CN101244526B - 矫直机支承辊外圈磨削方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于修复矫直机支承辊的支承辊外圈磨削成形方法，包括以下步骤：以支承辊外套的内滚道中心轴线为加工中心轴线，采用带内凹双曲线母线的砂轮加工支承辊外套的外圈母线，并满足修复后支承辊外套的外圈母线在有效线段部分和对数曲线基本拟合。按上述方法修复的支承辊外套的外圈母线在有效线段部分和对数曲线基本拟合使得修复后的矫直机支承辊接近最佳承载效果。

Description

矫直机支承辊外圈磨削方法

技术领域

本发明涉及一种矫直机支承辊的修复方法，尤其涉及修复矫直机支承辊时支承辊外圈的磨削方法。

背景技术

钢板在轧制、热处理、冷却及运输过程中产生的缺陷，常用精整矫直机加以纠正。精整矫直在冷轧、热轧、宽厚板等轧制过程中已成为一道必不可少的工艺。精整矫直机除能纠正轧件的形位缺陷以外，还有破鳞、抗皱和改善轧件产品机械性能的作用。随着用户对轧件，特别是对冷轧板、热轧板的品质要求越来越高，如何提高矫直机本身的机械性能、加工精度以及如何延长其维修周期、批量修复、降低生产成本也成为冶金机械研究的内容。

矫直机支承辊一般使用一次后因其特殊的生产工艺要求，例如支承辊相关尺寸公差超过5μ时，就会开始影响到钢板的板形质量，支承辊整体公差超过15μ时就须报废。目前国内外一般对小型轴承都采取到使用周期就直接报废的方案，对油膜轴承等大型轴承尝试修复，其实施仅仅是有针对性的单配性修复，无法在对矫直机支承辊进行批量修复时有所借鉴；同时，由于不同的生产工艺对轴承的特殊要求，因而无法照搬现有的轴承修复标准来实现矫直机支承辊的修复。

如何实现支承辊的可修复性，使得以往报废的矫直机支承辊经过修复乃至多次修复后还能够满足矫直机的工艺要求，实现矫直机支承辊的再次使用、降低备件成本，成为亟待解决的问题。

研究证明，要达到矫直机支承辊最佳承载效果，矫直机支承辊外圈母线必须呈现对数曲线，而在实际加工时，要实现对数曲线的支承辊外圈成形，难度较大且成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于修复矫直机支承辊的简单实用适于批量作业的支承辊外圈磨削成形方法，以双曲线与对数曲线的拟合，使修复后的矫直机支承辊接近最佳承载效果，同时减少修复成本。

本发明提供的矫直机支承辊外圈磨削方法包括以下步骤：

以支承辊外套的内滚道中心轴线为加工中心轴线，采用带内凹双曲线母线的砂轮加工支承辊外套的外圈母线，并满足修复后支承辊外套的外圈母线在有效线段部分和对数曲线基本拟合。

所述砂轮的内凹双曲线母线的成形是借助磨床修正器走斜线，该斜线的斜度α根据支承辊外圈的凸出量计算得到。

所述斜度α计算方法为：β＝arcos{(砂轮半径-支承辊外圈凸出量/2)/砂轮半径}

        H＝砂轮半径×sinβ

        α＝arcsin{H/(砂轮宽度/2)}。

修复后支承辊外套的外圈母线在有效线段部分和对数曲线基本拟合使得修复后的矫直机支承辊接近最佳承载效果。

砂轮的内凹双曲线母线的成形借助磨床修正器走斜线的方法实现，简单实用，极大地降低了修复成本，适于批量作业。

优选地，支承辊外套的内滚道内径的公差带控制在0.01mm以内，主要是为了减少锥度芯棒的数量。

优选地，支承辊外套以小锥度芯棒夹装。先将支承辊外套加热，在外套内装入与其相匹配的小锥度芯棒，支承辊外套冷却至室温，受冷缩原理，支承辊外套固定在芯棒上。优选地，支承辊外套加热的温度在140-160℃，根据支承辊外圈的线膨胀系数，在此温度内，不会造成支承辊外圈的硬度损失。以支承辊外套的内滚道中心轴线为基准夹装小锥度芯棒确保了矫直机支承辊修复、加工时支承辊内圈与外圈的同心度。

优选地，小锥度芯棒采用中间高两边低的形状。

优选地，小锥度芯棒的锥度控制在0.005-0.01mm，选择该数值范围主要是为了即便于夹装，又能使支承辊外圈母线平滑。

优选地，小锥度芯棒最大与最小外径差控制在0.004-0.006mm，主要是为了更适合支承辊外圈曲线的平滑性。

磨削结束后，拆除小锥度芯棒，支承辊外套外表面的凸度减少0.003-0.005mm，这样与对数曲线更为接近，从而实现圆弧过渡，有效地降低了支承辊的边缘载荷，从而提高支承辊的强度，实现矫直机支承辊最佳承载的效果。

用砂轮的双曲线取代对数曲线，极大地降低了成本，也可以得到很好的修复效果。

附图说明

图1是本发明的砂轮双曲线与对数曲线在有效线段部分基本拟合的示意图。

图2是本发明的砂轮双曲线成形原理示意图。

图3是本发明中矫直机支承辊外套与小锥度芯棒装配的示意图。

图4是本发明中小锥度芯棒的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的优选实施例。

以下是本发明应用于热轧精整矫直机支承辊修复时支承辊外套外圈磨削方法的一个实施例：

如图1所示，以支承辊外套的内滚道中心轴线为加工中心轴线，采用带内凹双曲线母线的砂轮加工支承辊外套的外圈母线，并满足修复后支承辊外套的双曲线母线10在有效线段部分和对数曲线20基本拟合。双曲线与对数曲线的拟合是现有技术，在此不再赘述。

同时参见图2所示，所述砂轮的内凹双曲线母线的成形是借助磨床修正器走斜线，该斜线的斜度α根据支承辊外圈的凸出量计算得到。

所述斜度α计算方法为：β＝arcos{(砂轮半径-支承辊外圈凸出量/2)/砂轮半径}

        H＝砂轮半径×sinβ

    α＝arcsin{H/(砂轮宽度/2)}。

计算以砂轮宽B＝180mm、砂轮直径D＝700mm、砂轮成形磨削工件凸出量Δ＝0.006mm为例：

β＝arcos{(350-0.006/2)/350}＝0.2372°

H＝350×sin0.2372°＝1.449mm

α＝arcsin(1.449/90)＝0.9225°。

如图3所示，将所有支承辊外套1根据内滚道11尺寸大小按0.003mm进行分档，所述支承辊外套1内滚道为一个较小的公差带，并且公差带控制在0.01mm以内；

同时参见图4所示，根据支承辊外套1内滚道11的分档尺寸制作相对应小锥度芯棒2，芯棒2的两端设有端面轴颈17、过渡轴颈201和安装孔18，小锥度芯棒2在内滚道11宽度范围内将小锥度(即锥面202和203)控制在0.005-0.01mm，例如：可以将小锥度控制在0.005mm、0.006mm、0.007mm、0.008mm、0.009mm、0.01mm，最佳控制是在内滚道宽度范围内将小锥度芯棒的最大外径与最小外径差控制在0.005mm。

先将支承辊外套1加热至140-160℃，将小锥度芯棒2装入支承辊外套1的内滚道11，冷却支承辊外套1至室温，支承辊外套热胀冷缩包住小锥度芯棒2并固定在小锥度芯棒上2。然后对支承辊外套1外表面用双曲线磨削，拆去小锥度芯棒后，外套1的双曲线的凸度减少0.003-0.005mm，从而使双曲线平滑过渡，有效地降低矫直机支承辊的边缘载荷，从而提高支承辊的承载能力。

同理本发明也可应用于冷轧和宽厚板的精整矫直机支承辊修复和装配中，在此不再赘述。

Claims (5)

1.一种矫直机支承辊外圈磨削方法，其特征在于包括以下步骤：

以支承辊外套的内滚道为基准，采用带内凹的双曲线母线的砂轮成形支承辊外套外圈的母线，并满足双曲线和对数曲线在支承辊外套外圈母线的有效线段部分基本拟合，所述砂轮内凹的双曲线母线是借助磨床修正器走斜线，该斜线的斜度α根据支承辊外圈的凸出量计算得到，斜度α计算方法为：

β＝arcos{(砂轮半径-支承辊外圈凸出量/2)/砂轮半径}

H＝砂轮半径×sinβ

α＝arcsin{H/(砂轮宽度/2)}。

2.如权利要求1所述的矫直机支承辊外圈磨削方法，其特征在于：所述支承辊外套的内滚道内径的公差带控制在0.01mm以内。

3.如权利要求1或2所述的矫直机支承辊外圈磨削方法，其特征在于：所述支承辊外套以小锥度芯棒夹装，所述小锥度芯棒的锥度控制在0.005-0.01mm。

4.如权利要求3所述的矫直机支承辊外圈磨削方法，其特征在于：所述小锥度芯棒采用中间高两边低的形状。

5.如权利要求4所述的矫直机支承辊外圈磨削方法，其特征在于：所述小锥度芯棒最大与最小外径差控制在0.004-0.006mm。

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