РОЛИК ПЕЧНОГО РОЛЬГАНГА Российский патент 2003 года по МПК F27D3/02 

Изобретение относится к прокатному производству, конкретно к конструкции роликов печного рольганга нагревательных печей.

Известно, что температура печного пространства в нагревательных печах достигает примерно 1300^oС. Эта температура практически равна температуре внешней поверхности металлических дисков роликов, транспортирующих металл. Вместе с тем, температура внутренней поверхности металлического диска, сопряженного с охлаждаемой бочкой и закрепленного на ней, практически равна температуре охлаждаемой бочки, т.е. не более 200-300^oС. Таким образом, между наружной поверхностью металлического диска и его внутренней поверхностью возникает температурный перепад примерно 1000^oС. Это приводит к возникновению значительных напряжений в металлическом диске и к его быстрому разрушению.

Кроме того, через поверхность самой бочки с охлаждаемой средой теряется большое количество тепла, что приводит к повышенному расходу топлива.

Для устранения вышеуказанных недостатков используются различные технические решения.

Известен, например, приводимый в качестве аналога охлаждаемый ролик печного рольганга, в конструкции которого, с целью снижения тепловых потерь, используют изоляционные порошки, засыпаемые между бочкой и водоохлаждаемой осью (см., например, кн. "Справочник конструктора печей прокатного производства" под редакцией В. М. Тымчака, т. II, М., Металлургия, 1970, с. 667 - 668, рис. XXII - 5, "д").

Недостатком этого ролика является то, что при его эксплуатации теплоизоляционная засыпка может высыпаться через зазор между опорной втулкой и осью, что приводит к значительному увеличению потерь тепла.

Кроме того, поверхность бочки описанного выше ролика печного рольганга непосредственно контактирует с нагреваемым металлом, что приводит к ее быстрому износу. Более того, нагреваемый металл в описанном аналоге контактирует со всей поверхностью бочки, что приводит к большим теплопотерям и повышенному расходу топлива.

Для устранения этого недостатка в практике конструирования роликов печных рольгангов для нагрева листового или полосового металла используют закрепляемые на поверхности бочки диски.

Прототипом заявляемому изобретению является ролик печного рольганга для нагрева листового или полосового металла, описанный в кн. "Справочник конструктора печей прокатного производства" под редакцией В.М. Тымчака, т. II, М., Металлургия, 1970, с. 667-668, рис. XXII-5, "г".

Ролик печного рольганга (прототипа) содержит закрепленные на наружной поверхности бочки цельнометаллические диски или по крайней мере один цельнометаллический диск.

Однако из-за большого градиента температур между наружной поверхностью цельнометаллического диска и его внутренней поверхностью, сопряженной с бочкой, в цельнометаллических дисках прототипа возникают большие напряжения, что приводит к их быстрому разрушению. В практике такие конструкции роликов с цельнометаллическими дисками не нашли применения.

Задачей заявляемого изобретения является снижение теплового потока от наружной поверхности металлического диска к поверхности бочки, а также уменьшение потока тепла от нагреваемого металла к поверхности бочки.

Достигаемый при этом технический эффект - повышение стойкости металлических дисков, повышение долговечности ролика печного рольганга и печного рольганга в целом, снижение теплопотерь и расхода топлива.

Решение поставленной задачи с получением указанного технического эффекта достигается тем, что ролик печного рольганга содержит по крайней мере один диск, сопряженный своей внутренней цилиндрической поверхностью с наружной цилиндрической поверхностью охлаждаемой бочки и закрепленный на ней. Диск состоит из пяти колец со стенками относительно равной толщины, при этом в наружном кольце, геометрическая ось наружной цилиндрической поверхности которого совпадает с геометрической осью наружной цилиндрической поверхности бочки, по его торцам выполнены цилиндрические расточки, в которых размещены два средних кольца, причем по крайней мере одна из расточек для размещения среднего кольца выполнена с эксцентриситетом относительно геометрической оси наружной цилиндрической поверхности наружного кольца, а два внутренних кольца своими внутренними цилиндрическими поверхностями сопряжены с наружной цилиндрической поверхностью бочки и закреплены на ней, а на наружной поверхности каждого внутреннего кольца выполнена цилиндрическая проточка, которая сопряжена с внутренней цилиндрической поверхностью соответствующего среднего кольца, причем по крайней мере на одном из внутренних колец проточка выполнена с эксцентриситетом относительно внутренней цилиндрической поверхности внутреннего кольца. При этом конструкция ролика предусматривает возможность теплоизоляции поверхности бочки и заполнения полости внутри диска теплоизоляционным материалом.

Предлагаемый ролик печного рольганга приведен на прилагаемом чертеже.

Цапфы ролика печного рольганга и его подшипниковые опоры, а также система охлаждения бочки на чертеже не показаны, так как не имеют прямого отношения к изобретению. На бочке 1 с наружным диаметром d ролика печного рольганга крепится металлический диск, состоящий из пяти колец: двух внутренних колец 2 и 3, закрепленных на бочке, например сваркой, и имеющих толщину S_в, двух средних колец 4 и 5 толщиной S_c и одного наружного кольца толщиной S_н.

В наружном кольце 6 с наружным диаметром D, геометрическая ось наружной цилиндрической поверхности которого совпадает с геометрической осью наружной цилиндрической поверхности бочки, по его торцам выполнены цилиндрические расточки, в которых размещены средние кольца 4 и 5. При этом по крайней мере одна из расточек для размещения среднего кольца 4 или 5 выполнена с эксцентриситетом относительно геометрической оси наружной цилиндрической поверхности наружного кольца 6 на величину эксцентриситета, равного U или V.

Толщины колец S_Н ≈ S_c ≈ S_В. Поверхность бочки ролика теплоизолирована теплоизоляционным материалом 7, а внутренние полости дисков - теплоизоляционным материалом 8.

Для размеров D и d должно выполняться следующее соотношение:
D/d=(l,5....2,5).

Ролик печного рольганга работает следующим образом.

После придания приводом (не показан) крутящего момента бочке ролика крутящий момент через закрепленные на ней внутренние кольца 2 и 3 за счет эксцентриситета передается на средние кольца 4 и 5 и далее на наружное кольцо 6. Вся система приходит во вращение, чем обеспечивается транспортировка металла.

Изобретение относится к прокатному производству, конкретно к конструкции роликов печного рольганга нагревательных печей. Ролик содержит по крайней мере один диск, сопряженный своей внутренней цилиндрической поверхностью с наружной цилиндрической поверхностью охлаждаемой бочки и закрепленный на ней. Диск состоит из пяти колец. В наружном кольце, геометрическая ось наружной цилиндрической поверхности которого совпадает с геометрической осью наружной цилиндрической поверхностью бочки, по его торцам выполнены цилиндрические расточки, в которых размещены два средних кольца, причем по крайней мере одна из расточек для размещения среднего кольца выполнена с эксцентриситетом относительно геометрической оси наружной цилиндрической поверхности наружного кольца, а два внутренних кольца своими внутренними цилиндрическими поверхностями сопряжены с наружной цилиндрической поверхностью бочки и закреплены на ней, а на наружной поверхности каждого внутреннего кольца выполнена цилиндрическая проточка, которая сопряжена с внутренней цилиндрической поверхностью соответствующего среднего кольца, причем по крайней мере на одном из внутренних колец проточка выполнена с эксцентриситетом относительно внутренней цилиндрической поверхности внутреннего кольца. Поверхность бочки ролика теплоизолирована теплоизоляционным материалом, а внутренние полости дисков также заполнены теплоизоляционным материалом. Изобретение обеспечивает технический результат, заключающийся в повышении стойкости металлических дисков, долговечности ролика печного рольганга и печного рольганга в целом, в снижении теплопотерь и расхода топлива. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Ролик печного рольганга, содержащий по крайней мере один диск, сопряженный своей внутренней цилиндрической поверхностью с наружной цилиндрической поверхностью охлаждаемой бочки и закрепленный на ней, отличающийся тем, что диск состоит из пяти колец со стенками относительно равной толщины, при этом в наружном кольце, геометрическая ось наружной цилиндрической поверхности которого совпадает с геометрической осью наружной цилиндрической поверхности бочки, по его торцам выполнены цилиндрические расточки, в которых размещены два средних кольца, причем по крайней мере одна из расточек для размещения среднего кольца выполнена с эксцентриситетом относительно геометрической оси наружной цилиндрической поверхности наружного кольца, а два внутренних кольца своими внутренними цилиндрическими поверхностями сопряжены с наружной цилиндрической поверхностью бочки и закреплены на ней, а на наружной поверхности каждого внутреннего кольца выполнена цилиндрическая проточка, которая сопряжена с внутренней цилиндрической поверхностью соответствующего среднего кольца, причем по крайней мере на одном из внутренних колец проточка выполнена с эксцентриситетом относительно внутренней цилиндрической поверхности внутреннего кольца. 2. Ролик печного рольганга по п.1, отличающийся тем, что поверхность бочки покрыта теплоизоляционным материалом, при этом внутренние полости диска также заполнены теплоизоляционным материалом.