯外一侧设有环形凸台，另一侧设有外螺纹，在辊芯非凸台上设有一个或若干并列的圆环形电磁棒，其上设有若干规则排布的轴向通孔，这些形似“蜂窝”的通孔内有一束导线穿过，绕线方式先由径向最内圈绕至最外圈后逐圈绕线，最后再次从最内圈绕出经过辊芯上的径向通孔进入辊芯中心通孔，再从辊芯设凸台一端的端顶引出，每束导线两端单独通过滑环与电源相连同时独立反馈信号，另在每个电磁棒内周面设有凹槽，其内置有温度传感器，与其相连的导线经输出线路与滑环相连并通过滑环传递给温度控制模块，在两个电磁棒之间均设有绝缘支承环，绝缘支承环的两个端面均设有凹槽，在两端的电磁棒外侧各设一个轴套端盖，其中与辊芯凸台相邻的轴套端盖由轴肩定位，另一个轴套端盖通过内环上的螺纹与辊芯上的外螺纹连接并定位，两轴套端盖与电磁棒相邻的端面设有凹槽，所述电磁棒、绝缘支撑环及轴承端盖外径相等，在它们的外周面设有圆筒形辊套，在辊芯设凸台一端的端顶设有滑环，其转子部分与辊芯相连，定子部分与电源、温度控制模块相连。

【技术特征摘要】
1.一种分段柔性辊凸度调控轧辊，其特征在于：圆柱形辊芯内设轴向中心通孔，辊芯外一侧设有环形凸台，另一侧设有外螺纹，在辊芯非凸台上设有一个或若干并列的圆环形电磁棒，其上设有若干规则排布的轴向通孔，这些形似“蜂窝”的通孔内有一束导线穿过，绕线方式先由径向最内圈绕至最外圈后逐圈绕线，最后再次从最内圈绕出经过辊芯上的径向通孔进入辊芯中心通孔，再从辊芯设凸台一端的端顶引出，每束导线两端单独通过滑环与电源相连同时独立反馈信号，另在每个电磁棒内周面设有凹槽，其内置有温度传感器，与其相连的导线经输出线路与滑环相连并通过滑环传递给温度控制模块，在两个电磁棒之间均设有绝缘支承环，绝缘支承环的两个端面均设有凹槽，在两端的电磁棒外侧各设一个轴套端盖，其中与辊芯凸台相邻的轴套端盖由轴肩定位，另一个轴套端盖通过内环上的螺纹与辊芯上的外螺纹连接并定位，两轴套端盖与电磁棒相邻的端面设有凹槽，所述电磁棒、绝缘支撑环及轴承端盖外径相等，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜凤山，杨庭松，刘文文，冯岩峰，孙明翰，许志强，孙静娜，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13