[发明专利]凸度可控式轧辊

说明书

本发明属于板、带、箔材轧机用的凸度可控式轧辊（包括支承辊和工作辊）。

目前，国内外板、带、箔材轧机广泛使用的轧辊，多系整体式轧辊。其凸度控制则是采用原始凸度法，热凸度法、弯辊法和CVC法，这些方法的缺点是板形控制不好、效率不高;弯辊机构复杂，轧制响应和控制速度低;轧辊易损坏、更换周期短;轧机生产效率低等。

近些年来，在国外开始研究开发一种凸度可变式轧辊，即所谓的VC轧辊，如图1、2所示，VC轧辊属于套筒型轧辊，是一种单油腔、单凸度可变式轧辊，油腔纵截面为矩形，这种矩形截面油腔的VC轧辊工作时，轧辊的凸度峰比较窄，其辊形坡度比较大，如图6所示，虽然VC轧辊对带材的中央部分控制效果较好，但是，对带材两端边缘下垂部分控制效果较差，尤其是用于特宽阔平直材的轧制时，必须与弯辊机构配合使用，因此，又需增加一套弯辊设备。

而日本专利昭60-127007公开的一种套筒轧辊（也是一种VC轧辊）是在一个辊身两端轧材边沿通过的部位辊径可变的轧辊，即在高压液体的作用下，在辊身两端部、板材幅边通过的相应部位处形成很小的“乳胞状”变形。该技术的目的是减少轧材的斜边量，从而提高成材率。然而，轧机的辊身长度与轧材的幅宽比，大大地增大了，如一架600mm轧机，只能轧450mm左右宽的一种规格的板材，使轧机的利用率受到限制，降低了生产效率。

综上所述，VC轧辊有待于进一步改进。

本发明的目的在于设计一种凸度可控式轧辊（以下简称AVC轧辊），这种轧辊具有中央和边缘板形控制效果好;不需要弯辊机构相配合，轧制反应快，轧材质量好，生产效率高等优点。

本发明所述的凸度可控式轧辊，是由芯轴、辊套、油腔、旋转 接轴等零部件组成，轴套套装在芯轴上，芯轴与轴套之间有油腔。本发明的要点在于：轧辊的油腔为异型油腔，即油腔的纵截面曲线为透镜状曲线，一种是把辊套的内表面加工成凹透镜状曲线，另一种是把芯轴的表面加工成凸透镜状曲线，曲线的峰顶和芯轴（或辊套）接触，使得芯轴支承辊套。同时，这种结构使油腔的容积大为减小，以利于提高轧制响应速度。轧辊油腔的数目根据轧材宽度和轧制工艺要求来确定，可以是1个油腔，也可以是2～4个油腔，设计两个以上油腔时，芯轴上开槽以连通相邻的油腔。辊套和芯轴之间除靠两个部件静配合密封外，也可以在芯轴的两端肩部开环形槽，槽内设置密封环，芯轴上开油路引进高压液体介质，以实现自紧式密封。

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

图1、2是VC轧辊原理和结构示意图。

图3是AVC轧辊的原理图。

图4、5是AVC轧辊的结构示意图。

图6是AVC轧辊与VC轧辊辊形曲线图。

图7、8、9、10分别是AVC-Ⅱ、AVC-Ⅱ、AVC-Ⅲ、AVC-Ⅳ型轧辊结构示意图。

图11是VC轧辊与AVC轧辊力学校直原理图。

由附图4可知：AVC轧辊主要由辊套（4）、芯轴（2）、油腔（5）、旋转接轴（6）、安全放气阀（1）等零部件组成的。

芯轴（2）是一个具有特殊油路和油槽结构的部件，芯轴的两端肩部加工环形槽，槽内设置密封环（3），环形槽内侧有进油孔道，由油路进入的高压液体施加在密封环上，以密封油腔。

辊套（4）内表面加工成异形形状，即将辊套（4）的内表面加工成凹透镜状曲线，曲线的峰顶接触芯轴（2）。辊套（4）的内表面尽量采用曲线，过渡部分采用过渡园角结构，以避免应力集中，影响辊套（4）的强度。辊套（4）的材料要求是：其外表面应具有一般轧辊的特性，其内表面的要求应具有高压容器所具备的一切特性。

辊套（4）与芯轴（2）是热装静配合联接的，用自紧式密封圈结构（3）实现高压密封。

辊套内表面曲线的中间（峰顶）部位与芯轴应当是过渡配合或者是动配合，从而实现芯轴（2）支承辊套（4），而且使油腔（5）的容积减小到最小程度。

为了排除AVC轧辊内油路、油槽、油腔的气体，在辊颈的左端安装具有特殊结构的安全放气阀（1），其作用是一旦放气阀失效时，确保高压液体不会射出造成伤人事故。辊颈的右端是旋转接轴（6），这是一种具有压力自平衡自紧式旋转密封装置，液压系统提供的高压液体是通过它进入轧辊油腔的。

AVC轧辊在液压动力作用下发生的是纯弹性液压胀形，遵循虎克定律的规律，当压力去除后，轧辊表面迅速恢复至原始状态。