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1、10申请公布号CN102371362A43申请公布日20120314CN102371362ACN102371362A21申请号201010262136122申请日20100825B23B5/0820060171申请人中国有色沈阳冶金机械有限公司地址110141辽宁省沈阳市沈阳经济技术开发区沈辽路2号72发明人张洋赵新民蒋晓妍马志民74专利代理机构沈阳亚泰专利商标代理有限公司21107代理人史旭泰54发明名称一种重型空心辊道静动平衡的加工方法57摘要一种重型空心辊道静动平衡的加工方法是涉及重型空心辊道加工方法的改进。本发明提供一种通过采取对应的机械加工技术措施,使工件的旋转轴与其中心惯性主轴趋于。
2、一致,以消减辊子惯性力系的不平衡离心力和力偶矩,避免在空心辊道辊上焊接平衡块的重型空心辊道静动平衡的加工方法。本发明包括以下步骤确定辊身内孔非加工长度L段的轴线弯曲中空形体的中心惯性轴,计算辊身坯料内孔非加工段L的形心距机床主轴轴线O/1O/2的距离YC,将处于静平衡体位辊身坯料平行上移YC值距离,使辊身坯料内孔非加工段L的形心与车床主轴轴线O/1O/2重叠,再车削辊身外圆和装配孔。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图3页CN102371363A1/1页21一种重型空心辊道静动平衡的加工方法,其特征在于包括以下步骤1将辊身2坯料处于静平衡体。
3、位,以辊身2坯料两端内孔在车床主轴轴线O/1O/2安装定位,沿坐标系O1;Y,ZZ轴方向,截取辊身2坯料内孔非加工段L的弯曲轴线O1O2为N等分段,置千分表在辊身2坯料外圆柱壁在O1YZ截面的截线A/B/上的A点的示值为0,沿水平方向移动千分表测量截线AB对应各分段点的下沉量Y/I,B点相对于A点的下沉量Y/N;置千分表分别在辊身2坯料外圆柱壁在O1YZ截面的截线A/B/上的A/点、B/点调整示值为0,沿水平方向移动千分表测量A点相对于A/点的下沉量YA和B点相对于B/点的下沉量YB;2计算辊身2坯料内孔非加工段L的形心距机床主轴轴线O/1O/2的距离YC将处于静平衡体位辊身2坯料平行上移YC。
4、值距离,使辊身2坯料内孔非加工段L的形心与车床主轴轴线O/1O/2重叠,再车削辊身2外圆和装配孔,保证辊身2内外圆加工表面的同轴度小于002MM,并留有辊身外圆精加工余量。2根据权利要求1所述一种重型空心辊道静动平衡的加工方法,其特征在于还包括以下步骤静平衡校正辊身2中心惯性主轴将辊身2置于静平衡水平衡梁上,当工件处于静平衡状态时,取外圆柱表面与水平梁的接触点M,在相对于圆心O、臂长为LG、且与M对称的位置M施加平衡砝码,当MM处于水平位置时,有平衡方程MGECGLG;计算辊身2非加工中空形体中心惯性轴线相对于辊身2外圆柱表面轴心线的偏移量EC式中,G为平衡砝码的重力,MG为辊身2非加工中空形。
5、体的虚拟负重量,D0为辊身2非加工辊身2内径,为材料密度;测量工件外圆柱表面的径向跳动量,在MM方向上背离M一侧为2EC,在M相对90的方位上为零,在此条件下精车辊身2全部,确保两端装配孔和外圆的同轴度。权利要求书CN102371362ACN102371363A1/4页3一种重型空心辊道静动平衡的加工方法技术领域0001本发明是涉及重型空心辊道加工方法的改进。背景技术0002重型轧机辊道装备的空心辊道在运行中产生的不平衡惯性力,是辊轴断裂、轴承磨损以及轴系与设备基础振动的根本原因。细长空心辊身的内壁保留着未经切削加工的热轧坯料状态,筒状辊身坯料在热轧过程中形成的轴线弯曲和壁厚不匀,造成中空部位。
6、形体在辊子运行时产生惯性力矢和力偶矩矢,构成了空心道辊的静动不平衡。现有技术加工方法是在辊身外圆半精加工留量内孔精加工成,通过做静平衡并在辊身深孔内壁加焊平衡块;空心辊身与辊轴热装成组后按二端辊轴轴径找正精加工辊身外径后做二次静平衡校正不平衡量并在辊轴端面加焊平衡块来达到平衡品质的技术要求。这种在辊身深孔中及辊轴端面焊接平衡块的繁复工序,不仅操作困难、消耗大量工时和原材料;而且焊接飞溅物粘连配合孔表面造成清理困难,以及因焊接热量导致两端热装配孔变形产生装配孔周向过盈量不匀而影响热装质量。更重要的是空心辊道辊在设备投产运行过程中焊接平衡块,如果焊接不牢脱落,导致产生不平衡惯性力。发明内容0003。
7、本发明就是针对上述问题,提供一种通过采取对应的机械加工技术措施,使工件的旋转轴与其中心惯性主轴趋于一致,以削减辊子惯性力系的不平衡离心力和力偶矩,避免在空心辊道上焊接平衡块的重型空心辊道静动平衡的加工方法。0004为实现上述目的,本发明采用如下技术方案,本发明包括以下步骤00051将辊身坯料处于静平衡体位,以辊身坯料两端内孔在车床主轴轴线O/1O/2安装定位。沿坐标系O1;Y,ZZ轴方向,截取辊身坯料内孔非加工段L的弯曲轴线O1O2为N等分段。置千分表在辊身坯料外圆柱壁在O1YZ截面的截线A/B/上的A点的示值为0,沿水平方向移动千分表测量截线AB对应各分段点的下沉量Y/I,B点相对于A点的下。
8、沉量Y/N;0006置千分表分别在辊身坯料外圆柱壁在O1YZ截面的截线A/B/上的A/点、B/点调整示值为0,沿水平方向移动千分表测量A点相对于A/点的下沉量YA和B点相对于B/点的下沉量YB。00072计算辊身坯料内孔非加工段L的形心距机床主轴轴线O/1O/2的距离YC00080009将处于静平衡体位辊身坯料平行上移YC值距离,使辊身坯料内孔非加工段L的形心与车床主轴轴线O/1O/2重叠,再车削辊身外圆和装配孔,保证辊身内外圆加工表面的同轴度小于002MM,并留有辊身外圆精加工余量。0010本发明的有益效果说明书CN102371362ACN102371363A2/4页400111、避免了在辊。
9、身深孔中焊接平衡块操作困难的繁复工序及大量工时和原材料消耗,以及因焊接飞溅物粘连配合孔表面造成清理困难和焊接热量导致两端热装配孔变形产生装配孔周向过盈量不匀而影响热装质量。同时也解除了焊接平衡块在交变载荷作用下脱落之虑。而且只需根据测量辊身坯料外圆柱壁在O1YZ截面截线的结果;将辊身坯料平行上移距离YC值,即达到坯料内孔非加工段L的形心与车床主轴轴线O/1O/2重叠的目的,实施过程简易。00122、实践证明,此种动静平衡加工方法比传统的轴头、辊身粗加工后焊接平衡块、再精加工工艺,具有节省资源、提高生产效率、缩短生产周期和确保产品质量的综合经济技术效果。附图说明0013图1是辊身中空部位中心惯性。
10、轴求作示意图;0014图2是静平衡放置示意图;0015图3是静平衡检测示意图;0016图4是空心辊道辊装配结构示意图;0017图5是辊身坯料结构示意图;0018图6是辊身经切削加工后的结构示意图。具体实施方式0019本发明包括以下步骤0020确定辊身2内孔非加工长度L段的轴线弯曲中空形体的中心惯性轴0021如图1所示,置辊身2坯料处于静平衡体位、以两端内孔在车床主轴轴线O/1O/2上安装定位。沿坐标系O1;Y,ZZ轴方向,截取辊身2坯料内孔非加工段L的弯曲轴线O1O2为N等分段。因为弯曲轴线的曲率半径相当大,各段的轴线可以直线取代,对于第I段轴线的Y坐标有关系式00220023在坐标系O1;Y。
11、,Z中,辊身2坯料内孔非加工段L的形心,有下列关系式00240025由于弯曲轴线的曲率半径相当大,辊身2坯料外圆柱壁在O1YZ截面的截线A/B/、AB排除轴线倾斜因素分别与弯曲轴线O/1/O2、O1O2一致。置千分表也可用百分表等其它测量工具在A点的示值为0,沿水平方向移动千分表测量截线AB对应第I分段点的下沉量Y/I,B点相对于A点的下沉量Y/N,有关系式00260027Z轴相对于车床主轴轴线O/1O/2有一个下移量Y/C、即O1点相对于O/1点或O2点相对于O/2点在Y方向的下移量,也等于A点相对于A/点或B点相对于B/点在Y方向的下移说明书CN102371362ACN102371363A。
12、3/4页5量和的二分之一,即取Y/CYAYB/2。坯料内孔非加工段L的形心距机床主轴轴线O/1O/2的距离YC,有关系式00280029将处于静平衡体位辊身2坯料平行上移YC值距离,使辊身2坯料内孔非加工段L的形心与车床主轴轴线O/1O/2重叠,亦即在确保工件L段的中空形体的中心惯性主轴与车削旋转轴线重合的条件下,车削辊身2外圆和装配孔,保证内外圆加工表面的同轴度小于002MM,并留有辊身外圆精加工余量。0030由于辊身2非加工内壁的不规则性及施工中加工和测量误差,以致粗加工后工件的中心惯性轴相对于工件外圆柱面轴线仍然存在一定的偏移量,需要通过静平衡予以进一步校正。0031因此,本发明还包括以。
13、下步骤0032静平衡校正辊身中心惯性主轴0033如图2、3所示,将辊身2置于静平衡水平衡梁上,当工件处于静平衡状态时,取外圆柱表面与水平梁的接触点M,在相对于圆心O、臂长为LG、且与M对称的位置M施加平衡砝码,当MM处于水平位置时,有平衡方程MGECGLG;计算辊身2非加工中空形体中心惯性轴线相对于辊身2外圆柱表面轴心线的偏移量EC00340035式中,G为平衡砝码的重力,MG为辊身2非加工中空形体的虚拟负重量,D0为辊身非加工段内径,为材料密度。0036测量工件外圆柱表面的径向跳动量,在MM方向上背离M一侧为2EC,在M相对90的方位上为零,在此条件下精车辊身2全部,确保两端装配孔和外圆的同。
14、轴度。0037实施例0038本发明以重型轧板机剪切线辊道装备的空心辊道辊为例详述如下0039空心辊道辊装配如图4是由辊身2、辊轴一1、辊轴二3、挡板组成。辊道辊总长5820MM,单重1690KG,长径比达5000/400125的细长空心辊身2的内壁保留着未经切削加工的热轧坯料状态。筒状辊身2坯料在热轧过程中形成的轴线弯曲和壁厚不匀,造成中空形体在辊子运行时产生惯性力矢和力偶矩矢,构成了辊道辊的静动不平衡。00401确定辊身空部位形体中心惯性主轴,粗加工辊身0041令辊身坯料处于静平衡体位、以两端内孔在车床主轴轴线O/1O/2上安装定位图1。沿坐标系O1;Y,ZZ轴方向,截取坯料内孔非加工段L的。
15、弯曲轴线O1O2为N10等分段。置千分表在辊身坯料外圆柱壁在O1YZ截面的截线A/B/上的A点的示值为0,沿水平方向移动千分表测量截线AB对应第I分段点的下沉量MMY/IY/116、Y/23、Y/338、Y/442、Y/544、Y/646、Y;/742、Y/836、Y/93、Y/102。0042置千分表分别在辊身坯料外圆柱壁在O1YZ截面的截线A/B/上的A/点、B/点调整示值为0,沿水平方向移动千分表测量A点相对于A/点的下沉量MMYA2和B点相对说明书CN102371362ACN102371363A4/4页6于B/点的下沉量MMYB16。0043计算坯料内孔非加工段L的形心距机床主轴轴线O。
16、/1O/2的距离YC0044004500460047将处于静平衡体位辊身2坯料平行上移434MM距离,使坯料内孔非加工段L的形心与车床主轴轴线O/1O/2重叠,亦即在确保工件L段的中空形体的中心惯性主轴与车削旋转轴线重合的条件下,车削辊身外圆和装配孔,保证内外圆加工表面的同轴度小于002MM,并留有精加工余量。00482静平衡校正辊身2中心惯性主轴,精加工辊身20049由于辊身2工件非加工内壁的不规则性及施工中存在加工误差和测量误差,以致粗加工后工件的中心惯性轴相对于工件外圆柱面轴线仍然存在一定的偏移量,需要通过静平衡予以进一步校正。0050粗加工的辊身2置于水平衡梁上,当工件处于静平衡状态时。
17、,外圆柱表面与水平梁的接触点M是工件质心所在的方位予以标记,如图2所示。在相对于圆心O、臂长为LG、且与M对称的位置M施加平衡砝码G,当MM处于水平位置时如图3所示,有平衡方程MGECGLG;计算辊身2非加工中空形体中心惯性轴线相对于辊身2外圆柱表面轴心线的偏移量EC00510052式中MG辊身2非加工中空形体的虚拟负重量,KG;D0辊身2非加工辊身2内径340,MM;L辊身2内孔非加工长度4200,MM;LG平衡力臂205,MM;材料密度,785106KG/MM3。0053令辊身2的回转轴线相对于外圆柱表面轴线向质心反方向平移一个EC值,使辊身2精加工时的旋转轴线、亦即辊身2实际工作时的旋转。
18、轴线与辊身2中空部位形体虚拟中心惯性主轴趋于一致,进而通过机械加工手段达到辊身2的静动平衡。这要求在辊身2精车工序中,通过测量工件外圆柱表面的径向跳动量,即在MM方向上背离M一侧为2EC,而在其相对90的方位上为零,在此条件下精车辊身2全部,确保两端装配孔和外圆的同轴度,完成辊身2的精整加工。0054辊轴头组件加工轴头组件精加工成。0055辊身2组装将辊身2置于V型铁支承上,使用环型电加热器通过红外线辐射均匀加热辊身2装配孔段,在150下完成两端辊轴与辊身2的热装工序。说明书CN102371362ACN102371363A1/3页7图1图2图3说明书附图CN102371362ACN102371363A2/3页8图4说明书附图CN102371362ACN102371363A3/3页9图5图6说明书附图CN102371362A。