一种配对轧辊的磨削装置及其方法

技术领域

本申请涉及轧辊加工技术领域，尤其涉及一种配对轧辊的磨削装置及其方法。

背景技术

在热轧或冷轧生产线上，板坯通过轧机的轧制作用实现厚度减薄的目的，并最终达到所需要的成品厚度。轧机机架中的辊系由垂直排列的多组配对轧辊组成，一般为四辊或者六辊。此外，与带钢直接接触的配对工作辊所组成的承载辊缝，直接影响带钢的板形和横向厚度精度以及带钢的表面质量。轧辊在使用一定的周期长度之后，由于加工硬化的作用表面会形成疲劳层，并且轧辊表面硌痕、划伤等质量缺陷的影响，需要对轧辊重新磨削后才能再次正常使用。考虑到不同轧机机型和所轧制带钢的特殊要求，轧辊通常需要设计成不同的辊形轮廓，并预先储存在计算机中形成标准的轧辊目标辊形曲线。但是，由于磨削时所使用的砂轮宽度以及磨床本身设备精度、磨削工艺等因素的影响，轧辊不可能完全达到目标辊形曲线，因此还需要设定能够满足现场实际生产使用的容差范围。

一般在轧辊的正常磨削过程中，每个轧辊都是按照设定的目标辊形曲线进行磨削，直到轧辊的实际轮廓满足所允许的容差范围之内，轧辊磨削完成才可以上机使用。而对于配对使用的轧辊，由于每个轧辊在磨削完成后都存在一定程度的辊形偏差，累加之后会造成配对轧辊之间的辊缝间隙不均匀，从而影响轧辊的磨削辊耗和所轧制带钢的产品质量，因此我们提出了一种配对轧辊的磨削装置及其方法。

发明内容

本申请提供了一种配对轧辊的磨削装置及其方法，以解决对于配对使用的轧辊，由于每个轧辊在磨削完成后都存在一定程度的辊形偏差，累加之后会造成配对轧辊之间的辊缝间隙不均匀，从而影响轧辊的磨削辊耗和所轧制带钢的产品质量的问题。

本申请提供了一种配对轧辊的磨削装置，包括：

底板，所述底板的上端左右侧固定连接有支架，且支架的中部开设连接口，并且连接口的内部通过螺栓固定连接有传动机构；

连接壳体，所述连接壳体的下端固定连接在底板的上端左侧，且连接壳体的内部固定连接有传动电机，并且连接壳体的右侧外部开有收纳环槽；

夹具，所述夹具的下端通过支杆固定连接在底板的上端右侧，且夹具的左端和传动电机的传动轴右端之间固定定位有轧辊，并且轧辊的外侧活动套接有测量环。

优选地，所述传动机构包括连接壳体、位移腔、传动块、传动螺杆和驱动电机，所述连接壳体固定连接在连接口的内部，且连接壳体的下侧中部开有位移腔，并且位移腔的内部活动插接有传动块，所述传动块的上侧中部通过螺纹插接有传动螺杆，并且传动螺杆的右端固定连接有驱动电机。

优选地，所述驱动电机固定连接在连接壳体的右端上部，所述传动块的前后侧壁与位移腔的前后侧壁贴合滑动。

优选地，所述传动块的下端固定连接有连接板，且连接板的下端通过螺栓固定连接有第一防护壳体，且第一防护壳体的内部固定连接有第一电动伸缩杆，并且第一电动伸缩杆的传动杆下端固定连接第二防护壳体，所述第二防护壳体的内部固定连接有打磨电机，且打磨电机的转轴上固定连接有砂轮。

优选地，所述第二防护壳体的上端左右两侧固定连接有限位滑杆，所述限位滑杆活动插接在第一防护壳体的内部。

优选地，所述测量环的内侧呈环形阵列固定连接有多个扫描取样头，且测量环的侧右部呈环形阵列固定镶嵌有多个吹扫风机，并且吹扫风机与水平面均存在角度，多个所述扫描取样头通过无线传送连接远程计算机，所述远程计算机通过导线连接操控设备和显示器。

优选地，所述测量环的上端固定连接有连接块，所述连接块的左端固定连接有第二电动伸缩杆的传动杆，且第二电动伸缩杆的左端固定连接在支架的左侧。

优选地，所述收纳环槽的上端左侧开有矩形收纳口。

本申请实施例还提供了一种配对轧辊的磨削方法，包括上述任意一项所述的一种配对轧辊的磨削装置，包括如下步骤：

步骤1、远程计算机中存储配对的轧辊中第一个轧辊和第二个轧辊的目标辊形曲线及其公差范围，且扫描取样头实时测量第一个轧辊的实际辊形曲线；

步骤2、对第一个轧辊进行磨削直到实际辊形轮廓满足目标辊形的公差范围，并且计算得到第一个轧辊的实际辊形轮廓与目标辊形的偏差曲线；

步骤3、将第一个轧辊的辊形偏差曲线发送给第二个轧辊的目标辊形曲线和公差范围，根据第一个轧辊的辊形偏差曲线修正第二个轧辊的目标辊形曲线；

步骤4、磨削第二个轧辊并实时测量轧辊辊形轮廓，直到满足第二个轧辊的目标辊形公差范围，而实现配对轧辊的最小辊缝偏差。

优选地，所述收纳环槽和矩形收纳口组合的空间收纳测量环和连接块。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的该装置，可以减小每个轧辊单独磨削累加的辊形偏差，提高配对轧辊的辊缝间隙均匀性，从而提高带钢的板形控制精度和表面质量，且还可以在满足相同轧辊目标辊形容差范围的前提下，减少轧辊的磨削时间和轧辊磨削量，提高轧辊磨削效率，降低企业的生产成本。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种配对轧辊的磨削装置的整体结构；

图2为本申请实施例提供的一种配对轧辊的磨削装置的传动机构剖视图；

图3为本申请实施例提供的一种配对轧辊的磨削装置的图1中A处放大图；

图4为本申请实施例提供的一种配对轧辊的磨削装置的测量环左视剖视图；

图5为本申请实施例提供的一种配对轧辊的磨削装置的测量环主视剖视图；

图6为本申请实施例提供的一种配对轧辊的磨削装置的磨削方法流程图。

图中：1、底板；2、支架；3、连接壳体；4、第一防护壳体；5、第二防护壳体；6、砂轮；7、连接壳体；8、传动电机；9、传动电机；10、轧辊；11、夹具；12、测量环；13、连接块；14、第二电动伸缩杆；15、驱动电机；16、吹扫风机；17、扫描取样头；18、传动螺杆；19、位移腔；20、传动块；21、限位滑杆；22、第一电动伸缩杆；23、打磨电机；24、矩形收纳口。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在，应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本申请中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有设备制备得到。

在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。另外，在本申请中，术语“包括”“包含”等是指“包括但不限于”。在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本申请中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。在本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项个或复数项个的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项个”，或，“a,b,和c中的至少一项个”，均可以表示：a,b,c,a-b即a和b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。

如图1至图5所示，本申请实施例提供一种配对轧辊的磨削装置，包括：

底板1，所述底板1的上端左右侧固定连接有支架2，且支架2的中部开设连接口，并且连接口的内部通过螺栓固定连接有传动机构；

连接壳体7，所述连接壳体7的下端固定连接在底板1的上端左侧，且连接壳体7的内部固定连接有传动电机8，并且连接壳体7的右侧外部开有收纳环槽9；

夹具11，所述夹具11的下端通过支杆固定连接在底板1的上端右侧，且夹具11的左端和传动电机8的传动轴右端之间固定定位有轧辊10，并且轧辊10的外侧活动套接有测量环12。

具体而言：传动电机8采用市场上现有的电机，为现有技术，这里不再赘述，测量环12在第二电动伸缩杆14的带动下，能够左右位移，从而通过扫描取样头17采集轧辊10的外部轮廓，且传递到外部电脑中所搭建的建模软件中，形成而判断轧辊10的打磨是否合格。

参考图1和图2所示：所述传动机构包括连接壳体3、位移腔19、传动块20、传动螺杆18和驱动电机15，所述连接壳体3固定连接在连接口的内部，且连接壳体3的下侧中部开有位移腔19，并且位移腔19的内部活动插接有传动块20，所述传动块20的上侧中部通过螺纹插接有传动螺杆18，并且传动螺杆18的右端固定连接有驱动电机15。

具体而言：驱动电机15采用市场上现有的的电机，为现有技术，这里不再赘述，驱动电机15的正反转动能够带动传动螺杆18正反转动，而驱动传动块20正反转动。

参考图2所示：所述驱动电机15固定连接在连接壳体3的右端上部，所述传动块20的前后侧壁与位移腔19的前后侧壁贴合滑动。

具体而言：传动块20在位移腔19的前后侧壁限位后，在传动螺杆18的转动下通过螺纹驱动而左右位移，且传动块20的前后侧壁和位移腔19的前后侧壁均光滑。

参考图2所示：所述传动块20的下端固定连接有连接板，且连接板的下端通过螺栓固定连接有第一防护壳体4，且第一防护壳体4的内部固定连接有第一电动伸缩杆22，并且第一电动伸缩杆22的传动杆下端固定连接第二防护壳体5，所述第二防护壳体5的内部固定连接有打磨电机23，且打磨电机23的转轴上固定连接有砂轮6。

具体而言，第一电动伸缩杆22采用市场上现有的伸缩杆，打磨电机23用市场上现有的电机，为现有技术，这里不再赘述，第一电动伸缩杆22为了带动第二防护壳体5上下位移，从而使得打磨电机23和砂轮6上下位移，而改变砂轮6打磨轧辊10的表面厚度，并且传动块20的左右位移而带动第一防护壳体4、打磨电机23和砂轮6左右位移，而改变砂轮6打磨轧辊10的表面位置。

参考图2所示：所述第二防护壳体5的上端左右两侧固定连接有限位滑杆21，所述限位滑杆21活动插接在第一防护壳体4的内部。

具体而言：限位滑杆21能够使得第二防护壳体5上下位移更加稳定。

参考图4和图5所示：所述测量环12的内侧呈环形阵列固定连接有多个扫描取样头17，且测量环12的侧右部呈环形阵列固定镶嵌有多个吹扫风机16，并且吹扫风机16与水平面均存在角度，多个所述扫描取样头17通过无线传送连接远程计算机，所述远程计算机通过导线连接操控设备和显示器。

具体而言：吹扫风机16与水平面均存在45度角度，扫描取样头17采用市场上现有的建模取样扫描头，通过多多角度的对轧辊10表面取样，而使得轧辊10的取样成形后更加精确，吹扫风机16采用市场上现有的小型风机，相互串联，吹扫风机16在测量环12位移出收纳环槽9后，即可开始工作，从而能够吹走轧辊10打磨的残屑，避免大量的残屑落到测量环12内部下侧，而影响扫描取样头17的采样，远程计算机、操控设备和显示器均采用市场上现有的设备，为现有技术，远程计算机内部架构有处理数据的程序，能够对描取样头17采集的数据进行处理，操控设备为操控远程计算机的设备，显示器为了显示处理的数据。

参考图5所示：所述测量环12的上端固定连接有连接块13，所述连接块13的左端固定连接有第二电动伸缩杆14的传动杆，且第二电动伸缩杆14的左端固定连接在支架2的左侧，所述收纳环槽9的上端左侧开有矩形收纳口24，所述收纳环槽9和矩形收纳口24组合的空间收纳测量环12和连接块13。

在测量环12进行工作时，第二防护壳体5位移至轧辊10的右方，从而不会影响测量环12的工作，而测量环12在工作结束后，第二电动伸缩杆14就会带动测量环12向左位移而收纳进入收纳环槽9的内部，从而能够有效的保护测量环12。

设备使用时，将轧辊10吊运到整体的磨床设备上，即固定在夹具11的左端和传动电机8的传动轴右端之间，然后读取轧辊10及轧辊10磨削工艺数据，包括轧辊10绝对直径或相对直径、目标辊形曲线和容差范围、轧辊10不圆度容差范围、轧辊10表面粗糙度及容差范围、轧辊10表面质量等，之后，第二电动伸缩杆14就会带动测量环12向右位移测量轧辊10实际辊形轮廓并校准，测量完成后测量环12回到初始位置，即收纳在收纳环槽9的内部，之后启动传动机构和打磨电机23粗磨快速去掉轧辊10的表面疲劳层，再之后半精磨磨出辊形轮廓，并再次通过测量环12实时测量辊形实际轮廓直到满足目标辊形曲线的容差范围，然后精磨达到轧辊10要求的粗糙度和表面质量，最后通过测量环12测量成品轧辊的不圆度、轧辊实际辊形及辊形偏差，合格后吊出磨床。

在确定两个轧辊10作为配对轧辊，一般轧辊10直径相差不大于0.5mm，选择轧辊10直径相对较小的作为第一个轧辊10按照磨削标准流程进行磨削，并保存磨削完成后的轧辊辊10形轮廓偏差曲线，将第一个轧辊10的辊形轮廓偏差曲线发送给第二个轧辊10的目标曲线进行修正，直到第二个轧辊10的实际辊形轮廓满足在目标辊形曲线的容差范围之内。

在同样的磨削时间内，通过上述方法可以达到比每个辊单独磨削后配对上机使用时更加均匀的轧辊10辊缝，或者在满足轧辊10辊形偏差在容差范围内时，可以缩短轧辊10磨削时间。

根据图6所示，本发明实施例还提供了一种配对轧辊的磨削方法，包括上述任意一项所述的一种配对轧辊的磨削装置，包括如下步骤：

步骤1、远程计算机中存储配对的轧辊10中第一个轧辊10和第二个轧辊10的目标辊形曲线及其公差范围，且扫描取样头17实时测量第一个轧辊10的实际辊形曲线；

步骤2、对第一个轧辊10进行磨削直到实际辊形轮廓满足目标辊形的公差范围，并且计算得到第一个轧辊10的实际辊形轮廓与目标辊形的偏差曲线；

步骤3、将第一个轧辊10的辊形偏差曲线发送给第二个轧辊10的目标辊形曲线和公差范围，根据第一个轧辊10的辊形偏差曲线修正第二个轧辊的目标辊形曲线；

步骤4、磨削第二个轧辊10并实时测量轧辊10辊形轮廓，直到满足第二个轧辊10的目标辊形公差范围，而实现配对轧辊10的最小辊缝偏差。

具体而言：(1)在轧辊磨削远程计算机控制设备中，预先存储不同轧制机组和轧制机架的轧辊10目标辊形曲线及其所允许的容差范围。当配对的轧辊10中的第一个轧辊10需要磨削时，将轧辊10的目标辊形曲线及其容差范围信息发送到整体结构组成的磨床程序中。

(2)根据轧辊10目标辊形曲线对配对辊中的第一个轧辊10进行磨削，并通过扫描取样头17实时检测轧辊10的实际辊形轮廓，直到轧辊10的实际辊形轮廓满足轧辊10目标辊形曲线的容差范围之内。同时，将第一个轧辊10的实际辊形轮廓曲线返回发送给远程计算机设备。

(3)远程计算机设备将返回的第一个轧辊10的实际辊形轮廓与目标辊形曲线通过对比计算得到第一个轧辊10沿着辊身横向方向的辊形轮廓偏差曲线，并将此偏差曲线发送给计算机中预存的配对辊中第二个轧辊10的目标辊形曲线及其所允许容差范围。

(4)根据第一个轧辊10实际磨削过程中的辊形偏差曲线，对第二个轧辊10的目标辊形曲线进行修正后再进行磨削，从而保证配对辊在全部磨削完成后沿着辊身横向方向具有比较均匀的辊缝间隙。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本申请中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本申请所示的这些实施例，而是要符合与本申请所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。