一種高速鋼環(huán)輥制造技術

本實用新型專利技術涉及一種高速鋼環(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，輥套的左側中央設有圓臺形的左腔室，左腔室的內(nèi)壁上設有多道螺旋形第一緩沖槽，輥套的右側中央設有圓臺形的右腔室，右腔室的內(nèi)壁上設有多道螺旋形第二緩沖槽，輥套的曲面上設有多圈徑向刻槽，徑向刻槽的底部設有三圈徑向凸筋，輥套上還設有多個軸向冷卻孔。該高速鋼環(huán)輥的芯軸與輥套結合部機械強度高，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械應力和組織應力，再利用軸向冷卻孔降低環(huán)輥冷卻時輥套表層內(nèi)外溫差造成的熱應力，延長該高速鋼環(huán)輥的使用壽命。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本技術涉及一種高速鋼環(huán)輥，屬于冶金機械領域。
技術介紹
高速鋼環(huán)輥是軋鋼廠軋鋼機上的重要零件，利用一對或一組高速鋼環(huán)輥滾動時產(chǎn)生的壓力來軋碾鋼材。它主要承受軋制時的動靜載荷，磨損和溫度變化的影響。由于冷軋板材要求質量較高，尤其是冷軋薄板廣泛用于輕工、汽車、建筑及鐵道等行業(yè)，要生產(chǎn)高質量的冷軋薄板，必須要有高質量的冷軋工作輥做保證，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，以保證冷軋帶材或鋼板的尺寸精度和良好的表面質量；輥身具有一定的淬硬層深度；具有高的抗事故能力。為達到這些性能，對高速鋼環(huán)輥材質的原始組織要求很嚴：一是純凈的冶金質量；二是組織的均勻性。高的冶金質量指環(huán)輥鋼錠結晶致密，偏析不嚴重，不允許存在白點，鋼中殘存的非金屬夾雜物含量盡可能低。同時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。高速鋼環(huán)輥在制造和使用前的準備工序中會產(chǎn)生殘余應力和熱應力。使用時又進一步受到了各種周期應力的作用，包括有彎曲、扭轉、剪力、接觸應力和熱應力等。這些應力沿輥身的分布是不均勻的、不斷變化的，其原因不僅有設計因素，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。
技術實現(xiàn)思路
本技術針對現(xiàn)有技術存在的不足，提供了一種高速鋼環(huán)輥，具體技術方案如下：一種高速鋼環(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，所述輥套的左側中央設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)壁之間的結合為離心鑄造復合成型；所述左輥頸設置在左半軸與輥套結合部的外圍，左半軸和輥套結合部與左輥頸之間的結合為離心鑄造復合成型；所述輥套的右側中央設置有圓臺形的右腔室，右腔室與左腔室之間設置有間隔，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)壁之間的結合為離心鑄造復合成型；所述右輥頸設置在右半軸與輥套結合部的外圍，右半軸和輥套結合部與右輥頸之間的結合為離心鑄造復合成型；所述輥套的曲面上設置有多圈徑向刻槽，相鄰徑向刻槽之間設置有間隔，徑向刻槽的底部設置有三圈徑向凸筋，相鄰徑向凸筋之間設置有間隔；所述輥套上還設置有多個軸向冷卻孔，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。作為上述技術方案的改進，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。作為上述技術方案的改進，所述徑向凸筋與輥套之間為一體式結構。本技術所述高速鋼環(huán)輥利用左腔室將左半軸、右腔室將右半軸離心復合在輥套上，消除了制造過程中的殘余應力，芯軸與輥套結合部機械強度高，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械應力和組織應力，再利用軸向冷卻孔降低環(huán)輥冷卻時輥套表層內(nèi)外溫差造成的熱應力，延長該高速鋼環(huán)輥的使用壽命。附圖說明圖1為本技術所述高速鋼環(huán)輥結構示意圖；圖2為本技術所述輥套結構示意圖；圖3為本技術所述輥套結構示意圖（側視狀態(tài)）。具體實施方式為了使本技術的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本技術，并不用于限定本技術。如圖1所示，圖1為本技術所述高速鋼環(huán)輥結構示意圖。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10的左側中央設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)壁之間的結合為離心鑄造復合成型；所述左輥頸21設置在左半軸31與輥套10結合部的外圍，左半軸31和輥套10結合部與左輥頸21之間的結合為離心鑄造復合成型；所述輥套10的右側中央設置有圓臺形的右腔室13，右腔室13與左腔室12之間設置有間隔，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)壁之間的結合為離心鑄造復合成型；所述右輥頸22設置在右半軸32與輥套10結合部的外圍，右半軸32和輥套10結合部與右輥頸22之間的結合為離心鑄造復合成型；所述輥套10的曲面上設置有多圈徑向刻槽11，相鄰徑向刻槽11之間設置有間隔，徑向刻槽11的底部設置有三圈徑向凸筋111，相鄰徑向凸筋111之間設置有間隔；所述輥套10上還設置有多個軸向冷卻孔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。左半軸31與輥套10之間的結合方法是，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之間為一體式結構，提高左半軸31與輥套10之間的結合力，增強左半軸31與輥套10結合部的機械強度。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)壁上設置有多道螺旋形第一緩沖槽121，上述結構的左腔室12使得在離心鑄造時，左半軸31冷卻收縮時，左半軸31與左腔室12的內(nèi)壁之間內(nèi)應力能沿著左腔室12的內(nèi)壁上的第一緩沖槽121勻速釋放、緩沖，左半軸31的右端結構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”，進一步增強左半軸31與輥套10結合部之間的結合力以及機械強度，避免脆性斷裂，提高左半軸31與輥套10結合部的使用壽命。右半軸32與輥套10之間的結合方法是，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之間為一體式結構，提高右半軸32與輥套10之間的結合力，增強右半軸32與輥套10結合部的機械強度。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)壁上設置有多道螺旋形第二緩沖槽131，該結構的右腔室13使得在離心鑄造時，右半軸32冷卻收縮時，右半軸32與右腔室13的內(nèi)壁之間內(nèi)應力能沿著右半軸32的內(nèi)壁上的第二緩沖槽131勻速釋放、緩沖，進一步增強右半軸32與輥套10結合部之間的結合力以及機械強度，避免脆性斷裂，提高右半軸32與輥套10結合部的使用壽命。徑向刻槽11和徑向凸筋111的作用是便于輥套10對軋材進行扎、切、削等多動作的加工，使得軋材更易產(chǎn)生塑性變形；同時徑向刻槽11和三圈徑向凸筋111增大了接觸面積，不但提高了軋鋼速率，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冷卻時通入冷卻水，而且軸向冷卻孔14與冷卻水接觸面積大，同時在軋鋼時，軸向冷卻孔14的橫剖面為“8”字形的這種結構在受到徑向壓力時，不易產(chǎn)生較大的形變，利于軋鋼工作。為降低徑向凸筋111在軋鋼時的磨損同時發(fā)揮其切、削動作，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使得相鄰本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
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）的左側中央設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)壁之間的結合為離心鑄造復合成型；所述左輥頸（21）設置在左半軸（31）與輥套（10）結合部的外圍，左半軸（31）和輥套（10）結合部與左輥頸（21）之間的結合為離心鑄造復合成型；所述輥套（10）的右側中央設置有圓臺形的右腔室（13），右腔室（13）與左腔室（12）之間設置有間隔，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)壁之間的結合為離心鑄造復合成型；所述右輥頸（22）設置在右半軸（32）與輥套（10）結合部的外圍，右半軸（32）和輥套（10）結合部與右輥頸（22）之間的結合為離心鑄造復合成型；所述輥套（10）的曲面上設置有多圈徑向刻槽（11），相鄰徑向刻槽（11）之間設置有間隔，徑向刻槽（11）的底部設置有三圈徑向凸筋（111），相鄰徑向凸筋（111）之間設置有間隔；所述輥套（10）上還設置有多個軸向冷卻孔（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。...

【技術特征摘要】
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）的左側中央設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)壁之間的結合為離心鑄造復合成型；所述左輥頸（21）設置在左半軸（31）與輥套（10）結合部的外圍，左半軸（31）和輥套（10）結合部與左輥頸（21）之間的結合為離心鑄造復合成型；所述輥套（10）的右側中央設置有圓臺形的右腔室（13），右腔室（13）與左腔室（12）之間設置有間隔，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)壁之間的結合為離心鑄造...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張政龍，
申請(專利權)人：安徽環(huán)渤灣高速鋼軋輥有限公司，
類型：新型
國別省市：安徽;34