專利名稱：一種液壓脹形軋輥的制作方法
技術領域：
本發明涉及金屬軋制設備技術領域，特別是一種在軋機上使用的防止高壓油快速回流的液壓脹形軋輥。
背景技術：
在金屬板、帶、箔軋制過程中，保證板面的均勻性與保證板形的精確性都是非常重要的。為了獲得高質量的板、帶、箔，必須對軋輥的變形量進行補償。為了解決這個問題，最近出現了液壓脹形軋輥，該軋輥能夠通過調節支撐輥軸套與輥軸之間儲油室的內部壓力來擴張軸套，從而控制由于軋制負荷所引起的工作軋輥變形。與傳統的彎輥控制系統相比，液壓脹形軋輥直接作用于板帶的中心，能夠有效地控制板帶的擴張。另外，這種液壓脹形軋輥能夠安裝于的傳統的軋機中，直接替代原有軋機的支承輥，不用停產而且投資很少，安裝后 的軋輥能夠發揮比以前更加高級的控制優勢。圖I為液壓脹形軋輥的結構原理示意圖。其中液壓脹形軋輥包括軋輥芯軸4、軋輥輥套41、普通高壓旋轉接頭43及配套液壓系統和控制操作系統。軋輥芯軸4與軋輥輥套41之間設有高壓油腔45，高壓油經普通高壓旋轉接頭43由軋輥芯軸4內的軋輥油道22進入高壓油腔45。軋輥在高壓液體的作用下軋輥輥套41外脹并產生一定的凸度。調整液體壓力大小，可以無級改變輥套凸度，迅速校正軋輥的彎曲、壓扁等變形，從而達到控制板形的目的。軋輥輥套與軋輥芯軸兩端在一定長度內采用過盈配合，一方面對高壓液體起密封作用，另一方面在承受軋制載荷時，傳遞所需要的轉矩，并保證軋輥的整體剛度。當液壓系統出現故障或其他情況時，如液壓系統停止向高壓油腔45中供油，脹形軋輥系統隨之泄掉高壓油，軋輥芯軸和軋輥輥套的一側將突然受到一個較大的徑向壓力，從而容易導致軋輥芯軸和軋輥輥套被破壞，所以需要在液壓系統停止向高壓油腔中供油后，高壓油腔內能夠緩慢泄壓，使軋輥芯軸和軋輥輥套一側受到的徑向壓力逐漸減小，以延長軋輥芯軸和軋輥輥套的使用壽命。
發明內容
為了解決現有技術中液壓系統停止向高壓油腔中供油后高壓油腔內的壓力驟降而導致的軋輥芯軸和軋輥輥套容易被破壞的技術問題，本發明提供了一種液壓脹形軋輥，該液壓脹形軋輥的接頭內設置有逆止閥，能夠在液壓系統停止向高壓油腔中供油后使高壓油腔內緩慢泄壓，延長了軋輥芯軸和軋輥輥套的使用壽命。本發明為解決其技術問題采用的技術方案是一種液壓脹形軋輥，包括設置在液壓脹形軋輥端部的防回流高壓旋轉接頭，防回流高壓旋轉接頭包括接頭殼體，接頭殼體的一端能轉動地設置在接頭芯軸上，接頭殼體的另一端設置有進油口，接頭殼體的另一端還固定連接有能封閉進油口的逆止閥，接頭殼體與液壓脹形軋輥固定連接，進油口能夠通過逆止閥與液壓脹形軋輥的軋輥油道連通。正常工作狀態下，高壓油推開逆止閥從進油口進入軋輥油道；當液壓系統停止向高壓油腔中供油時，逆止閥能夠將進油口封閉，高壓油會從逆止閥與進油口之間的縫隙緩慢流出，從而了實現高壓油腔內緩慢泄壓。優選接頭殼體在含有進油口的一端還設置有接頭底座，接頭底座設置有底座槽，進油口設置在底座槽的底部，逆止閥設置在底座槽內。優選逆止閥具有與接頭殼體相連接的逆止閥座、能夠將進油口封閉的逆止閥芯、連接逆止閥座和逆止閥芯的逆止彈簧，逆止閥座設置有與進油口相連通的閥座導油孔。優選逆止閥座形成有內凹的閥座槽，閥座導油孔設置在閥座槽的底部；逆止閥芯包括閥芯頭部和閥桿，閥桿設置在閥座槽內，閥芯頭部位于閥座槽開口端的外部，其頂部的封閉端與進油口的形狀相匹配，并能嵌置于進油口內。優選閥桿上設置有突起的圓環，且該突起的圓環容置在閥座槽內；逆止彈簧的一端與閥座槽的底部抵接，逆止彈簧的另一端與突起的圓環抵接。 優選閥桿為具有流道的中空體，底座槽的底部與逆止閥座之間形成貯油空間，在突起的圓環和閥芯的封閉端之間設置有連通流道和貯油空間的通孔，閥桿插接于閥座導油孔。優選突起的圓環的外徑等于閥座槽的內徑。優選接頭芯軸中設置有接頭油道，接頭芯軸和接頭底座之間設置有密封盤，密封盤內設置有連通進油口和接頭油道的密封盤油道。密封盤與接頭底座之間緊密接觸，密封盤與接頭芯軸之間連接有壓力補償彈簧。接頭殼體和接頭芯軸之間設置有潤滑油區，接頭芯軸的外側設置有潤滑油進油口，接頭芯軸內設置有連通潤滑油區和潤滑油進油口的潤滑油進油道，接頭芯軸的外側還設置有潤滑油出油口，接頭芯軸內還設置有連通潤滑油區和潤滑油出油口的潤滑油出油道。本發明的有益效果是當液壓系統突然停止向高壓油腔中供油時，逆止閥能夠將接頭油道封閉，高壓油腔中的高壓油會從逆止閥與進油口之間的縫隙向軋輥外側緩慢流出，使軋輥芯軸和軋輥輥套受到的徑向壓力逐漸緩慢減小，從而延長了軋輥芯軸和軋輥輥套的使用壽命。
下面結合附圖對本發明所述的液壓脹形軋輥作進一步詳細的描述。圖I是液壓脹形軋輥結構原理示意圖。圖2是本發明中防回流高壓旋轉接頭的裝配圖。圖3是防回流高壓旋轉接頭中接頭底座的剖視圖。圖4是防回流高壓旋轉接頭中逆止閥座的剖視圖。圖5是防回流高壓旋轉接頭中逆止閥芯的剖視圖。圖6是防回流高壓旋轉接頭中接頭芯軸的剖視圖。圖7是防回流高壓旋轉接頭中密封盤的剖視圖。其中I.接頭底座，2.接頭殼體，3.深溝球軸承，4.軋輥芯軸，5.軸承隔套，6.接頭端蓋，7.脹形氟橡膠密封件，8.氟橡膠密封圈，9.接頭芯軸，10.端蓋連接螺釘，11.旋轉接頭緊固螺釘，13.壓力補償彈簧，14.密封盤，15.螺釘，18.逆止閥芯，19.逆止彈簧，20.逆止閥座，21.進油口，22.軋輥油道，23.潤滑油區，41.軋輥輥套，43.普通高壓旋轉接頭，45.高壓油腔，46.防回流高壓旋轉接頭，91.接頭油道，92.潤滑油進油口，93.潤滑油出油口，94.潤滑油進油道，95.潤滑油出油道，96.高壓進油孔道，101.底座槽，102.底座槽的底部，103.貯油空間，141.密封盤油道，181.閥芯頭部，182.閥桿，183.封閉端，184.突起的圓環，185.流道，187.通孔，201.閥座導油孔，202.閥座槽，203.閥座槽的底部，204.安裝孔。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明所述防的液壓脹形軋輥詳細說明。一種液壓脹形軋輥，包括設置在液壓脹形軋輥端部的防回流高壓旋轉接頭46，防回流高壓旋轉接頭46包括接頭殼體2，接頭殼體2的一端能轉動地設置在接頭芯軸9上，接頭殼體2的另一端設置有進油口 21，接頭殼體2的另一端還固定連接有能封閉進油口 21的逆止閥，接頭殼體2與液壓脹形軋輥固定連接，進油口 21能夠通過逆止閥與液壓脹形軋輥的軋輥油道22連通，見圖2、圖3。 在正常工作狀態下，高壓油推開逆止閥從進油口 21進入軋輥油道22，即圖2和圖3中高壓油在進油口 21處從右向左運動推開逆止閥并繼續向左運動為高壓油腔45提供壓力；當液壓系統突然停止向高壓油腔中供油時，即高壓油大去了推動其從右向左運動的力時，進油口 21處壓力突然減小，逆止閥將進油口 21封閉，然后高壓油會從逆止閥與進油口21之間的縫隙緩慢流出，高壓油腔45內的壓力緩慢降低，避免了高壓油腔內的壓力突然減小而破壞軋輥芯軸和軋輥輥套。為了便于加工及安裝，接頭殼體2在含有進油口 21的一端還設置有接頭底座I，為了減小體積，充分利用接頭底座的空間，接頭底座I設置有底座槽101，進油口 21設置在底座槽的底部102，逆止閥設置在底座槽101內，如圖2、圖3。逆止閥具有與接頭殼體2相連接的逆止閥座20、能夠將進油口 21封閉的逆止閥芯18、連接逆止閥座20和逆止閥芯18的逆止彈簧19，逆止閥座20設置有與進油口 21相連通的閥座導油孔201。設置逆止閥座不但能夠保證逆止閥芯18回彈時準確將進油口 21封閉，還能減少高壓油從接頭底座I滲漏到軋輥芯軸4的外部，如圖2、圖4。逆止閥座20形成有內凹的閥座槽202，閥座導油孔201設置在閥座槽202的底部；逆止閥芯18包括閥芯頭部181和閥桿182，閥桿182設置在閥座槽202內，閥芯頭部181位于閥座槽202開口端的外部，其頂部的封閉端183與進油口 21的形狀相匹配，并能嵌置于進油口 21內。優選封閉端183為圓錐形、或圓錐臺形，進油口 21的形狀也為圓錐形、或圓錐臺形。封閉端183的形狀與進油口 21的形狀相匹配能夠在軋輥泄油時盡量降低泄壓速度，如圖2、圖5。閥桿182上設置有突起的圓環184，且該突起的圓環184容置在閥座槽202內；逆止彈簧19的一端與閥座槽的底部203抵接，逆止單簧19的另一端與突起的圓環184抵接。軋輥泄油時，逆止彈簧能夠快速而且準確地推動逆止閥芯18將進油口 21封閉，進一步保證高壓油腔內及時平穩低速泄壓，如圖2、圖5。閥桿182為具有流道185的中空體，底座槽的底部102與逆止閥座20之間形成貯油空間103，在突起的圓環184和閥芯的封閉端183之間設置有連通流道185和貯油空間103的通孔187，閥桿182插接于閥座導油孔201。正常工作狀態下，高壓油推開逆止閥芯18進入貯油空間103，再經過通孔187進入流道185和軋輥油道22，設置通孔187延長了油路并改變了油的流動方向有利于泄油時減小泄壓速度變化，閥桿182插接于閥座導油孔201，閥桿182起到導向作用，保證封閉端183能夠準確地與進油口 21對接并將其封閉，如圖2、圖5。另外，閥桿182空心設置可以減輕接頭閥芯9的重量，使接頭閥芯9反應靈活敏捷，能夠快速地將閥座導油孔201封閉。為了更進一步確保封閉端183能夠準確地與進油口 21對接并將其封閉，突起的圓環184的外徑等于閥座槽202的內徑。接頭芯軸9中設置有接頭油道91，接頭芯軸9和接頭底座I之間設置有密封盤14，密封盤14內設置有連通進油口 21和接頭油道91的密封盤油道141。優選密封盤14與接頭底座I之間緊密接觸，密封盤14與接頭芯軸9之間連接有壓力補償彈簧13，如圖2、圖6、圖7。接頭殼體2和接頭芯軸9之間設置有潤滑油區23，接頭芯軸9的外側設置有潤滑油進油口 92，接頭芯軸9內設置有連通潤滑油區23和潤滑油進油口 92的潤滑油進油道 94，接頭芯軸9的外側還設置有潤滑油出油口 93，接頭芯軸9內還設置有連通潤滑油區23和潤滑油出油口 93的潤滑油出油道95，如圖2、圖6。由于高壓旋轉接頭43的旋轉速度較高，所以接頭芯軸9和接頭殼體2之間設置有2列深溝球軸承3，在接頭芯軸上還設計有潤滑油進油口 92和潤滑油出油口 93，潤滑油從潤滑油進油口 92和潤滑油進油道94進入潤滑油區23，然后再經過潤滑油出油道95和潤滑油出油口 93排出，用于深溝球軸承3的冷卻及潤滑。另外，接頭殼體2與軋輥芯軸4過渡配合安裝并用旋轉接頭緊固螺釘11與脹形軋輥芯軸4的端面連接牢固；接頭底座I與接頭殼體2間隙配合安裝并加裝兩道氟橡膠密封圈8用于密封潤滑油區23的低壓潤滑油，接頭底座I與接頭殼體2用螺釘15連接；接頭底座I與軋輥芯軸4間加裝一道徑向密封的氟橡膠密封圈8和一道軸向端面密封的氟橡膠密封圈8，用于密封高壓油。逆止閥座20設置有外螺紋，接頭底座2內設置內螺紋，為了方便將逆止閥座20旋緊于接頭底座2內，逆止閥座20的外端還設置有兩個安裝孔204，將安裝工具的安裝棒對應插入兩個安裝孔204，通過旋動安裝工具就可以很方便的旋轉逆止閥座20，如圖4。接頭芯軸9和接頭端蓋6間是動配合密封，所以采用了雙道密封結構，用于密封潤滑油區23，第一道采用脹形氟橡膠密封件7，第二道采用普通圓柱形氟橡膠密封圈8，如圖2。下面介紹本發明所述的防回流高壓旋轉接頭的運行方式。見圖2，在工作時，除接頭芯軸9及其上配合安裝的密封盤14、壓力補充彈簧13、軸承隔套5外，其余所有零件隨著軋輥芯軸4 一起轉動。接頭芯軸9的外端設置有高壓進油孔道96，正常工作狀態下，液壓系統使高壓油從高壓進油孔道96進入并依次流經接頭油道91和密封盤油道141后到達進油口 21，然后推動逆止閥芯18從右向左運動，高壓油從逆止閥芯18與座進油口 21之間流入貯油空間103后依次流經通孔187、流道185、進入軋輥油道22，然后再進入高壓油腔45作用于軋輥芯軸4和軋輥輥套41，根據不同的板形控制控制要求，液壓系統提供不同的液壓壓力，使軋輥輥套41產生不同的變形凸度，從而達到控制板形質量的要求。當液壓系統突然停止向高壓油腔中供油時，進油口 21處壓力突然減小逆止閥芯18在逆止彈簧19的作用下從左向右運動將進油口 21封閉，然后高壓油會從逆止閥芯18與進油口 21之間的縫隙緩慢流出，高壓油腔內的壓力逐漸降低，軋輥軸套和軋輥芯軸所受的壓力緩慢減小，從而避免了快速泄壓造成的軋輥輥套和軋輥芯軸損傷。另外，軋輥輥套與軋輥芯軸之間采用過盈配合，過盈量是一個非常重要的結構參數。軋輥輥套與軋輥芯軸端部過盈裝配時所需要的過盈量，應該滿足以下要求1、對高壓油腔45內的高壓液體起密封作用，即當控制壓力達到設計允許的最大值時，軋輥輥套與軋輥芯軸仍能保持緊密接觸；2、當液體壓力和軋制載荷均達到最大值時，軋輥輥套與軋輥芯軸配合處的相應接觸不產生相對軸向位移，以保證液壓脹形軋輥與同規格的實心軋輥具有相同的彎曲剛度；3、能夠傳遞軋制時的轉矩載荷。要滿足以上條件，就要求軋輥輥套與軋輥芯軸配合處有較大的徑向壓應力。而較大的徑向壓應力又依賴于足夠大的過盈量。所以，從上述角度出發，過盈量應在滿足輥套強度指標的前提條件下，盡可能取大些。但過大的過盈量有可能在配合處產生超過強度條件所允許的應力，特別是淬火后的軋輥輥套材料較脆，裝配或其后的機加工過程中易開裂。基于上述多種因素并綜合考慮軋輥的規格，優選過盈量為 O. 3 O. 75mm。 為保證軋輥輥套41和軋輥芯軸4順利配合裝配，在軋輥輥套41和軋輥芯軸4相配合的部位，如圖I中在A端過盈配合面和B端過盈配合面處采用不同的徑向尺寸，也即所謂的大小頭結構，軋輥芯軸4 一端的直徑比軋輥芯軸4另一端的直徑小2 5mm，即圖I中軋棍芯軸4 一側A端的直徑比另一側B端的直徑小2 5mm,裝配時軋棍芯軸4在圖I中從右向左穿入軋輥輥套41，即從輥套的大端穿進，小端穿出。為保證生產裝配時A、B端不弄錯，在軋輥芯軸4和軋輥軸套41上還要做出標識。以上所述，僅為本發明的具體實施例，不能以其限定發明實施的范圍，所以其等同組件的置換，或依本發明專利保護范圍所作的等同變化與修飾，都應仍屬于本專利涵蓋的范疇。
權利要求
1.一種液壓脹形軋輥，其特征在于包括設置在液壓脹形軋輥端部的防回流高壓旋轉接頭(46)，防回流高壓旋轉接頭(46)包括接頭殼體(2)，接頭殼體(2)的一端能轉動地設置在接頭芯軸(9)上，接頭殼體(2)的另一端設置有進油口(21)，接頭殼體(2)的另一端還固定連接有能封閉進油口(21)的逆止閥，接頭殼體(2)與液壓脹形軋輥固定連接，進油口(21)能夠通過逆止閥與液壓脹形軋輥的軋輥油道(22)連通。
2.根據權利要求I所述的液壓脹形軋輥，其特征在于接頭殼體(2)在含有進油口(21)的一端還設置有接頭底座(I)，接頭底座(I)設置有底座槽(101)，進油口(21)設置在底座槽的底部(102)，逆止閥設置在底座槽(101)內。
3.根據權利要求2所述的液壓脹形軋輥，其特征在于逆止閥具有與接頭殼體(2)相連接的逆止閥座(20)、能夠將進油口(21)封閉的逆止閥芯(18)、連接逆止閥座(20)和逆止閥芯(18)的逆止彈簧(19)，逆止閥座(20)設置有與進油口(21)相連通的閥座導油孔(201)。
4.根據權利要求3所述的液壓脹形軋輥，其特征在于逆止閥座(20)形成有內凹的閥座槽(202)，閥座導油孔(201)設置在閥座槽(202)的底部；逆止閥芯(18)包括閥芯頭部(181)和閥桿(182)，閥桿(182)設置在閥座槽(202)內，閥芯頭部(181)位于閥座槽(202)端的外部，其頂部的封閉端(183)與進油口(21)的形狀相匹配，并能嵌置于進油口(21)內。
5.根據權利要求4所述的液壓脹形軋輥，其特征在于閥桿(182)上設置有突起的圓環(184)，且該突起的圓環(184)容置在閥座槽(202)內；逆止彈簧(19)的一端與閥座槽的底部(203)抵接，逆止彈簧(19)的另一端與突起的圓環(184)抵接。
6.根據權利要求5所述的液壓脹形軋輥，其特征在于閥桿(182)為具有流道(185)的中空體，底座槽的底部(102)與逆止閥座(20)之間形成貯油空間(103)，在突起的圓環(184)和閥芯的封閉端(183)之間設置有連通流道(185)和貯油空間(103)的通孔(187)，閥桿(182)插接于閥座導油孔(201)。
7.根據權利要求5所述的液壓脹形軋輥，其特征在于突起的圓環(184)的外徑等于閥座槽(202)的內徑。
8.根據權利要求2所述的液壓脹形軋輥，其特征在于接頭芯軸(9)中設置有接頭油道(91)，接頭芯軸(9)和接頭底座(I)之間設置有密封盤(14)，密封盤(14)內設置有連通進油口(21)和接頭油道(91)的密封盤油道(141)。
9.根據權利要求I所述的液壓脹形軋輥，其特征在于還包括軋輥輥套(41)和套接于軋輥輥套(41)內的軋輥芯軸(4)，軋輥輥套(41)和軋輥芯軸(4)之間為過盈配合，過盈量為 O. 3 O. 75mm。
10.根據權利要求I所述的液壓脹形軋輥，其特征在于還包括軋輥輥套(41)和套接于軋輥輥套(41)內的軋輥芯軸(4)，在軋輥輥套(41)和軋輥芯軸(4)相配合的部位，軋輥芯軸⑷一端的直徑比軋棍芯軸⑷另一端的直徑小2 5mm。
全文摘要
本發明公開了一種液壓脹形軋輥，包括設置在液壓脹形軋輥端部的防回流高壓旋轉接頭(46)，防回流高壓旋轉接頭(46)包括接頭殼體(2)，接頭殼體(2)的一端能轉動地設置在接頭芯軸(9)上，接頭殼體(2)的另一端設置有進油口(21)，接頭殼體(2)的另一端還固定連接有能封閉進油口(21)的逆止閥，接頭殼體(2)與液壓脹形軋輥固定連接，進油口(21)能夠通過逆止閥與液壓脹形軋輥的軋輥油道(22)連通。該液壓脹形軋輥能夠在液壓系統停止向高壓油腔中供油后使高壓油腔內緩慢泄壓，延長了軋輥芯軸和軋輥輥套的使用壽命。
文檔編號B21B27/08GK102909219SQ20121037527
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者張建國, 秋海濱, 楊邵偉 申請人:中冶京誠工程技術有限公司, 北京京誠之星科技開發有限公司