輥凸度

輥凸度，是一種短支撐輥、帶弧度斜楔調整矯直機下工作輥凸度機構。其主要有短支撐輥裝置、帶弧度斜楔調整裝置和驅動裝置組成，帶弧度斜楔調整裝置由五組斜楔組成。

基本介紹

• 中文名：輥凸度
• 外文名：Roll crown
• 定義：工作輥凸度機構
• 特點：短支撐輥、帶弧度斜楔
• 性質：調整矯直機
• 學科：冶金工程

簡介

輥凸度是一種短支撐輥、帶弧度斜楔調整矯直機下工作輥凸度機構，其主要有短支撐輥裝置、帶弧度斜楔調整裝置和驅動裝置組成，帶弧度斜楔調整裝置由五組斜楔組成，每組斜楔上安裝十個支承輥，每兩個支承輥一組，帶弧度斜楔調整裝置安裝在短支撐輥裝置的下部，並通過絲槓螺母機構與驅動裝置相連，驅動裝置通過絲槓螺母結構推動帶弧度斜楔調整裝置的斜楔塊，斜楔調整方向與工作輥軸線方向相垂直，帶弧度斜楔調整裝置的斜楔塊的移動調整了短支撐輥裝置的支撐高度，短支撐輥裝置的支撐高度的改變調整了矯直機下工作輥的凸度。其不僅能矯直板材的縱向波浪，也能矯直其橫向波浪，且輥系穩定，從而得到理想矯直效果。

軋輥是軋機上承受軋制力並把軋制材料均勻減薄的圓柱形的貴重消耗性工具。一付好的軋輥除了有足夠的強度, 較高的表面硬度, 合理的結構、尺寸外, 還要滿足軋制產品質量和軋制過程順利進行的軋輥輥型及加工精度。

在鋁板帶箔軋制生產中, 為了補償軋制時由於軋制力引起的軋輥壓扁以及工作輥與支承輥之間的彈性壓扁使工作輥產生彎曲而獲得斷面平直的板帶箔材, 工作輥一般設計有一定的凸度, 亦稱原始輥型或機械凸度。該凸度通常以軋輥中心為頂點向兩端連續均勻地分布, 其分布規律根據使用條件, 設計需要的不同而各有差異, 可以是拋物線型, 正弦曲線型, 也可以是四次曲線或其它曲線型。

而凸度的實現是在專用的軋輥磨床上通過正確的磨削來實現的。目前, 能磨削凸度的磨床有兩種, 一種是仿形機構, 它磨出的輥型曲線為拋物線或近似拋物線, 另一種是裝有CNC數控系統的目前最先進的磨床, 它可在凸度和輥面長度不變的情況下, 通過選擇不同的角度或輸入不同的坐標值, 磨削出各種不同的輥型曲線。以WS400型軋輥磨床來說明前一種磨床的仿型機構的構造、工作原理及軋輥凸度的實現過程。

軋輥凸度的表示方法

軋輥凸度值的大小是以輥面中心處的直徑與輥面邊部直徑的差值來表示的, 即Cr=D - D0 或Cr = 2·Δt , 式中Cr 為軋輥凸度, D 為軋輥中心處直徑, D0 為輥面邊部直徑。

凸度磨削機構及工作原理

WS400 型軋輥磨床是德國HERKULES 公司產品, 它是以拋物線靠模板成型機構為基礎, 經過一系列機械運動並變換一定的比例, 使砂輪徑向進給沿輥面發生變化來磨出所需凸度值的。

如圖2 (a 、b) 所示, 模板1 固定在床身上並隨床身一起作縱向(Z 向) 移動, 標尺2 與連續桿4相對固定並能繞O 點轉動。在進行有凸度的軋輥磨削時, 輥輪3 靠放在模板上, 隨著床身的移動,輥輪就在模板上滾過與磨削輥面相同的長度。由於模板在長度方向上呈現拋物線型, 從而使標尺繞O點在垂直方向偏轉一個微小的角度β, 因標尺的偏轉, 連線桿4 也偏轉一個相同的角度並帶動偏心輪5 轉動, 又通過桿6 使偏心輪7 偏轉, 再經過桿8使偏心輪9 偏轉, 而偏心輪9 的偏轉就會通過桿10帶動上部砂輪座有一個橫向(X向) 位移而實現砂輪徑向進給一個ΔX 值。ΔX 值取決於標尺的偏轉角度β的大小, 而β值大小又取決於輥輪在模板上的位置及模板曲線的形狀。

S 為對應輥面長度, A 是模板的中心點, 輥輪在此處時標尺處於水平狀態。當輥輪滾到AC 或AC′上任一點B 或B′時, 標尺則轉動一個β角, 砂輪即徑向進給一個ΔX值, 當輥輪滾到C 或C′點時, 標尺轉動的角度為最大值, 這時ΔX等於Δt 。

對於不同凸度的軋輥, 只要調整輥輪在標尺上的位置即可, 因為輥輪越靠近標尺的左端(固定端) , 輥輪在標尺上滾過相同距離時, 標尺的偏轉角度就越大。相反, 輥輪越靠近標尺右端, 輥輪在標尺相同的位置上, 標尺的偏轉角越小。輥輪在標尺上的位置不同, 而在模板上滾過相同的距離M時, 標尺所偏轉的角度不同的原理。

輥輪位置的確定

如前所述, 磨削不同凸度的軋輥, 必須首先確定輥輪在標尺上的位置後才能進行磨削。在圖4 中S0 是模板有效長度, h0 為凹度, 實際, S0 =2000mm , h0 = 18.59mm , 則有拋物線方程:

h0 = k (S0 / 2) 2, 即K= 4h0 / S02

當輥面長度l = S = 1600mm 時, 則

h = K (S / 2) 2= h0·(S / S0) 2 = 11 .9mm

同時, 由於β角很小, 故有Sinβ= h / b (b 為輥輪在標尺上的位置) , 加之磨床在設計時滿足ΔX =Sinβ, 所以在輥面邊部有Δt =Δx = Sinβ= h / b , 則:

Cr = 2·Δt = 2h / b , 即:b = 2h / Cr

如要磨削凸度為0 .09mm 的軋輥, 可計算得b= 265mm , 即將輥輪應調節並固定在標尺的265mm處; 當要磨削凸度為0 .12mm 的軋輥時, b =198mm , 此時應將輥輪調整並固定在標尺的198mm處後才能開始磨削。

不過這樣的計算對操作人員來說是很麻煩的,也容易計算錯誤, 所以在磨床設計出廠或使用單位技術部門已將常用凸度下輥輪在標尺上的位置計算出來, 使用時對照表檢查閱即可。但要說明的是,不同磨床K值是不同的(同一磨床因某種原因更換了與原模板不一樣的模板, 其K值已隨之發生了變化) , 而不同的輥面長度其h 值亦不同, 因此在同一磨床上磨削不同輥面長度且帶有凸度的軋輥時, 應先確定h 值的大小, 然後根據所要求的凸度, 確定輥輪在標尺上的位置。

凸度缺陷

1 　凸度不對稱

主要原因是計算輥輪位置或調整輥輪在標尺上的位置不正確或未按要求找出軋輥中心所致。防止措施:除了認真核對計算輥輪位置和準確調節輥輪在標尺上的位置外, 每次輥輪位置的變化均要調整模板置來找正軋輥中心後方可開始磨削。

2 　凸度超差

凸度偏差的原因除了床身精度超標外, 主要與成型機構的間隙消除機構調整不合適有關, 另外對用頂尖支承軋輥的磨床, 還可能是由於頂尖與中心孔接觸不良引起。

解決方法:對床身精度原因引起的要對床身進行必要的調整、校正, 以恢復其精度; 成型機構引起的, 必須對成型機構的間隙消除機構進行調整,同時由於標尺轉動的角度極小, 機械傳動機構非常精密, 對此必須潤滑良好, 調整時不得隨意拆卸;如果是因頂尖與中心孔接觸不良引起, 應重新修磨中心孔或改用托架支承軋輥。

總結

軋輥凸度磨削正確與否, 直接關係到軋輥的磨削質量和軋制產品的質量, 而能否磨削出滿足要求凸度, 主要取決於以下幾個方面:

(1) 磨床精度及維護保養狀況。

(2) 磨削工藝參數(含砂輪) 的選擇是否合理。

(3) 操作人員的技術水平和工作責任心。