辊底式热处理炉是冶金行业中厚板轧制后唯一可以进行连续热处理(淬火、正火、退火、回火等)的工业炉，其中的炉辊是关键装置。因为炉辊要长期、连续在680-120(TC的条件下支撑很重的厚钢板，并以炉辊的转动实现钢板在炉内的移动，因此要求炉辊要具有抗高温氧化能力，高温强度及耐磨性，还要求组成炉辊的各部件装配合理，联接可靠。
图2a和图2b为现有技术中的辊身与锥管联接处的示意图，图2a采用锥管2嵌入辊身3内的联接方式，图2b采用辊身3嵌入锥管2内的联接方式。但无论何种方式，现有技术的炉辊装配时都是采用过渡配合和搭接角焊联接。由于角焊缝焊接范围小，焊接强度低，且过渡配合于配合处会有间隙，使焊缝需要承受弯曲应力，很容易造成疲劳开裂。
且现有技术的锥管上排气孔位置随意性大，大多开在锥管的中部，锥管内隔热材料叠放无规律，这样炉辊内部的热气距支承炉辊的轴承距离短，隔热效果差，造成轴承位的润滑效果不好，使轴承容易因温度升高而损坏。 由于技术的进步，现有的辊身、锥管等部件单独使用时已能基本能满足各种工况要求，但由于上述背景技术中对各部件的装配不当，使整个炉辊提前失效，不能与辊身、锥管等部件的寿命相适应，或因轴承损坏而需停产更换轴承，影响生产及企业经济效益。
本发明提供一种辊底式热处理炉的炉辊，以解决背景技术中存在的由于各部件的装配不当，使整个炉辊提前失效，不能与辊身、锥管等部件的寿命等效的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的一种辊底式热处理炉的炉辊，包括辊身，所述辊身两端各与一个锥管的锥管大头相连，所述锥管的锥管小头各连接一个轴颈，所述锥管上开设有气孔，所述轴颈与锥管小头的嵌入处和所述锥管大头与辊身的嵌入处均采用过盈配合，所述轴颈嵌入锥管小头的长度为轴颈直径的1. 2-1. 4倍，所述锥管大头嵌入辊身的长度为锥管大头直径的0. 25-0. 3倍，且所述锥管大头嵌入辊身的长度不小于80mm，所述辊身与锥管之间和锥管与轴颈之间的焊接均为对接焊接。 所述轴颈与锥管小头之间的过盈配合为H7/r6配合，所述锥管大头与辊身之间的过盈配合为H7/r6配合。 所述轴颈嵌入锥管小头的长度比锥管小头内孔的长度短5mm以上。所述气孔距锥管大头焊接位置的距离L2满足关系30 L2《50mm。 所述锥管内填装有硅酸铝纤维毯，所述锥管大头处盖设有有孔的挡板。 所述硅酸铝纤维毯在锥管小头与气孔之间为紧密压紧，在气孔与挡板之间不压紧。 所述锥管小头和轴颈的焊接处均开设有U字形的坡口，所述辊身和锥管大头焊接处的辊身上开设U字形坡口。 所述锥管小头和轴颈两者配合面的粗糙度均为Ra 3. 2-1. 6，所述锥管大头和辊身 两者配合面的粗糙度均为Ra 3. 2-1. 6。 所述锥管壁厚为基本尺寸+1咖，辊身外径为基本尺寸+2mm。
所述辊身表面为杨梅粒子均匀分布。 本发明的辊底式热处理炉的炉辊，通过以上技术方案，达到的有益技术效果在于 使得炉辊的辊身与锥管大头之间和轴颈与锥管小头之间的装配更为牢固，焊接处的焊缝质 量可靠，抗弯曲应力强且不易开裂，炉辊轴颈处的温度能够保持在8(TC以下，使轴承及润滑 脂工作可靠。本发明能够实现炉辊各部件的整体同效服役。
图1为本发明中的炉辊的结构示意图； 图2a和图2b为现有技术中的辊身与锥管联接处的示意图。
附图标记说明 1-轴颈；2-锥管；3-辊身；4-挡板；5-隔热材料；6-轴承座；7-轴承；8-联轴器； 9-电机；10-炉墙；11-端盖；L-炉子宽度；L卜辊身长度；L2_气孔距锥管大头焊接位置的 距离。
为了使本发明的形状、构造以及特点能够更好地被理解，以下将列举较佳实施例 并结合附图进行详细说明。 本发明的炉辊结构如图1所示，包括辊身3，辊身3两端各与一个锥管2的锥管大
头端相联接，锥管2的锥管小头端各联接一个轴颈1。在需要隔热的情况下，锥管2的大头
端处盖设有有孔的挡板4，在锥管2和挡板4形成的空腔内填充有隔热材料5。 炉辊工作时，辊身3设在两个炉墙10的中间，其长度L1 一般比炉子的宽度L窄
200mm，锥管2是辊身3与轴颈1间的过渡部分，安装在炉墙10内。轴颈1安装在轴承座6
内的轴承7里，轴承7用润滑脂润滑。炉辊一端的轴颈1用端盖11封闭，另一端的轴颈1
用联轴器8与电机9相接，由电机9带动炉辊转动，从而使炉辊上放置的钢板移动。 本发明的辊底式热处理炉的炉辊，在装配时于辊身3与锥管2之间和锥管2与轴
颈1之间的联接处均采用嵌入过盈配合和对接焊接联接的组合方式进行装配，具体包括如
下步骤 1、确定辊身3外径和锥管2壁厚，确定锥管小头与轴颈1之间和锥管大头与辊身 3之间相配合的参数和配合面的粗糙度。 锥管小头与轴颈1、锥管大头与辊身3装配时配合面的粗糙度，按其配合精度及其 经济性选Ra 3.2-1.6。为保证辊身3和锥管2的强度，锥管2壁厚为基本尺寸+lmm，辊身 3的外径为基本尺寸+2mm。 锥管小头与轴颈1之间和锥管大头与辊身3之间均采用过盈配合，确定嵌入配合 处的参数时，需考虑装配时内外径的表面被挤压，使原表面粗糙度的波峰值减小了 ，会影响 配合面过盈量的修正值，故过盈量以理论计算最小值加1/3-1/2粗糙度。小头因嵌入长度
4长且直径小，故选1/3 ;大头因嵌入长度短直径大，选1/2。同时还考虑到辊身3、锥管2和 辊颈选用不同材料而造成线膨胀系数存在差异，故嵌入过盈配合最好选用H7/r6配合。
2、根据计算确定的尺寸加工辊身3、锥管2、挡板4和轴颈1。 按材料牌号配制炉料，用中频炉冶炼后离心浇铸辊身3，辊身3表面为杨梅粒子均 匀分布。杨梅粒子是离心铸管表面形成凸起且形状分布间隙不规律的表面粒子，其作用是 增大炉辊的传热面积。 精密铸造锥管2，不允许锥管2表面有裂纹或縮孔等铸造缺陷，并在锥管2上开设 气孔。气孔距锥管大头焊接位置的距离为L2，L2以炉内宽度L减炉辊长度L1，再减去炉辊 工作时的伸长量后除以2，再考虑气孔与炉墙的安全距离来确定。 一般设计时L-L1 = 200mm 左右，炉辊工作时的伸长量为60mm-80mm，再考虑气孔与炉墙有10mm的安全距离，所以选择 气孔距锥管大头焊接位置的距离L2《50mm ;同时为防止焊接时气孔堵塞，所以选择气孔距 锥管大头焊接位置的距离30 L2《50mm。加工气孔需在焊接之前进行，以免焊接时锥管 2内的气体受热膨胀，使锥管2内压力过大。 锻造轴颈l，机加工焊接坡口，并按照步骤1中的参数加工辊身3、锥管2和轴颈1 的相互配合尺寸。加工焊接坡口具体的是在锥管小头和轴颈1的焊接处均开设U字形的 坡口，形成U字形对接焊缝；在辊身3和锥管大头焊接处的辊身3上开设U字形坡口。
用板材冲制挡板4，并钻透气孔；外购隔热材料5，隔热材料具体的可以选用山东 鲁阳、浙江卡希尔等厂家的耐126(TC的高温硅酸铝纤维毡。
3 、热装锥管2和轴颈1 。 将锥管大头朝下放在平台上，小头在上，用氧-乙炔火焰沿小头圆周方向加热至 200-22(TC，将轴颈1吊起后使轴颈1配合面装入锥管小头内孔12，必要时用力压下。轴颈 1与锥管小头的嵌入处为H7/r6配合。 轴颈1嵌入锥管小头的长度为配合轴颈1直径的1. 2-1. 4倍，如果轴颈1嵌入锥管 小头的长度过小，会使得轴颈1与锥管2的配合不够稳定，造成炉辊寿命下降；如果嵌入的 长度过长，与之配合的锥管小头的长度也需要相应加长，会造成锥管2内可填充隔热材料5 的空间变窄，影响锥管2的隔热性能，同样会造成炉辊寿命下降。轴颈1嵌入锥管小头的长 度应比锥管小头内孔12的长度短5mm以上，以避免锥管小头内孔12与锥管2锥形部分产 生应力集中。 4、往锥管2内装硅酸铝纤维毯。 从锥管大头往锥管2内一片一片的装入硅酸铝纤维毯，直至高出锥管2气孔20mm 后，将装入的硅酸铝纤维毯压縮到气孔下，以保证气孔至锥管小头处的硅酸铝纤维毡紧密 的压紧，有效防止热量传至轴颈1。然后再一片一片的装至锥管大头的平面，不需压紧，以 保证炉管内与锥管2上气孔间通气畅通。用有孔的挡板4盖上，并将挡板4与锥管2焊接 (点焊或间断焊)。 5、在专用的转胎上焊接轴颈1与锥管小头的对接U字形焊缝。 专用转胎由两组四个滚轮组成，一组两个大的滚轮支撑锥管大头，用一个电动减
速系统带动大的滚轮转动，实现工件的转动；另一组两个小的滚轮为从动轮，支承锥管小
头，使锥管小头与锥管大头同步转动。 焊前需调整转胎，使锥管2的中心线呈水平状态；用氩弧焊对接焊接，并选用与锥
5管2材料一致的焊条。打底焊必须使坡口根部溶合在一起，再进行多层多道焊接；焊后用渗 透检验，不允许有焊接裂纹等缺陷存在。
6 、热装辊身3和锥管2 ，并焊接。 采用步骤3中与热装锥管2和轴颈1同样的方法，将辊身3与带轴颈1的锥管2热 装。锥管大头与辊身3嵌入处为H7/r6配合。配合面粗糙度按其配合精度选Ra 3.2-1.6。
锥管大头嵌入辊身3的长度应尽可能的长，但考虑到结构尺寸的限制，最佳选择 锥管大头嵌入辊身3的长度为锥管大头直径的0. 25-0. 3倍，且长度不应小于80mm。如果锥 管大头嵌入辊身3的长度过小，则锥管2与辊身3之间配合不稳定，会影响炉辊装配质量； 如果锥管大头嵌入辊身3的长度过大，则辊身3需要加工的配合面的长度也相应加长，使得 炉辊的受力点离炉辊的支承点更远，造成炉辊的受力能力下降，仍然会影响炉辊寿命。上述 辊身3、锥管2和轴颈1之间的嵌入长度范围是申请人根据多年生产实践的经验总结得出 的。 然后同步骤5中类似，在转胎上用氩弧焊用对接焊接的方式焊接辊身3和锥管大 头，并选用与母材材料一致的焊条多道次焊接。 7、机加工轴颈1，以符合图纸的几何形状和与轴承的配合要求。 通过以上步骤形成的辊底式热处理炉的炉辊，轴颈与锥管小头的嵌入处和锥管大
头与辊身的嵌入处均为过盈配合，配合量为H7/r6，配合面的粗糙度均为Ra 3.2-1.6。锥管
壁厚的公差为基本尺寸+lmm，辊身外径的公差为基本尺寸+2mm，使炉辊的各组件间结合牢固。 炉辊各嵌入处配合稳定，轴颈嵌入锥管小头的长度为轴颈直径的1. 2-1. 4倍，且 轴颈嵌入锥管小头的长度比锥管小头内孔的长度短5mm以上。锥管大头嵌入辊身的长度为 锥管大头直径的0. 25-0. 3倍，且长度不小于80mm。 另外炉辊采用对接焊接，锥管小头和轴颈的焊接处均开设有U字形的坡口，辊身 和锥管大头焊接处的辊身上开设U字形坡口。锥管上开设有气孔，气孔距锥管大头焊接 位置的距离L2满足关系30 L2《50mm，锥管内填装的硅酸铝纤维毯在锥管小头与气孔 之间为紧密压紧，在气孔与挡板之间不压紧，能够有效控制轴承温度，隔热以保护轴承，。
以下列举3个具体的实施例及现有技术的2个对比例，以具体数据进行比较说明。
实施例1 : 锥管大头嵌入辊身的嵌合处采用过盈嵌入的联接方式和对接焊接的焊接方式。 锥管大头直径335mm，嵌入长度84mm，嵌入长度为锥管大头直径的0. 25倍，嵌入处采用H7/ r6配合，坡口形式为U形； 轴颈嵌入锥管小头的嵌合处采用过盈嵌入的联接方式和对接焊接的焊接方式。 轴颈直径70mm，嵌入长度84mm，嵌入长度为轴颈直径的1. 2倍，嵌入处采用H7/r6配合，锥 管小头内孔的长度95mm，轴颈嵌入锥管小头的长度比锥管小头内孔的长度短llmm，坡口形 式为U形； 气孔距锥管大头焊接位置距离50mm ; 效果与辊身寿命等效，正常使用寿命可达三年。 实施例2 : 锥管大头嵌入辊身的嵌合处采用过盈嵌入的联接方式和对接焊接的焊接方式。锥管大头直径335mm，嵌入长度90mm，嵌入长度为锥管大头直径的0. 27倍，嵌入处采用H7/ r6配合，坡口形式为U形； 轴颈嵌入锥管小头的嵌合处采用过盈嵌入的联接方式和对接焊接的焊接方式。 轴颈直径70mm，嵌入长度90mm，嵌入长度为轴颈直径的1. 3倍，嵌入处采用H7/r6配合，锥 管小头内孔的长度lOOmm，轴颈嵌入锥管小头的长度比锥管小头内孔的长度短10mm，坡口 形式为U形； 气孔距锥管大头焊接位置距离50mm ; 效果与辊身寿命等效，正常使用寿命可达三年。 实施例3: 锥管大头嵌入辊身的嵌合处采用过盈嵌入的联接方式和对接焊接的焊接方式。 锥管大头直径335mm，嵌入长度100mm，嵌入长度为锥管大头直径的0. 3倍，嵌入处采用H7/ r6配合，坡口形式为U形； 轴颈嵌入锥管小头的嵌合处采用过盈嵌入的联接方式和对接焊接的焊接方式。 轴颈直径70mm，嵌入长度98mm，嵌入长度为轴颈直径的1. 4倍，嵌入处采用H7/r6配合，锥 管小头内孔的长度105mm，轴颈嵌入锥管小头的长度比锥管小头内孔的长度短7mm，坡口形 式为U形； 气孔距锥管大头焊接位置距离50mm ; 效果与辊身寿命等效，正常使用寿命可达三年。
对比例1 : 锥管大头嵌入辊身的嵌合处采用过渡嵌入的联接方式和角焊接的焊接方式。锥 管大头直径344mm，嵌入长度70mm，嵌入长度为锥管大头直径的0. 2倍，嵌入处采用H7/k6 配合，不开设坡口 ； 轴颈嵌入锥管小头的嵌合处采用过渡嵌入的联接方式和对接焊接的焊接方式。 轴颈直径175mm，嵌入长度80mm，嵌入长度为轴颈直径的0. 46倍，嵌入处采用H7/k6配合， 锥管小头内孔的长度90mm江南·体育(JN SPORTS)官方网站，轴颈嵌入锥管小头的长度比锥管小头内孔的长度短10mm，坡口 形式为U形； 气孔距锥管大头焊接位置距离157mm ; 效果与辊身寿命不等效，在一年内出现失效。 对比例2: 锥管大头嵌入辊身的嵌合处采用过渡嵌入的联接方式和角焊接的焊接方式。锥 管大头直径336mm，嵌入长度80mm，嵌入长度为锥管大头直径的0. 24倍，嵌入处采用H7/k6 配合，不开设坡口 ； 轴颈嵌入锥管小头的嵌合处采用过渡嵌入的联接方式和对接焊接的焊接方式。 轴颈直径90mm，嵌入长度80mm，嵌入长度为轴颈直径的0. 89倍，嵌入处采用H7/n6配合，锥 管小头内孔的长度80mm，轴颈嵌入锥管小头的长度比锥管小头内孔的长度短0mm，坡口形 式为U形； 气孔距锥管大头焊接位置距离145mm ; 效果与辊身寿命不等效，在一年内出现失效。 本发明将炉辊结构的装配方法规范化，明确炉辊辊身与锥管大头之间和轴颈与锥管小头之间选用嵌入式过盈配合及对接开坡口大范围溶焊的组合联接方法。与锥管大头嵌 入辊身的长度为锥管大头直径的0. 25-0. 3倍，且长度不小于80mm ;轴颈嵌入锥管小头的长 度为轴颈直径的1. 2-1. 4倍，并比锥管小头内孔长度短5mm以上；锥管气孔距锥管大头焊接 处的距离30 L2《50mm。 本发明的辊底式热处理炉的炉辊，使得炉辊的辊身与锥管大头之间和轴颈与锥管 小头之间的装配更为牢固，焊接处的焊缝质量可靠，抗弯曲应力强且不易开裂，炉辊轴颈处 的温度能够保持在80°C以下，使轴承及润滑脂工作可靠。本发明能够实现炉辊各部件的整 体同效服役，且可操作性强，能够提高企业的经济效益。 以上对本发明的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要 求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本发明的 保护范围内。
一种辊底式热处理炉的炉辊，包括辊身，所述辊身两端各与一个锥管的锥管大头相连，所述锥管的锥管小头各连接一个轴颈，所述锥管上开设有气孔，其特征在于，所述轴颈与锥管小头的嵌入处和所述锥管大头与辊身的嵌入处均采用过盈配合，所述轴颈嵌入锥管小头的长度为轴颈直径的1.2-1.4倍，所述锥管大头嵌入辊身的长度为锥管大头直径的0.25-0.3倍，且所述锥管大头嵌入辊身的长度不小于80mm，所述辊身与锥管之间和锥管与轴颈之间的焊接均为对接焊接。
2. 如权利要求1所述的辊底式热处理炉的炉辊，其特征在于，所述轴颈与锥管小头之间的过盈配合为H7/r6配合，所述锥管大头与辊身之间的过盈配合为H7/r6配合。
3. 如权利要求1所述的辊底式热处理炉的炉辊，其特征在于，所述轴颈嵌入锥管小头的长度比锥管小头内孔的长度短5mm以上。
4. 如权利要求1所述的辊底式热处理炉的炉辊，其特征在于，所述气孔距锥管大头焊接位置的距离L2满足关系30 L2《50mm。
5. 如权利要求1所述的辊底式热处理炉的炉辊，其特征在于，所述锥管内填装有硅酸铝纤维毯，所述锥管大头处盖设有有孔的挡板。
6. 如权利要求5所述的辊底式热处理炉的炉辊，其特征在于，所述硅酸铝纤维毯在锥管小头与气孔之间为紧密压紧，在气孔与挡板之间不压紧。
7. 如权利要求1所述的辊底式热处理炉的炉辊，其特征在于，所述锥管小头和轴颈的焊接处均开设有U字形的坡口 ，所述辊身和锥管大头焊接处的辊身上开设U字形坡口 。
8. 如权利要求1所述的辊底式热处理炉的炉辊，其特征在于，所述锥管小头和轴颈两者配合面的粗糙度均为Ra 3. 2-1. 6，所述锥管大头和辊身两者配合面的粗糙度均为Ra3. 2-1. 6。
9. 如权利要求1所述的辊底式热处理炉的炉辊，其特征在于，所述锥管壁厚为基本尺寸+1咖，辊身外径为基本尺寸+2mm。
10. 如权利要求1所述的辊底式热处理炉的炉辊，其特征在于，所述辊身表面为杨梅粒子均匀分布。
一种辊底式热处理炉的炉辊，包括辊身，所述辊身两端各与一个锥管的锥管大头相连，所述锥管的锥管小头各连接一个轴颈，所述锥管上开设有气孔，所述轴颈与锥管小头的嵌入处和所述锥管大头与辊身的嵌入处均采用过盈配合，所述轴颈嵌入锥管小头的长度为轴颈直径的1.2-1.4倍，所述锥管大头嵌入辊身的长度为锥管大头直径的0.25-0.3倍，且所述锥管大头嵌入辊身的长度不小于80mm，所述辊身与锥管之间和锥管与轴颈之间的焊接均为对接焊接。本发明能够实现炉辊各部件的整体同效服役。
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