РОЛИК ДЛЯ УСТАНОВОК НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ Российский патент 1998 года по МПК B22D11/12 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к многоручьевым установкам непрерывной разливки металлов в виде слябов с приводными и холостыми роликами.

Наиболее близким по технической сущности является ролик для установок непрерывной разливки металлов, включающий бочку с цапфами, установленную на подшипниковых опорах с боковыми крышками. По продольной оси бочки выполнено глуходонное отверстие, в котором размещена металлическая цельная труба, закрепленная одним концом в корпусе цилиндрической обечайки, жестко установленной при помощи болтов с внешней стороны на боковой крышке подшипниковой опоры. Между цапфой бочки и обечайки установлено уплотнение, герметизирующее глуходонное отверстие в теле бочки ролика и корпусе обечайки. К обечайке подведены трубопроводы.

В процессе непрерывной разливки по трубе подается под давлением вода, которая вытекает из противоположного ее конца, меняет свое направление на обратное и возвращается по отверстию в бочке в обечайку и сливается в отводящий трубопровод. При этом цапфа бочки вращается относительно неподвижной обечайки. В процессе протекания воды по отверстию происходит охлаждение бочки ролика.

(См. Прокатное оборудование. Конструирование, расчет и исследование. Сборник статей. Под ред. чл.-корр. А.Н.СССР Г.Л. Химича. М., Машиностроение, 1973. (НИИТЯЖМАШ Уралмашзавода, серия "Производство крупных машин", вып. XXII, с. 136, рис.8).

Недостатком известного ролика является его низкая стойкость. Это объясняется тем, что в процессе эксплуатации ролика происходит прогиб его бочки под действием слитка, а также нарушение соосности цапф и жестко установленного корпуса обечайки, что приводит к перекосу цапф в подшипниковых опорах. В этих условиях происходит усиленный износ герметизирующих уплотнений, установленных в корпусе обечайки, что приводит к утечке воды из корпуса обечайки через уплотнение. В этих условиях снижается интенсивность охлаждения бочки, что приводит к разрушению ролика вследствие его перегрева в процессе непрерывной разливки и выходу его из строя.

Кроме того, выполнение металлической трубы цельной, имеющей большую длину и закрепленной своим одним концом в корпусе обечайки, приводит к ее перекосу под действием собственного веса относительно отверстия в бочке ролика и, как следствие, к ее износу вследствие трения о поверхность отверстия. В этих условиях снижается равномерность охлаждения по периметру бочки, что вызывает необходимость замены трубы.

На многоручьевых установках непрерывной разливки замена трубы, имеющей большую длину, невозможна вследствие относительно небольшого расстояния между оборудованием ручьев установки и бункером зоны вторичного охлаждения. В этих условиях для замены трубы требуется демонтировать весь ролик или всю секцию роликов, что усложняет процесс эксплуатации установок непрерывной разливки металлов.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении стойкости роликов и в упрощении процесса эксплуатации многоручьевых установок непрерывной разливки металлов.

Указанный технический эффект достигается тем, что ролик для установок непрерывной разливки металлов включает бочку с цапфами, установленную на подшипниковых опорах, глуходонное отверстие, выполненное по продольной оси бочки, трубу, входящую в отверстие бочки ролика, жестко закрепленную на корпусе обечайки, подшипниковые опоры с боковыми крышками, уплотнение, расположенное между корпусом обечайки и цапфой бочки, а также подводящие и отводящие воду трубопроводы к корпусу обечайки.

Корпус обечайки укреплен на крышке подшипниковой опоры с возможностью перемещения относительно нее при помощи крепежного элемента, при этом между корпусом обечайки и крышкой подшипниковой опоры размещен пружинящий элемент. Труба выполнена из отдельных металлических трубок, соединенных между собой гибкими трубками. Кроме того, труба может быть выполнена цельной из гибкого материала. Гибкая труба и каждая металлическая трубка снабжены последовательно установленными упорами, центрирующими их относительно глуходонного отверстия в бочке ролика.

Повышение стойкости роликов будет происходить вследствие самоустановки корпуса обечайки относительно вращающейся цапфы бочки ролика. В этих условиях снижается интенсивность износа герметизирующего уплотнения, устраняется утечка воды из корпуса обечайки, выравниваются сроки стойкости и работоспособности бочки ролика и узла подвода и отвода охлаждающей ролик воды. Кроме того, при этом не будет нарушаться необходимый режим охлаждения ролика.

Упрощение процесса эксплуатации многоручьевых установок непрерывной разливки металлов будет происходить вследствие обеспечения возможности демонтажа и монтажа трубы для подвода и отвода охлаждающей воды вместе с корпусом обечайки непосредственно на установках непрерывной разливки металлов без демонтажа ролика или секций роликов.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого ролика с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения со ссылками на чертеж, на котором показано:
фиг. 1 - схема ролика для установок непрерывной разливки металлов, один из вариантов установки и крепления обечайки, продольный разрез;
фиг. 2 - то же, другой вариант установки и крепления обечайки, продольный разрез;
фиг. 3 - то же, разрез А-А.

Ролик для установок непрерывной разливки металлов состоит из бочки 1 с цапфами 2 и глуходонным отверстием 3, подшипниковых опор 4 с боковыми крышками 5, корпуса обечайки 6 с подводящим 7 и отводящим 8 трубопроводами, уплотнения 9, пружинящих элементов 10 и 11, крепежных элементов 12 и 13, трубок 14 и 15, упоров 16, болтов 17 и 18. Позицией "б" обозначены зазоры.

Ролик для установок непрерывной разливки металлов работает следующим образом.

Пример. В процессе непрерывной разливки по подводящему трубопроводу 7 подается охлаждающая вода. Далее вода под давлением по трубкам 14 и 15 поступает в осевое глуходонное отверстие 3, выполненное в бочке 1 ролика. Выходя из крайней трубки 14, вода меняет свое направление движения на обратное, возвращается в корпус обечайки 6 и сливается по сливному трубопроводу 8, также гибкому. При движении по осевому отверстию 3 вода производит охлаждение бочки 1 ролика. Бочка 1 ролика установлена своими цапфами 2 на подшипниковых опорах 4 с подшипниками качения, снабженных боковыми крышками 5. Одна крайняя трубка 14 жестко укреплена в днище корпуса обечайки 6 при помощи, например, сварки. Корпус обечайки 6 смонтирован на цапфе 2 бочки 1 и центрируется относительно нее при помощи герметизирующего уплотнения 9, выполненного, например, из жаростойкой резины.

В одном из вариантов (фиг. 1) корпус обечайки 6 прижимается к боковой крышке 5 подшипниковой опоры 4 через промежуточный пружинящий элемент 10 и при помощи болтов 17. Пружинящий элемент 10 может быть выполнен из, например, резины, пружин, сильфона и т.д. Крепежный элемент 12, как и пружинящий элемент 10, могут быть выполнены сплошными кольцевыми или состоящими из отдельных частей, расположенных по периметру корпуса обечайки 6. Крепежный элемент 12 крепится к крышке 5 при помощи, например, болтов 17 с регулируемой застежкой.

При такой конструкции ролика при его вращении в процессе непрерывной разливки при прогибе бочки 1 под действием слитка и соответствующем повороте цапф 2 относительно подшипниковых опор происходит перемещение корпуса обечайки 6 относительно неподвижной крышки 5 в необходимом направлении в вертикальной плоскости в пределах зазора δ. При этом не происходит нарушение соосности корпуса обечайки 6 относительно цапф 2 бочки 1 ролика. В этих условиях не происходит местная локальная деформация и износ уплотнения 9, что исключает нарушение надежной герметизации отверстия 3 и корпуса обечайки 6.

В другом варианте (фиг. 2) корпус обечайки 6 крепится к боковой крышке 5 при помощи болтов 18 через пружины 11. При этом в отверстиях в корпусе обечайки 6 под болты 18 предусмотрены зазоры δ, в пределах которых перемещается корпус обечайки 6 при вращении ролика. В качестве пружинящих элементов 11 может быть использована помимо пружины также резина или сильфон. В качестве крепежного элемента в этом варианте используется шайба 13.

В этих условиях также происходит самоустановка обечайки 6 относительно цапф 2 и не происходит нарушение их соосности вследствие возможности перемещения обечайки 6 относительно крышки 5.

Отдельные металлические трубки 14 соединены между собой гибкими трубками 15, выполненными, например, из резины или из пластмассы. Для центровки трубок 14 и 15 относительно отверстия 3 трубки 14 снабжены упорами 16 в виде, например, пластин или штырей.

При такой конструкции трубок 14 и 15 обеспечивается возможность замены в период между процессами непрерывной разливки металлов на многоручьевых установках в условиях небольших габаритов между ручьями и стенками бункера зоны вторичного охлаждения корпуса обечайки 6 вместе с трубками 14 и 15 без демонтажа ролика или секций роликов. Кроме того, корпус обечайки не разрушается под действием веса и перекоса трубы.

В общем случае трубки 14 и 15 могут быть заменены единой гибкой трубой, выполненной, например, из жаропрочной пластмассы, снабженной упорами 16.

Применение изобретения позволяет повысить стойкость роликов на 80 - 90%.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к роликам многоручьевых установок непрерывной разливки металлов. Технический эффект - повышение стойкости роликов и упрощение процессов эксплуатации установок. Ролик содержит ролик с цапфами, установленную на подшипниковых опорах, глуходонное отверстие, выполненное по продольной оси бочки, гибкую трубку, входящую в осевое отверстие бочки ролика, жестко закрепленную на корпусе обечайки, и подшипниковые опоры с бочковыми крышками. Корпус обечайки укреплен на крышке подшипниковой опоры с возможностью перемещения относительно нее при помощи крепежного элемента, при этом между корпусом обечайки и крышкой подшипниковой опоры размещен пружинящий элемент. Труба выполнена из отдельных металлических трубок, соединенных между собой гибкими трубками. Кроме того, труба может быть выполнена цельной из гибкого материала. Гибкая труба и каждая металлическая трубка снабжены последовательно установленными упорами, центрирующими их относительно глуходонного отверстия в бочке ролика. 1 с. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Ролик для установок непрерывной разливки металлов, содержащий установленную на подшипниковых опорах бочку с цапфами, выполненную с глуходонным отверстием по ее продольной оси, входящую в глуходонное отверстие бочки трубу, жестко закрепленную на корпусе обечайки, подшипниковые опоры с боковыми крышками, уплотнение, расположенное между корпусом обечайки и цапфой бочки, и подводящие и отводящие воду трубопроводы к корпусу обечайки, отличающийся тем, что корпус обечайки укреплен на крышке подшипниковой опоры с возможностью перемещения относительно нее при помощи крепежного элемента, при этом между корпусом обечайки и крышкой подшипниковой опоры расположен пружинящий элемент, а труба выполнена гибкой. 2. Ролик по п. 1, отличающийся тем, что гибкая труба выполнена из отдельных металлических трубок, соединенных между собой гибкими трубками. 3. Ролик по п. 1, отличающийся тем, что гибкая труба выполнена цельной из гибкого материала. 4. Ролик по любому из пп. 2 и 3, отличающийся тем, что гибкая труба и каждая металлическая трубка снабжены последовательно установленными упорами, центрирующими их относительно глуходонного отверстия в бочке ролика.