УСТРОЙСТВО ПЕРИОДИЧЕСКОГО ВЫТЯГИВАНИЯ СЛИТКОВ Российский патент 1997 года по МПК B22D11/128 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) с вытягиванием слитка из неподвижного кристаллизатора.

Известно устройство, содержащее выходной и два приводных вала, один из которых выполнен кривошипным и снабжен шатуном, а второй приводной и выходной валы снабжены соответственно ведомым и ведущим звеньями, выполненными с совмещенными осями их вращения и связанными между собой и с кривошипом посредством шатуна и рычажной группы. Рычажная группа состоит из двух поводков, образующих с ведущим и ведомым звеньями шарнирный четырехзвенник, при этом шатун соединен с шарниром четырехзвенника, а ось вращения кривошипа совмещена с осью вращения ведущего и ведомого звеньев. Стороны четырехзвенника симметричны относительно линии, соединяющей шарнир и ось вращения кривошипа.

Известное устройство обеспечивает высокую частоту циклов вытягивания слитков, а за счет этого стабильность литья и высокое качество заготовок. Однако ввиду того, что оно содержит только один шарнирный четырехзвенник, ведомое звено которого воспринимает технологическую нагрузку, на приводные и выходной валы действует асимметричная нагрузка со стороны звеньев четырехзвенника и шатуна. Этим обусловлены значительные изгибающие моменты и усилия, действующие на валы и звенья. Поэтому необходимо применять массивные звенья и громоздкие опоры, причем из-за несбалансированности нагрузки вероятен преждевременный выход подшипников быстроходного кривошипного вала из строя и остановка разливки.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство периодического вытягивания слитков дополнительно снабжено по меньшей мере одним четырехзвенником с вписанной в его диагональ кривошипно-шатунной группой, при этом четырехзвенники расположены симметрично относительно оси вращения ведомого и ведущего звеньев, имеют общий кривошипный вал. Кривошипный вал выполнен подвесным.

Выполнение устройства, содержащего шарнирный четырехзвенник с вписанной в его диагональ кривошипно-шатунной группой с по меньшей мере одним дополнительным аналогичным четырехзвенником с их центрально-симметричным расположением и жесткой связью ведомых и ведущих звеньев и кривошипов позволяет уравновесить действующие на валы и опоры нагрузки при равномерном распределении крутящего момента между соответствующими звеньями и кривошипами четырехзвенников и за счет этого уменьшить габариты, повысить срок безаварийной работы. Выполнение приводного вала кривошипов подвесным закреплением на шатунах позволяет сделать систему статически определимой и компенсировать неточность изготовления четырехзвенников, что необходимо для предотвращения возникновения дополнительных нагрузок и снижения надежности работы.

Из известных источников неизвестны вышеприведенные отличительные признаки, а также их совокупность, обеспечивающая достижение вышеуказанной цели. Таким образом, предлагаемое решение обладает новизной и существенными отличиями.

Лабораторные исследования показали, что устройство обеспечивает уравновешивание нагрузок, действующих на вал и звенья, и соответственно резкое снижение реакций опор, что определяет повышение надежности устройства.

На фиг.1 приведена кинематическая схема устройства, на фиг.2 (схематически) общий вид устройства.

Устройство содержит кривошипный 1, другой приводной 2, выходной 3 валы. Эксцентрики 4 кривошипного вала расположены центрально симметрично относительно оси О-О его вращения и образуют с шатунами 5 кривошипно-шатунные группы. С другим приводным валом 2 посредством зубчатой передачи 6 кинематически связано с охватывающей кривошипный вал 1 втулкой 7 ведущее звено 8. С выходным валом 3 жестко связано ведомое звено 9. Звенья 8, 9 выполнены центрально-симметричными, а их оси совмещены между собой (ось О-О) и с осью вала 1. Они связаны между собой и с эксцентриками 4 посредством центрально-симметрично расположенных двухповодковых рычажных групп 10, 11 и шатунов 5. Образованные звеньями 8, 9 и поводками 10, 11 четырехзвенники с вписанными в их диагонали кривошипно-шатунными группами 4, 5 центрально-симметричны относительно оси вращения звеньев 8, 9 О-О. Стороны четырехзвенников симметричны относительно диагонали, в которую вписана кривошипно-шатунная группа. Кривошипный вал выполнен подвесным и при этом пропущен внутри втулки 7 с зазором. Он шарнирно закреплен на шатунах 5 с возможностью перемещения в радиальном направлении для компенсации неточности изготовления четырехзвенников. Шатуны 5 в свою очередь посредством рычажных групп 10, 11 шарнирно-закреплены на звеньях 8, 9. При этом поводок 10 закреплен на звене 8 посредством оси 12 с двумя подшипниками, а поводок 11 - на звене 9 посредством оси 13 с одним самоустанавливающимся (сферическим) подшипником, обеспечивающим степень свободы поводка 11 в плоскости осей его самоустанавливающихся шарниров 13, 14. Выходной вал 3 посредством механической передачи связан с тянущими валками МНЛЗ 15.

Работа устройства осуществляется следующим образом. При вращении кривошипного вала 1 кривошипно-шатунные группы 4, 5 передают осям 14 движение в радиальном направлении, изменяя угол между поводками 10, 11. Ведущему звену 8 равномерное вращательное движение передается от приводного вала 2 посредством зубчатой передачи 6 и втулки 7. При периодическом повороте поводков 10, 11 ведомое звено 9 совершает качательное движение относительно звена 8 (переносная скорость звена 9 равна постоянной скорости вращения звена 8). Суммарная скорость ведомого звена посредством выходного вала 3 и понижающей механической передачи передается тянущим валкам 15 и от них - слитку. Скорость слитка изменяется при этом по закону v = v_сл+v_asin(2πt/T₁), где V_сл - постоянная составляющая скорости; V_a амплитудное значение переменной составляющей; T₁ период вращения вала 1; t время. В каждом цикле имеет место фаза обратного хода продолжительностью 20.40% периода T₁.

При связанной с неточностью изготовления звеньев асимметрии четырехзвенников подвесной кривошипный вал 1 при вращении совершает перемещения в радиальном направлении, его ось обращается вокруг неподвижной оси О-О звеньев 8, 9, на которых вал 1 закреплен. Перемещение происходит в пределах зазора 0,5. 2 мм между валом 1 и втулкой 7. Неточность сборки компенсируется поворотом поводков 11 в плоскости осей его шарниров 13, 14. Таким образом, обеспечивается надежность работы при уравновешенности изгибающих нагрузок на кривошипном валу 1.

Применение устройства позволит при сохранении основных параметров процесса вытягивания и сохранении качества непрерывнолитых слитков за счет уравновешенности нагрузок увеличить срок службы подшипников и межремонтный период в 1,5-2 раза.

Область применения: металлургия, более конкретно - непрерывная разливка металлов с вытягиванием слитков из неподвижного кристаллизатора. Сущность изобретения: устройство периодического вытягивания слитков снабжено дополнительным четырехзвенником с вписанной в его диагональ кривошипно-шатунной группой. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство периодического вытягивания слитков, содержащее выходной и два приводных вала, один из которых выполнен кривошипным и снабжен шатуном, а второй приводной и выходной валы снабжены соответственно ведущим и ведомым звеньями, выполненными с совмещенными осями вращения и связанными между собой и с кривошипом посредством шатуна и рычажной группы, при этом рычажная группа состоит из двух поводков, образующих с ведущим и ведомым звеньями шарнирный четырехзвенник, шатун соединен с шарниром четырехзвенника, ось вращения кривошипа совмещена с осью вращения ведущего и ведомого звеньев, а стороны четырехзвенника симметричны относительно линии, соединяющей шарнир и ось вращения кривошипа, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено по меньшей мере одним дополнительным четерыхзвенником с вписанной в его диагональ кривошипно-шатунной группой, при этом четырехзвенники расположены симметрично относительно оси вращения ведомого и ведущего звеньев и имеют общий кривошипный вал. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кривошипный вал выполнен подвесным.