МЕХАНИЗМ КАЧАНИЯ КРИСТАЛЛИЗАТОРА МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК Российский патент 2011 года по МПК B22D11/53 

Настоящее изобретение относится к металлургии, а именно к машинам непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

Известно, что необходимым условием стабильности ведения процесса непрерывного литья на машинах со скольжением корочки относительно стенок кристаллизаторя является качание кристаллизатора - возвратно-поступательное движение кристаллизатора в направлении вытягивания слитка с частотой 150…400 в минуту и с амплитудой 4…12 мм.

Известен приводимый в качестве аналога предлагаемого изобретения механизм качания кристаллизатора.

Известный механизм представляет собой стол для установки кристаллизатора, связанный со станиной с помощью шарнирного параллелограмного устройства, а также эксцентриковый привод качания стола, состоящий из шатуна, эксцентрика, вала эксцентрика, электродвигателя и зубчатой передачи.

Недостатком известного механизма является то, что вследствие знакопеременных величин крутящего момента на валу эксцентрика, а также наличия зазоров в зацеплении искажается требуемый кинематический закон качания кристаллизатора. Эти искажения приводят к аварийным отказам процесса литья и ухудшению качества поверхности заготовок.

В качестве прототипа заявляемого изобретения использован (см. патент RU №2264275, В22D 11/056 от 27.01.2005 г.) механизм качания кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок, содержащий основание, стол кристаллизатора, подвеску стола к основанию, выполненную в виде системы пластинчатых рессор, расположенных в два яруса.

Недостатком механизма качания кристаллизатора-прототипа является то, что, исключив зазоры в шарнирах, он не позволяет полностью исключить появление зазоров в зубчатом зацеплении при изменении направления действия на кристаллизатор сил трения со стороны слитка.

Предлагаемая конструкция механизма качания кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок позволяет исключить искажение требуемого кинематического закона качательного движения кристаллизатора и обеспечить стабилизацию процесса непрерывного литья, так как полностью исключается появление зазоров в зубчатом зацеплении при изменении направления действия на кристаллизатор сил трения со стороны слитка.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является исключение грубых дефектов на поверхности слитка, снижение количества прорывов, увеличение надежности работы МНЛЗ, увеличение скорости разливки.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что механизм качания кристаллизатора состоит из стола, на котором устанавливается кристаллизатор, рычажного механизма, обеспечивающего возвратно-поступательное движение стола с кристаллизатором по заданной траектории, эксцентрикового привода качания стола, состоящего из эксцентрика, вала, зубчатой передачи и электродвигателя, при этом зубчатая передача состоит из шевронного колеса и вал-шестерни, причем для выборки зазоров в зацеплении вал-шестерня установлена с возможностью движения в осевом направлении и через упорный подшипник соединена с пружиной, установленной с возможностью действия на вал-шестерню усилием, на 20…30% превышающим осевую составляющую окружного усилия в зубчатом зацеплении.

Предлагаемая конструкция изображена на фиг.1 и 2.

- на фиг.1 изображена кинематическая схема механизма качания кристаллизатора МНЛЗ;

- на фиг.2 изображен общий вид редуктора механизма качания кристаллизатора МНЛЗ.

Предлагаемая конструкция механизма качания кристаллизатора МНЛЗ содержит станину 1, стол 2, на который устанавливается кристаллизатор 3, шарнирные рычаги 4 и 5, связывающие с неподвижной опорой стол 2 и станину 1, шатун 6, эксцентрик 7, посаженный на вал 8, шевронные зубчатое колесо 9 и вал-шестерня 10 редуктора 11, а также электродвигатель 12, при этом хвостовик эксцентрикового вала 8 установлен в станине 1 на подшипниках 13 с возможностью свободного перемещения в осевом направлении и фиксируется с некоторым зазором зубьями шевронного колеса 9. Для выборки осевого зазора в зацеплении устройство содержит пружину 14, воздействующую на вал-шестерню 10 в осевом направлении через упорный подшипник 15, при этом в косозубом зубчатом зацеплении при передаче крутящего момента создаются окружное и осевое усилия, а усилие предварительной затяжки пружины 14 выбрано таким образом, что его величина на 20…30% превышает осевую составляющую окружного усилия в зубчатом зацеплении, создаваемую приводом.

Предлагаемый механизм качания кристаллизатора МНЛЗ работает следующим образом.

С началом вытягивания слитка из кристаллизатора 3 включают электродвигатель 12 привода механизма качания кристаллизатора. При этом в зацеплении редуктора 11 создаются окружное и осевое усилия. Пружина 14 через упорный подшипник 15 создает осевое усилие на вал-шестерню 10, в результате чего выбираются зазоры в зацеплении. Эксцентриковый вал 8 обеспечивает возвратно-поступательное движение стола 2 с кристаллизатором 3 по траектории, задаваемой рычагами 4 и 5.

Предлагаемая конструкция механизма качания кристаллизатора МНЛЗ, выполненная для МНЛЗ Молдавского металлургического завода, позволила исключить искажение требуемого кинематического закона качательного движения кристаллизатора и обеспечить стабилизацию процесса непрерывного литья, так как полностью исключается появление зазоров в зубчатом зацеплении при изменении направления действия на кристаллизатор сил трения со стороны слитка.

Результатом работы предлагаемой конструкции механизма качания кристаллизатора МНЛЗ явилось улучшение качества поверхности сортовой заготовки, улучшение эксплуатационных характеристик благодаря уменьшению объема профилактического ухода и исключение прорывов металла за счет:

- выполнения зубчатой передачи в виде шевронных колеса и вал-шестерни,

- установки вала-шестерни с зазором относительно шевронного колеса и возможностью перемещения в осевом направлении,

- контактирования вала-шестерни через упорный подшипник с пружиной,

- установки пружины с возможностью воздействия на вал-шестерню усилием, на 20…30% превышающим осевую составляющую окружного усилия в зубчатом зацеплении.

Изобретение относится к металлургии. Механизм содержит станину 1, стол 2, размещенный на нем кристаллизатор 3, шарнирные рычаги 4, 5, соединяющие станину 1 с опорой, и привод качания стола 2, состоящий из эксцентрика 7, вала 8, редуктора 11 и электродвигателя 12. Редуктор 11 содержит шевронное зубчатое колесо 9 и вал-шестерню 10, установленный с возможностью движения в осевом направлении с помощью пружины и упорного подшипника. Усилие предварительной затяжки пружины выбирают таким образом, что его величина на 20…30% превышает осевую составляющую окружного усилия в зубчатом зацеплении, создаваемую приводом. Обеспечивается улучшение качества поверхности слитка и снижение количества прорывов за счет исключения искажения кинематического закона качания кристаллизатора и стабилизации процесса непрерывного литья. 2 ил.

Механизм качания кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), содержащий стол, на котором размещен кристаллизатор, эксцентриковый привод качания стола, состоящий из эксцентрика, вала, зубчатой передачи, двигателя, и устройство перемещения стола, выполненное в виде системы рычагов, отличающийся тем, что зубчатая передача выполнена в виде шевронных колеса и вала-шестерни, при этом вал-шестерня установлена с возможностью движения в осевом направлении и через упорный подшипник состыкована с пружиной, установленной с возможностью действия на вал-шестерню с усилием, на 20…30% превышающим осевую составляющую окружного усилия в зубчатом зацеплении.