УСТРОЙСТВО АБРАЗИВНО-ПОРОШКОВОЙ ОЧИСТКИ ПРОКАТА ОТ ОКАЛИНЫ Российский патент 1996 года по МПК B21B45/04 B21C43/04 

Изобретение относится к металлургии, в частности к прокатке, волочению и очистке проката от окалины.

Известно устройство абразивно-порошковой очистки цилиндрического проката от окалины (1).

Это устройство содержит емкость для абразивного порошка, имеющую входное и выходное отверстия для очищаемого проката, механизм уплотнения и выходное отверстие для очищаемого проката, механизм уплотнения абразивного порошка и узлы его загрузки и выгрузки.

Это устройство имеет следующий недостаток: в нем невозможно осуществить двухстадийную обработку проката, необходимую для получения качественной поверхности. Опытом работы установок абразивно-порошковой очистки выявлено, что заданная микрогеометрия поверхности и полное удаление с нее окалины достигается при последовательном пропуске проката через две зоны очистки черновую с порошком фракции 800-1000 мкм и чистовую с порошком фракции 300-500 мкм.

Осуществить такую двухстадийную обработку в указанном устройстве невозможно, так как оно имеет один загрузочный бункер и одно отверстие для выхода порошка.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство абразивно-порошковой очистки проката от окалины с проходным отверстием для транспортирования очищаемого проката, содержащее корпус, загрузочный бункер (воронку) для абразивного порошка, механизм его нагнетания в камеру уплотнения, выполненный в виде шнека, соединенного с приводом его вращения. Устройство выполнено в виде двух последовательно расположенных секций, для чего корпус выполнен составным с возможностью независимого вращения каждой из них относительно оси отверстия для транспортирования изделия.

Устройство имеет тот недостаток, что несмотря на наличие двух секций, в нем не предусмотрена возможность загрузки порошка разных фракций и осуществления двухстадийной очистки, так как имеется лишь один загрузочный бункер, общий для обеих секций, и не предусмотрено средств раздельного регулирования давления (степени уплотнения) порошка для каждой секции.

Цель изобретения обеспечение возможности двухстадийной обработки очищаемого проката порошком разных фракций с индивидуальным регулированием степени уплотнения порошка на каждой стадии обработки, повышение эффективности удаления окалины с поверхности проката, а также качества очищаемой от окалины поверхности.

Цель достигается тем, что в устройстве абразивно-порошковой очистки проката от окалины со шнековым механизмом нагнетания абразивного порошка и проходным отверстием для транспортирования очищаемого проката, выполненном в виде двух последовательно расположенных секций, смонтированных в общем корпусе, каждая секция снабжена загрузочным бункером для абразивного порошка, камерой уплотнения и шнеком в виде витой пружины для нагнетания абразивного порошка в камеру уплотнения, с общей для обеих секций и размещенной между ними приводной втулкой, концы которой неподвижно соединены с витыми пружинами шнеков обеих секций, при этом приводная втулка выполнена по длине составной из двух частей, ведущей и ведомой, соединенных между собой муфтой предельного момента. Кроме того, ведомая часть приводной втулки соединена со шнеком второй по ходу транспортирования очищаемого проката секции.

Указанное техническое решение обеспечивает следующие преимущества предлагаемому изобретению.

Наличие двух отдельных загрузочных бункеров для каждой секции позволяет в одном устройстве осуществить две стадии очистки черновую и чистовую, использовав для каждой из стадии соответственно разные функции абразивного порошка, в результате, во-первых, повышается эффективность удаления, так как для двухстадийного процесса очистки не требуется повторного пропуска проката через устройство или установки двух последовательных устройств; во-вторых, повышается качество очистки, так как использование во второй секции более мелкой фракции абразивного порошка уменьшает величину шероховатости (ориентировочно с 10-15 до 1-5 мкм). Применение общей приводной втулки для витых пружинных шнеков обеих секций, размещение ее между этими секциями и неподвижное соединение ее концов со шнеками обеих секций позволяет с наибольшей компактностью расположить новые элементы устройства и исключить необходимость применения двух отдельных приводов для каждой секции, что дополнительно повышает эффективность устройства.

Использование в качестве шнеков витых пружин дополнительно повышает эффективность удаления окалины, так как абразивный контакт порошка и очищаемой поверхности происходит не только в камере уплотнения, но и внутри витой пружины.

Выполнение приводной втулки составной из ведомой и ведущей частей, соединенных между собой муфтой предельного момента, позволяет настроить эту муфту на заданную величину передаваемого момента, обеспечивающую уплотнение порошка в той секции устройства, которая соединена с ведомой частью приводной втулки (ведомой секции) до необходимого для очистки от окалины рабочего давления. Пока давление порошка в ведомой секции ниже заданного, муфта предельного момента не пробуксовывает и обе части приводной втулки работают как единое целое, в результате порошок уплотняется в обеих секциях. После достижения в ведомой секции заданного давления абразивного порошка муфта предельного момента начинает пробуксовывать, в результате ведущая часть приводной втулки продолжает вращаться, продолжая уплотнение порошка в связанной с ней секции устройства (ведущей секции), а ведомая часть приводной втулки останавливаться, в результате чего давление порошка в ведомой секции устройства поддерживается постоянным, равным заданному. Это дает возможность приводу шнеков продолжать работу до тех пор, пока не будет достигнуто давления порошка в ведущей секции устройства. После падения порошка в ведомой секции (вследствие его выноса силами трения о поверхность транспортируемого проката) до уровня ниже заданного муфта предельного момента вновь приобретает возможность передавать моменту, и шнек ведомой секции вновь начинает нагнетать порошок. Таким образом обеспечивается равномерность загрузки и уплотнения абразивного порошка в обеих секциях, за счет чего повышается эффективность очистки проката от окалины.

Наиболее целесообразно соединить ведомую часть приводной втулки с пружинным шнеком второй по ходу транспортирования очищаемого проката секции устройства, так как в ней порошок уплотняется быстрее, чем в первой секции, особенно при очистке фасонного (не круглого проката). Это связано с тем, что камера уплотнения первой секции, расположенная в сквозном отверстии приводной втулки, обязательно должна вращаться, поэтому на выходе из нее очищаемого проката и абразивного порошка она должна иметь круглое отверстие.

В отличие от нее камера уплотнения второй секции, не связанная с приводной втулкой, может быть выполнена неподвижной, ее выходное отверстие может быть выполнено по форме соответствующим поперечному сечению очищаемого проката.

В результате вынос абразивного порошка во второй секции будет меньше и она быстрее секции заполнится порошком. Следовательно, предельное давление во второй секции будет достигнуто раньше, чем в первой, поэтому соединение ее с ведомой частью приводной втулки повышает эффективность предложенного решения.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства, продольный разрез; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1.

Устройство абразивно-порошковой очистки проката от окалины (фиг.1) с проходным отверстием 1 для транспортирования очищаемого проката 2 выполнено в виде двух последовательно расположенных секций 3 и 4, смонтированных в общем корпусе 5. Секция 3 расположенная первой по ходу транспортирования очищаемого проката 2, снабжена загрузочным бункером 6 для абразивного порошка 7, камерой 8 уплотнения и шнеком 9 в виде витой пружины для нагнетания абразивного порошка 7 в камеру 8 уплотнения. Секция 4, расположенная второй по ходу транспортирования очищаемого проката 2, также снабжена собственными загрузочным бункером 10 для абразивного порошка 7, камерой 11 уплотнения и шнеком 12 в виде витой пружины для нагнетания абразивного порошка 7 в камеру 11 уплотнения. Привод шнеков 9 и 12 осуществляется с помощью общей для обеих секций 3 и 4 и размещенной между ними приводной втулки 13, задний конец 14 которой неподвижно соединен со шнеком 9 первой по ходу транспортирования очищаемого проката 2 секции 3, путем вворачивания переднего конца 15 витой пружины шнека 9 в винтовую нарезку 16, выполненную на внутренней поверхности 17 указанного заднего конца 14 приводной втулки 13. Внутренняя поверхность 17 выполнена конической, поскольку она используется не только для соединения со шнеком 9, но и в качестве камеры 8 уплотнения. Передний конец 18 приводной втулки 13 неподвижно соединен со шнеком 12 второй по ходу транспортирования очищаемого проката 2 секции 4, путем вворачивания заднего конца 19 витой пружины шнека 12 в винтовую нарезку 20, выполненную на внутренней поверхности 21 указанного переднего конца 18 приводной втулки 13. Для выпуска отработанного абразивного порошка 7, загруженного через бункер 6 и осуществившего частичную очистку от окалины проката 2, в первой по ходу его транспортирования секции 3 в корпусе 5 предусмотрено отверстие 22. Верхняя 23 и нижняя 24 наклонные стенки камеры 11 уплотнения соединены с корпусом 5 с помощью шарниров 25 и 26 для создания возможности регулировки угла наклона этих стенок (механизм регулировки угла наклона и фиксации стенок не показан). На выход проката 2 из камеры 11 уплотнения установлена кассета 27 с выводной сменной втулкой 28, выполненной с отверстием 29, форма которого повторяет (с зазором) форму поперечного сечения очищаемого проката 2.

Сменную втулку 28 можно заменить в зависимости от сортамента очищаемого проката 2. Корпус 5 устройства закреплен с помощью болтов 30 к фундаменту 31. Приводная втулка 13 выполнена по длине составной из двух частей: ведущей 32 и ведомой 33, соединенных между собой муфтой 34 предельного момента. На ведущую часть 32 посажено зубчатое колесо 35, передающее приводной втулке 13 рабочий вращающий момент от главного привода устройства (не показан). Ведомая часть 33 на участке 36 наружной поверхности, сочлененном с муфтой 34, имеет шлицевую форму с профилированными канавками 37 (фиг.2). В канавки 37 входят концы подвижных штырей 38 муфты 34 предельного момента. Подвижные штыри 38 установлены по ходовой посадке внутри корпусов 39, закрепленных в корпусе 40 муфты 34 болтами 41. Для создания предельного момента служат пружины 42, упирающиеся одним концом в болты 43, а другим концом прижимающие с заданным усилием подвижные штыри 38 в канавки 37. Заданное усилие пружин 42 можно изменять путем вворачивания болтов 43 в резьбовое отверстие 44 корпуса 39 или выворачивания их оттуда. Для обеспечения свободного вращения приводной втулки 13 в корпусе 5 служат радиальные подшипники 45 и упорные подшипники 46 (фиг.1), защищенные от проникновения в них абразивного порошка 7 уплотнениями 47. Для обеспечения вращения ведущей части 32 относительно ведомой части 33 при срабатывании (пробуксовке) муфты 34 предельного момента служат втулка 48, играющая роль подшипника скольжения, и торцевые втулки-диски 49, 50, играющие роль упорного подшипника скольжения. Для ввода очищаемого проката 2 в сквозное отверстие 1 в устройстве предусмотрена полая втулка 51 с отверстием 52, профилированным по форме поперечного сечения проката 2.

Устройство абразивно-порошковой очистки проката от окалины работает следующим образом.

Очищаемый прокат 2 вводят передним концом в отверстие 52 полой втулки 51, пропускают через сквозное отверстие 1 внутри пружинных шнеков 9 и 12 и через камеру 11 уплотнения, затем выводят из устройства через отверстие 29 и выводной втулки 28 и соединяют передний конец проката 2 с механизмом протягивания (не показан). Включают привод вращения зубчатого колеса 35, настроенный на поддержание заданного момента, пропорционального давлению абразивного порошка, и одновременно начинают протягивать очищаемый прокат 2 через устройство, начинается процесс очистки проката 2 окалины. При этом шнек 9 первой по ходу транспортирования проката 2 секции 3, получая вращение от зубчатого колеса 35, через ведущую часть 32 приводной втулки 13 нагнетает абразивный порошок 7 крупных фракций из бункера 6 в камеру 8 уплотнения секции 3 устройства. Благодаря уменьшению площади поперечного сечения в конической поверхности камеры 8 уплотнения происходит уплотнение абразивного порошка 7, вследствие чего поверхность проката 2 в камере 8 уплотнения начинает очищаться от окалины. Одновременно со шнеком 9 начинает вращение шнек 12 второй по ходу транспортирования проката 2 секции 4 устройства. Он приводится во вращение от переднего конца 18 приводной втулки 13, расположенного в ведомой части 33 через муфту 34 предельного момента. Шнек 12 нагнетает в камеру 11 уплотнения абразивный порошок 7 мелких фракций из бункера 10, кроме этого порошка в камеру 11 уплотнения поступает некоторая небольшая часть порошка из бункера 6, подаваемого шнеком 9. Таким образом, поступление абразивного порошка 7 в камеру 11 уплотнения происходит более интенсивно, чем в камеру 8. Вынос абразивного порошка 7 из камеры 11 уплотнения через отверстие 29 выводной втулки 28 за счет сил трения с поверхностью транспортируемого проката 2 происходит значительно медленнее, чем из камеры 8 уплотнения, так как отверстие 29 выполнено по форме поперечного сечения проката 2 с небольшим зазором, а проходное отверстие 1 на участке камеры 8 уплотнения имеет круглое поперечное сечение (иначе было бы невозможно вращение приводной втулки 13) и значительно больший зазор для вывода абразивного порошка. В результате в камере 11 уплотнения второй по ходу транспортирования проката 2 секции 4 порошок уплотняется до заданного давления значительно быстрее, чем у первой по ходу транспортирования секции 3. Сопротивление вращению ведомой части 33 приводной втулки 13 при этом возрастает до величины, соответствующей предельному моменту, передаваемому муфтой 34, и усилия пружин 42 (фиг.2) оказываются недостаточными для удержания подвижных штырей 38 в канавках 37 шлицевого участка 36 ведомой части 33. Поэтому при дальнейшем вращении муфты 34 концы штырей 38 под воздействием наклонных участков канавок 37 устанавливаются внутрь корпусов 39, сжимая пружины 42, т.е. ведущая часть 32 приводной втулки 13 продолжает вращаться, а ведомая часть 33 останавливается вместе со шнеком 12, поддерживающим в камере 11 уплотнения заданное давление порошка 7. Шнек 9, приводимый ведущей частью 32, продолжает нагнетать порошок в камеру 8 уплотнения до тех пор, пока в ней не будет достигнуто заданное давление абразивного порошка, после чего по сигналу силы тока двигателя привод шнеков остановится, поддерживая заданную силу тока. В результате обеспечивается равномерность поддержания заданных давлений абразивного порошка 7 как в первой секции 3, так и во второй по ходу транспортирования проката 2 секции 4. После уменьшения давления в камере 11 уплотнения из-за постепенного выноса абразивного порошка 7 силами трения о движущийся прокат 2 сопротивление вращению шнека 12 уменьшится, штыри 38 под воздействием пружин 42 вновь будут удерживаться в канавках 37, так как ведомая часть 33 вместе со шнеком 12 вновь начнут вращаться, нагнетая абразивный порошок в камеру 11 уплотнения. Порошок 7, выходящий из устройства в смеси с окалиной через отверстия 22 и 29, попадает в систему циркуляции и сепарации (не показана), где очищается от окалины и вновь поступает в устройство через бункеры 6 и 10 для многократного использования.

Изобретение относится к металлургии, в частности к прокатке, волочению и очистке проката от окалины. Устройство, содержащее шнековый механизм нагнетания абразивного порошка и проходное отверстие для транспортирования очищаемого проката, выполнено в виде двух последовательно расположенных секций, смонтированных в общем корпусе. Новым в устройстве является то, что каждая секция снабжена загрузочным бункером для абразивного порошка, камерой уплотнения и шнеком в виде витой пружины для нагнетания абразивного порошка в камеру уплотнения, с общей для обеих секций и размещенной между ними приводной втулкой, концы которой неподвижно соединены с витыми пружинами шнеков обеих секций, при этом приводная втулка выполнена по длине составной из двух частей, ведущей и ведомой, соединенных между собой муфтой предельного момента. Кроме того, ведомая часть приводной втулки соединена со шнеком второй по ходу транспортирования очищаемого проката секции. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство абразивно-порошковой очистки проката от окалины со шнековым механизмом нагнетания абразивного порошка и проходным отверстием для транспортирования очищаемого проката, выполненное в виде двух последовательно расположенных секций, смонтированных в общем корпусе, отличающееся тем, что каждая секция снабжена загрузочным бункером для абразивного порошка, камерой уплотнения и шнеком в виде витой пружины для нагнетания абразивного порошка в камере уплотнения, с общей для обеих секций и размещенной между ними приводной втулкой, концы которой неподвижно соединены с витыми пружинами шнеков обеих секций, при этом приводная втулка выполнена по длине составной из двух частей, ведущей и ведомой, соединенных между собой муфтой предельного момента. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ведомая часть приводной втулки соединена со шнеком второй по ходу транспортирования очищаемого проката секций.