РОЛИК РОЛЬГАНГА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ НАГРЕТОГО В ПЕЧИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2006 года по МПК C21D9/46 F27D3/02 F27B9/24 B21B39/00 B22D11/128 

Изобретение относится к ролику рольганга для транспортировки нагретого в печи металлического листового материала, непрерывнолитых заготовок из стали и подобных объектов, с валом ролика и оболочкой ролика, которая, по меньшей мере, на концах ролика шарнирно опирается на вал ролика.

При обычной разности электрического потенциала между металлическим изделием и роликом рольганга электрические токи и искрообразование могут быть причиной возникновения поверхностных дефектов в изготавливаемом материале.

Известен из DE 2426135 С2 ролик рольганга для транспортировки проката, который может противостоять ударным воздействиям со стороны проката. Однако при этом не учитывалось то, что такие ролики рольганга также подвергаются действию электрического тока и искрообразованию, что может привести к дефектам проката.

Таким образом, в основе данного изобретения лежит задача не допускать возникновения подобного рода электрических токов и искрообразования, чтобы более не появлялись упомянутые повреждения.

Поставленная задача решается согласно изобретению за счет того, что оболочка ролика, по меньшей мере, на концах ролика опирается электрически и/или термически изолированно, шарнирно на вал ролика. Такой ролик для рольганга применим для рольгангов или частей рольганга в области индуктивного нагрева и наведенных электрических полей, а также при обычной разности электрического потенциала между прокатом или непрерывнолитой заготовкой и роликом рольганга, когда электрические токи и искрообразование могут вызывать дефекты поверхности. Предпочтительно такой ролик рольганга может также использоваться, чтобы в значительной мере препятствовать теплообмену за счет теплопроводности между нагреваемой изделием оболочкой ролика и, как правило, охлаждаемым валом ролика (осью ролика).

Изобретение дополнительно усовершенствуется тем, что между оболочкой и валом ролика на концах ролика расположены соответственно распределенные по окружности, отдельные изолирующие тела или цельное кольцеобразное изолирующее тело. При этом изолирующие тела могут использоваться для центрирования оболочки на валу ролика и/или для передачи крутящего момента.

Данная форма выполнения заключается в том, что распределенные по окружности, отдельные изолирующие тела состоят из профильных прутков. Профиль может быть образован из круглых прутков, плоского или прямоугольного материала или иметь другое поперечное сечение. Материал для таких профильных прутков может выбираться из керамических или других изоляционных материалов, имеющих соответствующую твердость.

Дополнительное преимущество заключается в том, что профильные прутки вместе с кольцами подшипника аксиально фиксируются относительно вала и оболочки ролика.

Для предотвращения аксиального смещения предпочтительным является, например, то, что аксиальный фиксатор выполнен из приваренных к торцевым сторонам подшипника плоских колец.

Поскольку оболочка ролика и вал ролика принципиально отделены друг от друга и связаны исключительно через изолирующие тела, между оболочкой ролика и валом ролика посредством аксиального фиксатора могут быть образованы плавающий в осевом направлении подшипник и неподвижный в осевом направлении подшипник. Благодаря этому могут компенсироваться температурные напряжения и тепловые расширения.

В принципе, следующее преимущество возникает благодаря тому, что изолирующие тела центрируют оболочку ролика на валу ролика и одновременно образуют средство передачи крутящего момента. Тем самым создается компактный, обеспечивающий необходимую передачу усилия узел ролика рольганга.

Альтернативный вариант осуществления предусматривает, что оболочка ролика разделена на несколько разнесенных на валу ролика участков оболочки ролика с соответственно распределенными по окружности центрирующими вал ролика и передающими приводной крутящий момент изолирующими телами. При этом участки оболочки ролика отделены от вала ролика и соединяются только через описанные изолирующие тела.

Согласно другой альтернативе изолирующее тело выполнено в виде конического подшипника, коническое внутреннее кольцо которого и/или коническое внешнее кольцо которого и/или конические ролики которого соответственно образуют изолирующие тела. При этом вследствие незначительной протяженности участков оболочки ролика можно пренебречь возникающим вследствие нагрева и продольного удлинения в аксиальном направлении зазором, так что не требуется корректировки установки плавающего и неподвижного подшипников. При этом создаются препятствия электрическим токам в особенности в осевом направлении.

Согласно дальнейшему усовершенствованию изобретения увеличенный вследствие нагрева оболочки ролика зазор в посадочном месте изолирующих тел компенсируется тем, что коническое внутреннее кольцо имеет возможность аксиального смещения и под действием пружины может устанавливаться на валу ролика.

При этом наклон конуса следует выбирать таким образом, чтобы при увеличении длины оболочки ролика внешний конус смещался относительно внутреннего конуса и тем самым в значительной мере компенсировал увеличение диаметра.

Для этого предлагается практичное решение, заключающееся в том, что коническое внутреннее кольцо посредством тарельчатых пружин, которые опираются на выступ вала, имеет возможность аксиального смещения на валу ролика относительно полого, жестко соединенного с оболочкой ролика конического внешнего кольца. Вследствие этого зазор непрерывно устраняется за счет давления пружины.

Другой вариант выполнения дополнительно предусматривает то, что участок оболочки ролика шарнирно закреплен на конце ролика в коническом подшипнике, а примерно посредине - посредством распределенных по окружности изолирующих тел.

На фигурах представлены варианты осуществления изобретения, которые далее поясняются более подробно. Показано:

на фиг.1 - аксиальный продольный разрез первого варианта выполнения ролика рольганга,

на фиг.1А - соответствующий фиг.1, вид сбоку,

на фиг.2 - аксиальный продольный разрез второго варианта выполнения ролика рольганга с участками оболочки ролика,

на фиг.2А - соответствующий фиг.2, вид сбоку,

на фиг.3 - аксиальный продольный разрез третьего варианта выполнения ролика рольганга,

на фиг.3А - соответствующий фиг.3, вид сбоку,

на фиг.4 - аксиальный продольный разрез четвертого варианта выполнения ролика рольганга.

Ролик рольганга предназначен, в частности, для транспортировки листового материала, который выходит из печи для обработки или для транспортировки непрерывнолитых заготовок, например тонких непрерывнолитых заготовок. Принципиальная конструкция включает в себя оболочку 1 ролика, которая, по меньшей мере, на концах 2 и 3 ролика шарнирно опирается, соответственно электрически и термически изолированно, на вал 4 ролика (фиг.1 и 1А в качестве первого варианта выполнения).

Изоляция возникает благодаря тому, что между оболочкой 1 ролика на концах 2 и 3 ролика и валом 4 ролика предусмотрены распределенные по окружности отдельные изолирующие тела 5 (фиг.1, 1А; фиг.2, 2А и фиг.3, 3А). Альтернативно также может быть предусмотрено цельное, кольцеобразное изолирующее тело 6 (фиг.4).

Распределенные по окружности отдельные изолирующие тела 5 состоят из фасонных прутков 7, которые имеют круглое, плоское, прямоугольное или многоугольное поперечное сечение. Фасонные прутки 2 состоят из керамики или других изолирующих материалов.

Вал 4 ролика оснащен подшипниковыми уступами 8 и 9 и охлаждается посредством охлаждающей среды, которая течет через центральный канал 10. Фасонные прутки 7 аксиально фиксируются вместе с подшипниковыми кольцами 11 и 12 на уступе 13 вала. Аксиальный фиксатор состоит из приваренных к торцевым сторонам 14 и 15 плоских колец 17, которые соответственно установлены на образованных вместе с фасонными прутками 7 подшипниках 16. Эти подшипники 16 могут быть для учета теплового расширения выполнены как плавающий в осевом направлении подшипник 16а и неподвижный в осевом направлении подшипник 16b.

Изолирующие тела 5 центрируют оболочку 1 ролика на валу 4 ролика и одновременно посредством геометрического и/или силового замыкания образуют средство передачи крутящего момента.

Во втором варианте выполнения (фиг.2, 2А) оболочка 1 ролика разделена на несколько разнесенных на валу 4 ролика участков 1а, 1b, 1c, 1d и т.д. оболочки ролика, которые также центрируются относительно вала 4 ролика посредством изолирующих тел 5 и передают приводной крутящий момент.

Согласно третьему варианту выполнения (фиг.3 и 3А) изолирующее тело 5 сформировано в виде конического подшипника 18, причем или его коническое внутреннее кольцо 18а, или его коническое внешнее кольцо 18b, и/или его конические ролики 18с соответственно образуют изолирующие тела 5.

Согласно четвертому варианту выполнения (фиг.4) коническое внутреннее кольцо 18а имеет возможность аксиального смещения и устанавливается на валу 4 ролика под действием пружины. Коническое внутреннее кольцо 18а посредством тарельчатых пружин 19, которые опираются на выступ 20 вала, имеет возможность аксиального смещения на валу 4 ролика по отношению к полому, жестко соединенному с оболочкой 1 ролика коническому внешнему кольцу 18b. При таком выполнении крутящий момент передается посредством фрикционного замыкания с коническим внешним кольцом 18b. Коническое внешнее кольцо 18b выполнено из керамики. Вместо керамики также может быть использован стекловолоконный текстиль при соответствующей толщине или наслоении.

Участки 1а, 1b и т.д. оболочки ролика могут соответственно шарнирно закрепляться на концах 2 и/или 3 ролика на коническом подшипнике 18, а приблизительно посредине - посредством распределенных по окружности изолирующих тел 5.

Для предотвращения утечек тока через поверхность изолирующих тел 5 следует стремиться к сухой окружающей атмосфере. Такая атмосфера возникает, например, в пределах печи для обработки.

Список ссылочных позиций

1 оболочка ролика

1а участок оболочки ролика

1b участок оболочки ролика

1с участок оболочки ролика

1d участок оболочки ролика

2 конец ролика

3 конец ролика

4 вал ролика

5 отдельные изолирующие тела

6 цельное изолирующее тело

7 фасонный пруток

8 подшипниковый уступ

9 подшипниковый уступ

10 центральный канал

11 подшипниковое кольцо

12 подшипниковое кольцо

13 уступ вала

14 торцевая сторона

15 торцевая сторона

16 образованный посредством фасонных прутков подшипник

16а плавающий в осевом направлении подшипник

16b неподвижный в осевом направлении подшипник

17 плоское кольцо

18 конический подшипник

18а коническое внутреннее кольцо

18b коническое внешнее кольцо

18с конические ролики

19 тарельчатые пружины

20 выступ вала

Изобретение относится к ролику рольганга для транспортировки нагретого в печи металлического листового материала, непрерывнолитых заготовок из стали и подобных объектов. Для избежания вызываемых электрическими токами и искрообразованием на поверхности изделия дефектов ролик имеет вал и оболочку, шарнирно опирающуюся на концы вала ролика и электрически и/или термически изолированную. 11 с.п. ф-лы, 4 ил.

1. Ролик рольганга для транспортировки нагретого в печи металлического листового материала, непрерывно-литых стальных заготовок и подобных объектов, содержащий вал ролика и шарнирно опирающуюся на вал ролика, по меньшей мере, на концы ролика оболочку ролика, отличающийся тем, что оболочка (1) ролика, шарнирно опирающаяся на вал (4) ролика, по меньшей мере, на концах (2; 3) ролика соответственно электрически и/или термически изолирована.2. Ролик рольганга по п.1, отличающийся тем, что между оболочкой (1) ролика на концах (2; 3) ролика и валом (4) ролика предусмотрены соответственно распределенные по окружности отдельные изолирующие тела (5) или цельное кольцеобразное изолирующее тело (6).3. Ролик рольганга по п.2, отличающийся тем, что распределенные по окружности отдельные изолирующие тела (5) являются фасонными прутками (7).4. Ролик рольганга по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что фасонные прутки (7) вместе с подшипниковыми кольцами (11; 12) аксиально фиксируются относительно вала (4) ролика и оболочки (1) ролика посредством аксиальных фиксаторов.5. Ролик рольганга по п.4, отличающийся тем, что аксиальный фиксатор состоит из приваренных к торцевым сторонам (14; 15) подшипника (16) плоских колец (17).6. Ролик рольганга по п.1, отличающийся тем, что посредством аксиального фиксатора между оболочкой (1) ролика и валом (4) ролика образуются плавающий в осевом направлении подшипник (16а) и неподвижный в осевом направлении подшипник (16b).7. Ролик рольганга по п.1, отличающийся тем, что изолирующие тела (5) центрируют оболочку (1) ролика на валу (4) ролика и одновременно образуют средство передачи крутящего момента.8. Ролик рольганга по п.1, отличающийся тем, что оболочка (1) ролика разделена на несколько разнесенных на валу (4) ролика участков (1a, 1b, 1c, 1d) оболочки с соответственно распределенными по окружности центрирующими вал (4) ролика и передающими приводной крутящий момент изолирующими телами (5).9. Ролик рольганга по п.1, отличающийся тем, что изолирующее тело (5) выполнено в виде конического подшипника (18), коническое внутреннее кольцо (18а) которого, и/или коническое внешнее кольцо (18b) которого, и/или конические ролики (18с) которого соответственно образуют изолирующее тело (5).10. Ролик рольганга по п.9, отличающийся тем, что коническое внутреннее кольцо (18а) имеет возможность аксиального смещения и под действием пружины может устанавливаться на валу (4) ролика.11. Ролик рольганга по п.10, отличающийся тем, что коническое внутреннее кольцо (18а) посредством тарельчатых пружин (19), которые опираются на выступ (20) вала, имеет возможность аксиального смещения на валу (4) ролика по отношению к полому жестко соединенному с оболочкой (1) ролика коническому внешнему кольцу (18b).12. Ролик рольганга по любому из пп.8-11, отличающийся тем, что участок (1а, 1b, 1с, 1d) оболочки ролика шарнирно закреплен соответственно на концах (2; 3) ролика на коническом подшипнике (18), а приблизительно посредине - посредством распределенных по окружности изолирующих тел (5).