一种金属板轧制用轧辊的制作方法

1.本发明涉及一种金属板轧制用轧辊，属于金属轧制技术领域。


背景技术：

2.在生产金属板时，对不同规格的金属板，在轧机上会使用不同规格的轧辊，金属板轧制成型的过程中，需要用到各种类型的轧辊，轧辊本体一般包括上轧辊和下轧辊，通过上轧辊和下轧辊之间产生的相互作用力或挤压力对金属板轧制成型，只能轧制成平板状，不能轧制金属板的两个边缘呈弧形翘起的结构，另外，在轧制过程中，塑性变形和导热使轧辊本体温度不断升高，一方面导致金属板受热不均匀，轧制成型的金属板性能差，另一方面轧辊本体会出现高温粘结或裂纹的现象，轧辊本体使用寿命降低。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种金属板轧制用轧辊，能够将金属板的两个边缘轧制成翘起的弧形结构，使金属板轧制成类似u型结构；使轧制成型的金属板具有良好的性能，延长轧辊本体使用寿命。
4.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种金属板轧制用轧辊，包括安装在轧制机的支架上的轧辊本体，轧辊本体包括上下对称布置的上轧辊和下轧辊；所述上轧辊包括同轴设置的辊芯、辊颈和上辊套，所述上辊套固定连接在辊芯上，所述辊颈固定设置在上辊套的两端，并且辊颈与辊芯固定连接，所述上辊套的两个外圆边均设置为横截面呈圆弧状结构的圆弧凸面，所述辊颈的外径等于圆弧凸面的内径，所述上辊套的外径等于圆弧凸面的外径，圆弧凸面的横截面的圆弧角设置为α；所述下轧辊包括同轴设置的承接部和下辊套，所述下辊套与承接部通过轴承转动连接，所述下辊套的两端设置有同轴布置的圆环凸台，两个所述圆环凸台相对的侧面设置为圆弧凹面，所述圆弧凹面内径等于下辊套的外径，所述圆弧凹面与圆弧凸面相互适配设置，所述圆环凸台与辊颈对应抵接，所述辊颈、上辊套、下辊套之间形成u型结构的轧制腔，所述承接部内设置有加热油路；所述辊芯转动连接在轧制机的支架上，所述承接部固定连接在轧制机的支架上，所述辊芯通过驱动机构驱动，上辊套与下辊套转动方向相反，轧制并运输金属板，即上轧辊的最低端、下轧辊的最高端的转动的方向与从轧制进料到轧制出料的方向一致。
5.进一步地，所述圆弧角α不大于90
°
。
6.进一步地，所述辊颈的外径随着圆弧角α的增大而减小。
7.进一步地，所述辊颈圆周面远离上辊套的一端、圆环凸台的圆周面均设置为凹凸曲面，每个所述凹凸曲面包括凹谷和凸峰，所述凹谷依次连接构成圆形的圆环凹带，所述凸峰依次连接构成圆形的圆环凸带，且圆环凹带、圆环凸带交错连接；所述辊颈上的圆环凹带、圆环凸带对应抵接在圆环凸台上的圆环凸带、圆环凹带上。
8.进一步地，所述加热油路包括多个沿周向布置的油路管，且每个油路管沿轴向布置，每个所述油路管的一端伸出承接部设置有加热油嘴，其中一个轴心线与承接部的轴心
线在同一竖直面内，且该油路管与轧制腔始终对应设置，其余油路管沿周向散开并布置在承接部靠近轧制进料的一侧，使加热油路呈圆弧形结构。
9.进一步地，两个所述相邻油路管之间的圆弧距离从高到低的逐渐增大，且加热油路的圆弧角为90
°
~120
°
。
10.进一步地，从高到低设置的油路管的加热温度从高到低依次降低，且两个相邻油路管的温度关系为tn=0.7t
n 1
，t表示油路管内的加热温度，n为高位置的油路管，n 1为低位置的油路管；与轧制腔对应的油路管的加热温度为t0。
11.进一步地，所述承接部内还设置有横截面呈圆弧状结构的冷却液路，所述冷却液路与加热油路相对设置，所述冷却液路靠近驱动机构一端的底部设置有冷却液进嘴，所述冷却液路远离驱动机构一端的顶部设置有冷却液出嘴，所述冷却液出嘴、冷却液进嘴分别穿过承接部伸出。
12.进一步地，还包括冷却圆弧罩，所述冷却圆弧罩固定连接在轧制机的支架上，所述冷却圆弧罩同轴设置在上辊套上方位于轧制出料的一侧，所述冷却圆弧罩内也设置有冷却液路，所述冷却圆弧罩上的冷却液出嘴、冷却液进嘴分别穿过冷却圆弧罩伸出。
13.本发明还提供了金属板轧制用轧辊的轧制工艺，具体步骤如下：（1）对加热油路分别通入加热油，并设置轧制腔对应的油路管的加热温度t0，其油路管内的加热温度根据温度关系从高到低依次递减设置；（2）对冷却液路通入冷却液进行循环，使上辊套达到常态下的温度，下辊套5达到常态下的温度或者低于最低油路管内的加热温度；（3）金属板被送入轧制腔内，下辊套对金属板加热，上辊套对金属板压制，在金属板长度方向进行延伸的同时，金属板宽度方向也进行延伸，使金属板的两个边缘轧制成翘起的弧形结构，制备具有良好性能的u型的金属板。
14.本发明的有益效果：本发明在上辊套设置的圆弧凸面、下辊套设置的圆弧凹面构成u型结构的轧制腔，能够将金属板的两个边缘轧制成翘起的弧形结构；本发明设置由多个油路管构成的圆弧形结构的加热油路，促进金属板的塑性变形的同时，能够避免金属板突然升温，进而提高轧制成型的金属板的性能；本发明设置圆弧形结构的冷却液路，使金属板轧制时受热均匀，使轧制成型的金属板具有良好的性能，并延长轧辊本体使用寿命；本发明设置辊颈、圆环凸台通过设置凹凸曲面，在上轧辊带动下轧辊转动的同时，能够防止上辊套、下辊套在轧制过程中出现偏移，提高金属板轧制成型的质量。
附图说明
15.图1为本发明从轧制出料视角的结构示意图。
16.图2为图1的正视图。
17.图3为本发明从轧制进料视角的结构示意图。
18.图4为本发明的上轧辊的结构示意图。
19.图5为本发明的下轧辊的结构示意图。
20.图6为图3中a处的放大图。
21.图7为本发明的径向方向的剖视图。
22.图8为本发明的α等于90
°
时轴向方向的剖视图。
23.图9为本发明的α小于90
°
时轴向方向的剖视图。
24.图中：1、支架，2、上轧辊，21、辊芯，22、辊颈，23、上辊套，231、圆弧凸面，3、下轧辊，4、承接部，5、下辊套，51、圆环凸台，52、圆弧凹面，6、加热油路，61、油路管，62、加热油嘴，7、冷却圆弧罩，8、冷却液路，81、冷却液进嘴，82、冷却液出嘴，9、凹凸曲面，91、凹谷，92、凸峰，10、轧制腔。
具体实施方式
25.下面结合附图对本发明实施中的技术方案进行清楚，完整的描述，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.如图1至图8所示，本发明实施例提供的一种金属板轧制用轧辊，包括轧辊本体，轧辊本体安装在轧制机的支架1上，轧辊本体包括上下对称布置的上轧辊2和下轧辊3，上轧辊2由驱动机构驱动而转动，在轧制过程中，下轧辊3随着上轧辊2的转动而转动，且下轧辊3和上轧辊2的转动方向相反，从轧制进料到轧制出料的方向与上轧辊2的最低端、下轧辊3的最高端的转动的方向一致。
27.如图4所示，上轧辊2包括同轴设置的辊芯21、辊颈22和上辊套23，辊颈22、上辊套23均固定连接在辊芯21上，辊颈22设置在上辊套23的两端，并且辊颈22与上辊套23的两侧面紧接，辊颈22的外径始终小于上辊套23的外径，上辊套23的两个外圆边均设置成圆弧凸面231，辊颈22的周面靠近上辊套23的一端的外圆边与圆弧凸面的内圆边连接，即辊颈22的外径与圆弧凸面231的内径相等，上辊套23的外径与圆弧凸面231的外径相等，每个圆弧凸面231的横截面呈圆弧状结构且该圆弧状结构的横截面的圆弧角为α，圆弧凸面231的横截面的半径大小、圆弧角α的大小与金属板所压制的两边翘起的弧形要求相关，辊芯21与驱动机构固定连接，驱动机构驱动辊芯21转动，辊颈22、上辊套23随着辊芯21转动而同速同向转动，辊芯21通过轴承转动连接在轧制机的支架1上。
28.本发明进一步的技术方案，圆弧角α不大于90
°
，图8示出的圆弧角α等于90
°
时的轧辊本体，图9示出的圆弧角α小于90
°
时的轧辊本体。
29.本发明进一步的技术方案，辊颈22的外径随着圆弧角α的增大而减小。
30.如图5所示，下轧辊3包括同轴设置的承接部4和下辊套5，承接部4和下辊套5通过轴承转动连接，承接部4固定连接在轧制机的支架1上，下辊套5的两端分别沿径向向外圆周凸出形成圆环凸台51，两个圆环凸台51相对的侧面成圆弧凹面52，圆弧凹面52内圆边与下辊套5的外周面连接，即圆弧凹面52的内径与下辊套5的外径相等，该圆弧凹面52与圆弧凸面231相互适配设置，使辊颈22的靠近上辊套23的一端、上辊套23与下辊套5之间形成类似u型结构的轧制腔10，能够将金属板的两个边缘轧制成翘起的弧形结构，使金属板轧制成类似u型结构，为实现下轧辊3随着上轧辊2的转动而转动，辊颈22远离上辊套23的一端与圆环凸台51抵接，圆环凸台51随着辊颈22的转动而反向转动，下辊套5随之与上辊套23进行相反的转动，从而对金属板进行轧制，另外，本发明的下轧辊3的承接部4不会发生转动，这样也避免因轧辊本体长期转动造成加热油、冷却液泄漏的现象。
31.如图6所示，为了避免出现辊颈22与圆环凸台51转动打滑的现象，辊颈22周面远离
上辊套23的一端、圆环凸台51周面均设置为由凹谷91和凸峰92构成的凸凹不平的凹凸曲面9，在每个凹凸曲面9内，凹谷91依次连接构成圆形的圆环凹带，凸峰92依次连接构成圆形的圆环凸带，且圆环凹带、圆环凸带交错连接，辊颈22的圆环凸带、圆环凹带分别与圆环凸台51对应的圆环凹带、圆环凸带抵接，这样在辊颈22推动圆环凸台51转动的同时，还能够防止上辊套23、下辊套5在轧制过程中出现偏移，进一步提高金属板轧制成型的质量。
32.本发明在实施例一的基础之上，为增强金属板的两个边缘轧制成翘起的弧形结构的塑性，在承接部4内布置加热油路6，结合图7，所述加热油路6包括多个沿周向布置的油路管61，且每个油路管61沿承接部4的轴向布置，油路管61的一端伸出承接部4设置加热油嘴62，油路管61内的温度升高可以通过加热进行，其不是本技术方案的重点，不作阐述，多个沿周向布置的油路管61使加热油路6构成一个圆弧形结构，加热油路6设置在承接部4上部靠近轧制进料的一侧，其中一个油路管61的轴心线与承接部4的轴心线在同一竖直面内，且该油路管61与轧制腔10始终对应，其余油路管61沿周向散开布置，且两个相邻油路管61之间的圆弧距离从高到低的逐渐增大，多个油路管61构成的圆弧形结构的加热油路6的圆弧角为90
°
~120
°
，能够对下辊套5轧制金属板的部位进行逐渐加热的同时也能够对金属板进行预热，一方面加热促进金属板的塑性变形，另一方面预热可以防止金属板突然升温造成轧制成型的金属板性能存在差异的问题。
33.本发明进一步的技术方案，从高到低设置的油路管61内的温度也对应从高到低依次设置加热，相邻的两个油路管61的温度关系为tn=0.7t
n 1
，t表示油路管61内的加热温度，n为高位置的油路管61，n 1为低位置的油路管61，n=0时，即为t0，t0表示轧制腔10对应的油路管61的加热温度。
34.本发明进一步的技术方案，结合图8和图9，为了防止塑性变形和导热导致轧辊本体温度不断升高的问题，在上辊套23上方同轴设置冷却圆弧罩7，冷却圆弧罩7固定连接在轧制机的支架1上，冷却圆弧罩7布置在上辊套23上方位于轧制出料的一侧，冷却圆弧罩7和承接部4内与加热油路6相对的部位设置冷却液路8，冷却液路8的横截面呈圆弧状结构，冷却液路8靠近驱动机构一端的底部设置冷却液进嘴81，冷却液路8远离驱动机构一端的顶部设置冷却液出嘴82，冷却液路8为液体循环设置；承接部4内的冷却液进嘴81、冷却液出嘴82分别穿过承接部4，冷却圆弧罩7上的冷却液进嘴81、冷却液出嘴82分别穿过冷却圆弧罩7；承接部4内的冷却液路8使下辊套5受热的温度逐渐下降，下辊套5达到常态下的温度或小于最低油路管61内的加热温度，冷却圆弧罩7的冷却液路8使上辊套23受热的温度逐渐下降，上辊套23达到常态下的温度，以促使在轧制腔10轧制的金属板在同一温度下进行轧制，进而金属板受热均匀，进一步提高了轧制成型的金属板性能，同时保证轧辊本体的温度，避免出现高温粘结或裂纹的现象，提高轧辊本体使用寿命。
35.本发明的金属板轧制用轧辊，具体轧制工艺说明如下，对于轧制的厚度为30mm，圆弧凸面231的横截面的半径为30mm、圆弧角α为90
°
，轧制铝合金，本发明的实施例提供了五个油路管61，本发明的实施例提供了加热油路6的圆弧角为95
°
，具体步骤如下：（1）对加热油路6分别通入加热油，使轧制腔10对应的油路管61的加热温度t0为300℃，其油路管61内的加热温度从高到低依次递减为210℃，147℃，103℃，72℃；（2）对冷却液路8通入冷却液进行循环，使上辊套23达到常态下的温度，下辊套5达到50℃；
（3）金属板被送入轧制腔10内，下辊套5对金属板加热，上辊套23对金属板压制，在金属板长度方向进行延伸的同时，金属板宽度方向也进行延伸，使金属板的两个边缘轧制成翘起的弧形结构，制备具有良好性能的u型的金属板。
36.本发明的金属板轧制用轧辊，具体轧制工艺说明如下，对于轧制的厚度为20mm，圆弧凸面231的横截面的半径为15mm、圆弧角α为60
°
，轧制铝合金，本发明的实施例提供了五个油路管61，本发明的实施例提供了加热油路6的圆弧角为95
°
，具体步骤如下：（1）对加热油路6分别通入加热油，使轧制腔10对应的油路管61的加热温度t0为200℃，其油路管61内的加热温度从高到低依次递减为140℃，98℃，68.5℃，48℃；（2）对冷却液路8通入冷却液进行循环，使上辊套23达到常态下的温度，下辊套5达到常态下的温度；（3）金属板被送入轧制腔10内，下辊套5对金属板加热，上辊套23对金属板压制，在金属板长度方向进行延伸的同时，金属板宽度方向也进行延伸，使金属板的两个边缘轧制成翘起的弧形结构，制备具有良好性能的u型的金属板。
37.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
38.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。