ГРАТОСНИМАТЕЛЬ Российский патент 2006 года по МПК B23K37/08 

Изобретение относится к металлургическому производству, а именно - к вспомогательным устройствам, используемым для удаления грата, образовавшегося после разделения непрерывно литого слитка на мерные длины газокислородной резкой.

Гратосниматель обычно устанавливают в технологических линиях машин непрерывного литья заготовок за машиной газокислородной резки, которая разрезает непрерывно литой сляб на заготовки заданной длины. При кислородной резке на обеих кромках разрезанного слитка, т.е. вначале и в конце каждого отрезанного куска, из-за сбегающего и частично охлажденного шлака возникают заусенцы, состоящие из смеси хрупких железных окислов. Частично эти заусенцы свисают ниже кромок как сосульки льда, а частично образуют относительно плоское утолщение на кромках соседних частей нижних поверхностей разрезанного слитка. Образовавшийся грат снижает качество полученных заготовок, при дальнейшем перемещении которых рольгангом травмируются его поверхности.

Известно устройство для удаления грата по патенту Германии №3700207 A1, B 23 K 7/10. Гратосниматель предназначен для установки в линии рольганга и включает в себя два режущих вала, сочлененных с приводами их вращения. Привода вращения предназначены для сообщения одному из режущих валов вращения по часовой стрелке, а другому - против часовой стрелки. Режущие валы закреплены на подвеске и расположены перпендикулярно продольной оси слитка. Подвеска сочленена с приводом качания и располагается в линии рольганга таким образом, что режущие валы находятся симметрично по обе стороны относительно ролика рольганга. Гратосниматель оснащен также приспособлением, с помощью которого выставляется высотное положение режущего вала (в положении реза) относительно нижней поверхности слитка и удерживается в этом положении.

Работает гратосниматель следующим образом.

После поступления непрерывно отлитого слитка на рольганг в район машины газокислородной резки осуществляют отрезание от движущегося слитка заготовки требуемой длины. При этом на разрезанных поверхностях образуются оплывы, образованные жидким металлом, разнесенные газокислородным факелом. При дальнейшем движении по рольгангу отрезанные заготовки попадают в район гратоснимателя. При этом у заготовки, имеющей оба торца, обрезанных на машине газокислородной резки, имеет место грат, расположенный с двух сторон у нижней поверхности заготовки. Качающуюся подвеску гратоснимателя выставляют по вертикали с помощью приспособления таким образом, что любой из режущих валов своими кромками не внедрялся в нижнюю поверхность заготовки. Для снятия грата на переднем торце заготовки качающуюся подвеску устанавливают в положение, при котором режущий вал, вращающийся против часовой стрелке, подходит к нижней поверхности заготовки до контакта с нею. В это время второй режущий вал отведен от заготовки. При дальнейшем движении заготовки происходит удаление грата. После снятия грата с торца заготовки во время ее дальнейшего движения положение качающейся подвески изменяют и подводят к нижней поверхности второй режущий вал, вращающийся по часовой стрелке. При прохождении торца заготовки над этим валом происходит снятие грата. Далее заготовка с обработанными торцами, освобожденными от грата, транспортируется рольгангом на следующую технологическую позицию.

Таким образом, с помощью описанного устройства можно удалять грат с нижних поверхностей заготовок, разрезанных на машине газокислородной резки.

Следует отметить, что наличие двух режущих валов усложняет конструкцию устройства.

Таким образом, недостатком описанного гратоснимателя является его сложность.

Известен также другой гратосниматель, приведенный в европейском патенте №672487 А1, В 22 D 11/12, В 21 D 19/00, В 08 В 7/02 (фиг.6), более близкий к заявляемой конструкции гратоснимателя и принятый в качестве прототипа.

Гратосниматель устанавливается в линии рольганга, на который поступает сляб, вышедший, например, из тянуще-правильной клети. В состав гратоснимателя входит ударный вал (режущий вал), сочлененный с приводом вращения. Режущий вал установлен в двух подшипниковых опорах. Подшипниковые опоры расположены на четырех приводных подъемных устройствах, предназначенных для перемещения режущего вала относительно нижней поверхности слитка. На режущий вал надеты ударные шайбы, закрепленные в продольном направлении.

Работает гратосниматель следующим образом.

Сляб, выходящий из тянуще-правильной клети, транспортируется по роликам рольганга к машине газокислородной резки, где от слитка отрезают заготовку заданной длины. При этом в местах разрезания слитка на нижних поверхностях разрезанных частей образуется грат в виде оплывов разной длины. Затем отрезанную заготовку рольгангом на повышенной скорости перемещают в район размещения гратоснимателя и останавливают таким образом, чтобы режущий вал размещался перед задним торцом заготовки под нижней поверхностью, свободной от грата. Четырьмя цилиндрами подъемного устройства режущий вал выставляют относительно нижней поверхности слитка с технологически необходимым зазором. Включают привод вращения режущего вала, а сляб перемещают в направлении технологического потока. В это время происходит удаление грата с нижней поверхности заготовки, распложенной у заднего торца. Для снятия грата с переднего торца заготовки рольгангом ее перемещают в направлении, обратном технологическому потоку, а вращающийся режущий вал четырьмя цилиндрами устройства снова подводят к нижней поверхности заготовки и размещают с технологически необходимым зазором, удаляют грат у переднего торца заготовки. Затем заготовку рольгангом транспортируют далее в линии технологического потока.

По сравнению с аналогом описанный гратосниматель имеет один режущий орган, что упрощает его конструкцию.

Выполнение в описанной конструкции гратоснимателя механизма перемещения режущего вала в виде четырех цилиндров, расположенных под его опорами в непосредственной близости о горячего слитка, имеющего температуру порядка 700°С, с системой синхронизации их работы, усложняет конструкцию гратоснимателя и снижает его надежность.

Таким образом, недостатком описанного гратоснимателя является его сложность при одновременно невысокой надежности.

В основу изобретения поставлена задача создания гратоснимателя более простой конструкции при одновременном повышении ее надежности.

Эта задача решается за счет технического результата, который состоит в уменьшении количества цилиндров привода перемещения режущего вала гратоснимателя при одновременном улучшении температурного режима их работы.

Для достижения указанного технического результата в гратоснимателе, включающем приводной режущий вал, установленный с возможностью перемещения от приводного подъемного устройства, согласно изобретению приводное подъемное устройство выполнено в виде, по меньшей мере, двух опорных роликов, рычага и рамы с цапфами, размещенными в подшипниках опор с возможностью поворота, при этом одна из цапф жестко сочленена с рычагом, свободный конец которого шарнирно соединен с приводом подъемного устройства, а режущий вал и опорные ролики расположены в раме таким образом, что их наружные поверхности имеют общую касательную плоскость, при этом опорные ролики установлены с двух сторон от режущего вала, а оси цапф рамы, режущего вала и опорных роликов параллельны друг другу.

В результате сравнительного анализа заявляемого решения и прототипа установлено, что они имеют следующие общие признаки:

- приводной режущий вал;

- установка режущего вала с возможностью перемещения от приводного подъемного устройства;

и отличительные признаки:

- выполнение приводного подъемного устройства в виде, по меньшей мере, двух опорных роликов, рычага и рамы с цапфами;

- размещение цапф в подшипниках опор с возможностью поворота;

- жесткое сочленение одной из цапф с рычагом;

- шарнирное сочленение свободного конца рычага с приводом подъемного устройства;

- расположение режущего вала и опорных роликов в раме таким образом, что их наружные поверхности имеют общую касательную плоскость;

- установка опорных роликов с двух сторон от режущего вала;

- параллельность осей цапф рамы, режущего вала и опорных роликов.

Таким образом, заявляемый гратосниматель имеет новые формы выполнения элементов устройства, новые элементы, новые связи между ними.

Между отличительными признаками и достигаемым результатом имеется причинно - следственная связь.

Благодаря выполнению приводного подъемного устройства в виде, по меньшей мере, двух опорных роликов, рычага и рамы с цапфами, размещенными в подшипниках опор с возможностью поворота, жесткому сочленению одной из цапф с рычагом, свободный конец которого шарнирно соединен с приводом подъемного устройства, размещению режущего вала и опорных роликов в раме таким образом, что их наружные поверхности имеют общую касательную плоскость, установке опорных роликов с двух сторон от режущего вала и размещению осей цапф рамы, режущего вала и опорных роликов параллельно друг другу, стало возможным выполнить привод подъемного устройства с одним цилиндром, что упрощает конструкцию гратоснимателя, разместить цилиндр подъемного устройства в стороне от разогретого слитка, где температура окружающей среды значительно ниже, что улучшает температурные условия работы привода, повышает его надежность и надежность гратоснимателя в целом.

Кроме того, благодаря возможности отведения от горячего слитка рамы с режущим валом в район с менее высокой температурой, когда нет необходимости в снятии грата, повышается надежность режущего вала и надежность гратоснимателя в целом.

Исключение из совокупности отличительных признаков хотя бы одного не обеспечивает достижения технического результата.

Заявляемое техническое решение промышленно применимо потому, что его техническое и технологическое исполнение не представляет трудностей, например, в условиях НКМЗ.

С использованием заявляемого решения выполнен технический проект для базовой машины непрерывного литья заготовок.

Заявляемое техническое решение не известно из уровня техники, потому оно является новым.

Заявляемое техническое решение имеет изобретательский уровень, так как предлагаемая конструкция гратоснимателя для специалиста явным образом не следует из уровня техники.

Заявляемое решение поясняется чертежами, на которых изображено следующее:

фиг.1 - вид сбоку на гратосниматель;

фиг.2 - разрез А-А по режущему валу;

фиг.3 - разрез Б-Б по опорному ролику.

Гратосниматель устанавливается в линии машины непрерывного литья заготовок за газокислородной машиной в промежутке между роликами 1 рольганга (в объем защиты не входят, на чертеже показаны тонко). В состав приводного подъемного устройства 2 гратоснимателя входит рама 3 с цапфами 4 и 5, установленными в подшипниках с возможностью поворота. Одна из цапф, например, цапфа 4 жестко соединена с рычагом 6. Свободный конец рычага 6 шарнирно соединен с приводом подъемного устройства 2. Привод подъемного устройства 2 выполнен в виде гидроцилиндра 7. В раме 3 расположены режущий вал 8 и опорные ролики 9 и 10, расположенные с двух сторон от режущего вала 8. Режущий вал 8 выполнен в виде набора фрез, закрепленных в продольном направлении на валу. Режущий вал 8 и опорные ролики 9 и 10 размещены в раме 3 таким образом, что их наружные поверхности имеют общую касательную плоскость «В», а оси цапф 4 и 5, режущего вала 8 и опорных роликов 9 и 10 параллельны друг другу. Такое размещение элементов конструкции гратоснимателя позволяет обеспечивать подведение режущего вала 8 к нижней поверхности слитка 11 (на чертеже показан тонко) без врезания в него. Режущий вал 8 установлен в раме 3 с возможностью регулировки его положения по высоте, что позволяет перешлифовывать его режущие кромки и сохранять возможность установки режущего вала 8 и опорных роликов 9 и 10 в положение, при котором их наружные поверхности имеют общую касательную плоскость "В". Режущий вал 8 сочленен с приводом вращения (на чертеже не показан). Опорные ролики 9 и 10 установлены в подшипниках с возможностью перекатывания по нижним поверхностям слитка 11 и заготовки 12. Слиток 11 и заготовка 12 по своим торцам имеет грат 13, расположенный со стороны нижней поверхности. Цилиндр 7 привода подъема режущего вала 8 вынесен за пределы района повышенной температуры. Цапфы 4 установлены в подшипниках 14 опор 15. Работает гратосниматель следующим образом. Газокислородная машина отрезает заготовку 12 от слитка 11, движущегося по роликам 1 рольганга. В результате реза на торцах заготовки 12 и слитка 11 возникает грат 13 в виде оплывов, утолщений, сосулек. После окончания реза подается команда на подачу давления в поршневую полость гидроцилиндра 7 подъемного устройства 2. Шток гидроцилиндра 7 выдвигаясь приводит в движение рычаг 6, который вынуждает проворачиваться цапфы 4 и 5 рамы 3 в подшипниках 14 опор 15, в результате чего рама 3 с режущим валом 8 и опорными роликами 9 и 10 поворачивается и подводится к слитку 11 и заготовке 12. При этом опорный ролик 10 и режущий вал 8 подводятся к нижней поверхности отрезанной заготовки 12 таким образом, чтобы опорный ролик 10 коснулся той части нижней поверхности заготовки 12, которая свободна от грата 13, а опорный ролик 9 коснулся нижней поверхности слитка 11, так же свободной от грата 13.Таким образом, рама 3 устанавливается в рабочее положении, при котором совершается удаление грата 13 режущим валом 8. При этом касательной плоскостью "В", общей для наружных поверхностей режущего вала 8 и опорных роликов 9, 10, являются нижние поверхности слитка 11 и заготовки 12. Благодаря такому размещению опорных роликов 9 и 10 и режущего вала 8 относительно нижних поверхностей движущихся слитка 11 и заготовки 12 режущий вал 8 срезает грат 13 с нижних поверхностей слитка 11 и заготовки 12 одновременно, не внедряясь в тело слитка 11 и заготовки 12. После этого подается команда на подачу давления в штоковую полость гидроцилиндра 7, шток втягивается, рычаг 6 проворачивается, проворачивается рама 3, при этом режущий вал 8 и опорные ролики 9 и 10 отходятся от нижних поверхностей слитка 11 и заготовки 12 в исходное положение. Одновременно подается команда роликам 1 рольганга на увеличение скорости для ускоренного отвода обработанной заготовки 12 далее в линии технологического потока.

Из всего вышеизложенного видно, что выполнение гратоснимателя в соответствии с формулой изобретения изготовленным с приводным поворотным устройством, оснащенным одним цилиндром, и выполненным в виде рамы, в которой расположены, по меньшей мере, два опорных ролика и режущий вал, наружные поверхности которых имеют общую касательную плоскость, позволило упростить конструкцию гратоснимателя и одновременно повысить его надежность за счет размещения цилиндра поворотного устройства вне района высоких температур.

Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к вспомогательным устройствам, используемым для удаления грата, образовавшегося после разделения литого слитка на мерные длины газокислородной резкой. Гратосниматель содержит приводной режущий вал (8), установленный с возможностью перемещения от приводного подъемного устройства (2). Приводное подъемное устройство (2) выполнено в виде, по меньшей мере, двух опорных роликов (9) и (10), рычага (6) и рамы (3) с цапфами (4), размещенными в подшипниках опор с возможностью поворота. Одна из цапф (4) жестко сочленена с рычагом (6), свободный конец которого шарнирно соединен с приводом подъемного устройства (2). Режущий вал (8) и опорные ролики (9) и (10) расположены в раме (3) таким образом, что их наружные поверхности имеют общую касательную плоскость. Опорные ролики установлены с двух сторон от режущего вала, а оси цапф рамы, режущего вала и опорных роликов параллельны друг другу. Это позволит упростить конструкцию гратоснимателя и повысить надежность его работы. 3 ил.

Гратосниматель, включающий приводной режущий вал, установленный с возможностью перемещения от приводного подъемного устройства, отличающийся тем, что приводное подъемное устройство выполнено в виде, по меньшей мере, двух опорных роликов, рычага и рамы с цапфами, размещенными в подшипниках опор с возможностью поворота, при этом одна из цапф жестко сочленена с рычагом, свободный конец которого шарнирно соединен с приводом подъемного устройства, а режущий вал и опорные ролики расположены в раме таким образом, что их наружные поверхности имеют общую касательную плоскость, при этом опорные ролики установлены с двух сторон от режущего вала, а оси цапф рамы, режущего вала и опорных роликов параллельны друг другу.