CN207723191U - 轧机及其工作辊装配 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种轧机的工作辊装配及采用该工作辊装配的轧机，该工作辊装配包括一对工作辊，两所述工作辊均配置有轴承座，轧机中心线每侧的两所述轴承座沿所述工作辊的轴向依次布置。本实用新型提供的上述工作辊装配，采用轴承座错位布置的结构，使得各轴承座及轴承可获得更大的沿工作辊径向方向的布置空间，也即可有效增大各轴承的安装空间尺寸，从而提高轴承的承载能力和使用寿命，满足轧机小辊径化的需求，有效克服传统轧辊设计导致的轴承尺寸受限的问题。

Description

轧机及其工作辊装配

技术领域

本实用新型属于轧机技术领域，具体涉及一种轧机的工作辊装配及采用该工作辊装配的轧机。

背景技术

近年来，带钢冷轧机表现出明显的小辊径化趋势。在轧制同样产品的条件小，更小的工作辊辊径设计意味着更小的轧制力、更小的传动力矩，并将具备更强的轧制薄板能力，具有显著的经济价值，受到业界的欢迎。

如图1和图2，示出了经典的工作辊装配结构设计：

图中，上工作辊1、下工作辊2处于压靠工况，轧辊中心距H₁受辊径变化影响；上、下辊辊颈过渡段长度U1、W1一般设计为相同即U1＝W1。在上工作辊1、下工作辊2均为最小辊径的压靠工况下，H₁取值到最小；上辊轴承座4、下辊轴承座6之间的间隙g₁，需能够保证上、下辊在最大的工作辊负弯辊力作用下，上辊轴承座4与下辊轴承座6不互相接触，即此时g₁>0；另外，上辊轴承座4与下辊轴承座6加工轴承安装孔后，其结构强度也受到影响，图中δ₁为上辊轴承座4、下辊轴承座6在竖直方向上的最薄处厚度；δ₁需经过强度校核，并保证在承受弯辊力时的必要刚度。

显然，在上述约束条件下，上辊轴承3及下辊轴承5的外径允许的最大值均应满足：

D₁max＝H-2δ₁-g₁

按此条件确定轴承外径后，再根据载荷条件选择合适的轴承型号、尺寸。

随着辊径的减小，工作辊的轧辊轴承安装空间尺寸也不断被压缩。滚动轴承的承载能力与其直径关系较大，直径较小的轴承一般来说承载能力也会受到限制；因此，对辊径较小的轧机而言，可能出现因为轴承安装空间太小导致可供选型的轴承使用计算寿命严重缩短，甚至无法承受工作载荷的问题，影响工艺功能的实现。

实用新型内容

本实用新型实施例涉及一种轧机的工作辊装配及采用该工作辊装配的轧机，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型实施例涉及一种轧机的工作辊装配，包括一对工作辊，两所述工作辊均配置有轴承座，轧机中心线每侧的两所述轴承座沿所述工作辊的轴向依次布置。

作为实施例之一，两所述工作辊均包括辊身及分列所述辊身两侧的两个辊颈，两所述辊身长度相同且正对布置，轧机中心线每侧的两所述辊颈具有长度差，各所述轴承座装配于对应的所述辊颈上。

作为实施例之一，各所述辊颈均包括与所述辊身连接的过渡段和用于装配所述轴承座的装配段，轧机中心线每侧的两所述过渡段具有长度差且长度差不小于所述轴承座的长度。

作为实施例之一，两所述工作辊的长度相同。

本实用新型实施例涉及一种轧机，包括如上所述的轧机的工作辊装配。

作为实施例之一，每一所述工作辊还配置有一用以支承该工作辊的支承辊，两所述工作辊位于两所述支承辊之间。

作为实施例之一，每一所述工作辊与对应的所述支承辊之间还配置有一中间辊。

作为实施例之一，各所述工作辊均包括辊身及分列所述辊身两侧的两个辊颈，各所述辊颈均包括与所述辊身连接的过渡段和用于装配所述轴承座的装配段，每组所述工作辊装配的位于轧机中心线同侧的两个过渡段的长度之和为Q，各所述Q值均相同。

本实用新型实施例至少具有如下有益效果：本实用新型提供的上述工作辊装配，采用轴承座错位布置的结构，使得各轴承座及轴承可获得更大的沿工作辊径向方向的布置空间，也即可有效增大各轴承的安装空间尺寸，从而提高轴承的承载能力和使用寿命，满足轧机小辊径化的需求，有效克服传统轧辊设计导致的轴承尺寸受限的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为背景技术中所提供的经典的工作辊装配的结构示意图；

图2为图1中A部分的放大结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的轧机的工作辊装配的结构示意图；

图4为图3中B部分的放大结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图3-图4，本实用新型实施例提供一种轧机的工作辊装配，包括一对工作辊100，两所述工作辊100均配置有轴承座200，轧机中心线每侧的两所述轴承座200沿所述工作辊100的轴向依次布置，也即每侧的两轴承座200是错位布置的，具体地：

沿工作辊100的轴向，轴承座200的靠近轧机中心线的一端为其内端，远离轧机中心线的一端为其外端；其中一轴承座200(对应于上述的长度较小的工作辊101所装配的轴承座200)的外端与轧机中心线之间的距离小于或等于另一轴承座200的内端与轧机中心线之间的距离。当然，由于轴承座200的形状的差异而导致的两轴承座200沿工作辊100轴向有部分重合的情况，也属于本实施例的常规替代或者说是容易想到的变化，是本领域技术人员根据实际情况易于变换的。

本实施例提供的上述工作辊100装配，采用轴承座200错位布置的结构，使得各轴承座200及轴承300可获得更大的沿工作辊100径向方向的布置空间，也即可有效增大各轴承300的安装空间尺寸，从而提高轴承300的承载能力和使用寿命，满足轧机小辊径化的需求，有效克服传统轧辊设计导致的轴承尺寸受限的问题，突破了传统的轧辊轴承选型时的局限性，拓宽了轴承300的选型范围，可选择承载能力更大、使用寿命更长的轴承300，这对于开发力能参数大、结构尺寸紧凑的新型轧机具有显著的应用价值。

接续上述工作辊100的结构，两所述工作辊100均包括辊身及分列所述辊身两侧的两个辊颈，辊身是工作部分，用于轧制带钢，辊颈用于装配轴承300及轴承座200。对于轴承座200错位布置的结构，优选地是设计两个工作辊100位于轧机中心线同侧的长度不同，以留出足够的空间实现两个轴承座200可以错位布置，可以是其中一工作辊102的辊身长度较长，也可以是其辊颈长度较长；一般地，两工作辊100的辊身长度相同且正对布置，则，轧机中心线每侧的两所述辊颈具有长度差，也即：每一工作辊100包括位于轧机中心线左侧的左侧辊颈和位于轧机中心线右侧的右侧辊颈，则两个左侧辊颈之间具有长度差，两个右侧辊颈之间具有长度差；为便于轴承座200的错位布置，上述长度差宜不小于该轴承座200的长度(即沿工作辊轴向方向上的长度)；轧机中心线每侧，长度较短的辊颈上的轴承座200位于长度较长的辊颈上的轴承座200的靠近轧机中心线的一侧。

进一步地，如图3和图4，各所述辊颈均包括与所述辊身连接的过渡段103和用于装配轴承300的装配段104，轧机中心线每侧的两所述过渡段103具有长度差且长度差不小于所述轴承座200的长度，从而长度较长的过渡段103可以为另一工作辊100的装配段104让出装配空间，以便于轴承座200的安装，同时，其自身的装配段104上的轴承座200的安装可以不受该另一工作辊100上的轴承座200的影响。

进一步优选地，如图3，本实施例中，两工作辊100的长度优选为相同，则易知地，为便于两侧的轴承座200均是错位布置的，定义其中一工作辊100为第一工作辊101，另一工作辊100为第二工作辊102，则，第一工作辊101的左侧辊体长度大于第二工作辊102的左侧辊体长度，而第一工作辊101的右侧辊体长度小于第二工作辊102的右侧辊体长度，以保证工作辊装配的工作稳定性及可靠性。

进一步优选地，实际使用中，根据现场情况两个工作辊100的长度可以相应变化，两个工作辊100的位于轧机中心线同侧的过渡段103长度之和为Q，这个Q值宜是定值，与现有技术中的两个工作辊100的位于轧机中心线同侧的过渡段103长度之和宜大致相等。这是由于：一般要求轧辊的两侧轴承中心线间的距离(跨距)尽可能小以缩短辊身静定梁的挠曲度、提高辊身刚性；此处用“位于轧机中心线同侧的过渡段103长度之和”实际表示的是这一辊身刚性的判据，该值不变实际上是辊身静定梁的跨距不变，以保证轧机工作的可靠性及稳定性。

一般地，实际使用中，两工作辊100是上下布置的。进一步说明本实施例，图4中，H₂为上工作辊101和下工作辊102均为最小辊径压靠时的中心距。Dn为下辊辊颈过渡段103直径，g₂为上辊轴承座201与下工作辊102辊颈过渡段103之间的间隙。需能够保证上工作辊101和下工作辊102在最大的工作辊负弯辊力作用下，上辊轴承座201与下工作辊102辊颈过渡段103不互相接触，即此时g₂>0；δ₂为上辊轴承座201和下辊轴承座202在竖直方向最薄处的厚度；δ₂需经过强度校核，并保证在承受弯辊力时的必要刚度。

在本实施例中，轴承300(对应上轴承，但一般上下轴承采用相同设计)外径允许的最大值应满足：

实施例二

以下以某1450mm宽带钢冷轧机为例说明本实用新型提供的轧机的工作辊装配的应用效果：

某1450mm宽带钢冷轧机原设计最小压靠工况时，H₁＝320mm，上辊轴承座201与下辊轴承座202之间的竖直方向间隙g₁＝8mm，上辊轴承座201和下辊轴承座202在竖直方向最薄处厚度均为δ＝15mm，则：

D₁max＝H-2δ₁-g₁＝285mm

原设计方案选用某系列Φ200/Φ280×220mm四列圆锥滚子轴承，Cr＝1500KN，C₀r＝3600KN；e＝0.4，Y₁＝1.68，Y₂＝2.5，Y₀＝1.64，K＝1.46。

单个轴承的承受的径向载荷为根据上述条件，可选择该系列其它满足条件的相近轴承，并对各方案进行载荷校核、寿命计算，如表1所示：

表1轴承座经典布置方法的轴承选型及载荷、寿命计算

表1中，Φ200/Φ280×220栏为原始设计方案，C_0r比较以及理论寿命比较均以该设计方案为比较基础。

由表1可知，表中选型的3种轴承计算寿命都在3000小时左右，按照年生产时间7200小时估算，折算实际生产时间大约在6个月上下。

若使用本实施例提供的轧机的工作辊装配，仍取δ₂＝δ＝15mm，g₂＝8mm，则：

Dn为辊径过渡段103直径，装配段104与该过渡段103联接处设计了1个用于轴承内圈轴向定位的台阶面，考虑到该机组辊身尺寸，可粗略取台阶高度t＝12mm，即有：

Dn＝d+2t＝d+24mm

其中，d为装配段104直径；

故有：

D₂max＝594-d-24＝570-d

以同系列满足上述约束条件的Φ225/Φ320×230、Φ205/Φ320×203.5、Φ200/Φ340×234、Φ220/Φ340×303.5四种典型规格的四列圆锥滚子轴承进行了承载能力、理论寿命计算，详细参数及计算结果如表2所示。

表2轴承座交错式布置方法的轴承选型及载荷、寿命计算

表2中，基本额定静载C_0r比较以及理论寿命比较均是以上述原始设计方案为比较基础选型轴承的比较数据。

对比表1、表2可知：使用本实施例提供的轧机的工作辊装配后，轧辊轴承300的径向尺寸的选择范围更大，选用适当的轴承300型号规格可获得较大的承载能力及更长的使用寿命。相比于原始设计方案，上述实例中采用轴承座200交错布置的工作辊装配后，轴承300额定静载荷承受能力最大提升可达80％，相应的理论计算寿命最大提升可达10倍。

实施例三

本实用新型实施例涉及一种轧机，包括上述实施例一所提供的轧机的工作辊装配，该工作辊装配的具体结构此处不再赘述。

本实施例提供的轧机可以是四辊辊系或六辊辊系等辊系结构：

四辊辊系则进一步还包括支承辊装配，该支承辊装配包括两个支承辊，可分别支承两个工作辊100，即每一所述工作辊100还配置有一用以支承该工作辊100的支承辊，两所述工作辊100位于两所述支承辊之间；

六辊辊系相对于四辊辊系进一步还包括中间辊装配，即每一所述工作辊100与对应的所述支承辊之间还配置有一中间辊，中间辊支承对应的工作辊100，且有对应的支承辊支承。

上述的轧机的总体装配结构是本领域常规技术手段，如其还包括机架、驱动装置、轧辊调节装置、换辊装置等，具体此处不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轧机的工作辊装配，包括一对工作辊，两所述工作辊均配置有轴承座，其特征在于：轧机中心线每侧的两所述轴承座沿所述工作辊的轴向依次布置。

2.如权利要求1所述的轧机的工作辊装配，其特征在于：两所述工作辊均包括辊身及分列所述辊身两侧的两个辊颈，两所述辊身长度相同且正对布置，轧机中心线每侧的两所述辊颈具有长度差，各所述轴承座装配于对应的所述辊颈上。

3.如权利要求2所述的轧机的工作辊装配，其特征在于：各所述辊颈均包括与所述辊身连接的过渡段和用于装配所述轴承座的装配段，轧机中心线每侧的两所述过渡段具有长度差且长度差不小于所述轴承座的长度。

4.如权利要求2或3所述的轧机的工作辊装配，其特征在于：两所述工作辊的长度相同。

5.一种轧机，其特征在于：包括如权利要求1至4中任一项所述的轧机的工作辊装配。

6.如权利要求5所述的轧机，其特征在于：每一所述工作辊还配置有一用以支承该工作辊的支承辊，两所述工作辊位于两所述支承辊之间。

7.如权利要求6所述的轧机，其特征在于：每一所述工作辊与对应的所述支承辊之间还配置有一中间辊。

8.如权利要求5所述的轧机，其特征在于：各所述工作辊均包括辊身及分列所述辊身两侧的两个辊颈，各所述辊颈均包括与所述辊身连接的过渡段和用于装配所述轴承座的装配段，每组所述工作辊装配的位于轧机中心线同侧的两个过渡段的长度之和为Q，各所述Q值均相同。