Ролик зоны вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок Советский патент 1984 года по МПК B22D11/12 

1 . ll3()RpoTO iHe относится к метал.чур niii, .4 им(.:нио к непрерывному литью :,UOTOBOE. Известен ролик зоны вторичного охлаждения машины непрерывного лить заготовок, содержащий бочку с опорными цапфами, и бандаж, снабженный форсунками, установленными с торцов бандажа и ориентированными в зазор- между бочкой и бандажом ij , Однако известное устройство слож по конструкции и ненадежно в работе Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности и достигаемому результату является ро лик зоны вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок, содержащий бочку, опорные цапфы и состоящий из нескольких частей (колец) бандаж, насаженный на бочку ролика свободно и закрепленный в одном месте по длине 2 . Однако известный ролик характери зуется тем, что в процессе литья незакрепленные части бандажа под де ствием отливаемого слитка начинают смещаться по бочке ролика в ту или иную сторону, разрущая при этом сварной шов, которым фиксируется бандаж в осевом направлении. Кроме того, при свободно надетом бандаже происходит быстрьв износ поверхностей трения, бочки ролика и внутреннего диаметра бандажа. Все это приводит к уменьшению стойкости и наде ности работы ролика и ухудшению качества литого металла. Цель изобретения - повышение сто кости и надежности работы роликов. Поставленная цель достигается тем, что у ролика зоны вторичного охлаждения машины непрерывного лить заготовок, содержащего бочку с опор ными цапфами и бандаж, состоящий из нескольких колец, кольца бандажа в(толнены толщиной 0,05-0,07 диамет ра бочки и шириной 2-7 толщин кольца, причем кольца насажены на бочку с относительным к ее диаметру натягом, нижний предел которого составляет 0,001, а верхний 0,004. Кроме того, верхний предел не должен .1шать отношения предела текучести матсриала бандажа к его модулю упру гости. На чертеже схематически изображе .лпг-аемый ролик зоны вторичного .И.ния , общий вид 91J Ролик состоит из бочки ) с опорными цапфами 2. На бочке 1 ргчсположены кольца бандажа, толщина h которых составляет 0,05-0,07 диаметра бочки D, а ширина В от двух до семи толщин кольца 3. Последние насажены на бочку 1 с относительным к ее диаметру D§ натягомй, нижний предел которого составляет 0,001, а верхний предел равен 0,004, причем верхний предел доттеен правы- шать отношения предела текучести материала бандажа к его модулю упругости. Пределы толшцны кольца выбираются исходя из следующего. Проведенные экспериментальные исследования температурных полей в роликах показал, что в них при установившемся режиме работы, наступающем через 1,5-2 ч от начала литья, имеют место циклические изменения температуры, происходящие в основном в поверхностных слоях глубиной 1015 мм у роликов с наружным охлаждением и диаметром до 300 мм и глубиной 20-25 мм у роликов с внутренним охлаждением и диаметром более 300 мм. Эти циклически изменяющиеся температуры вызывают в поверхностных слоях ролика глубиной 15-25 мм (что соответствует 0,05-0,07 от диаметра бочки ролика ) значительные циклически изменяюшдеся осевые температурные напрялсения сжатия, приводящие к образова нию на поверхности ролика трещин от термоусталости. Для роликов с диаметром бочки 220-300 мм, работающих, как правило, с внутренним и наружным охлаждением, глубина поверхностного слоя, на котором происходит изменение напряжений, составляет 1520 мм. Для роликов с диаметром бочки 350-500 мм, которые работают лишь с внутренним охлаждением, глубина слоя, где происходит изменение напряжений, составляет 20-25 мм. Исходя из указанных глубин поверхностного слоя с изменяющимся напряжением, которые равны толщине кольца, и диаметров бочки ролика получаем пределы отношения толщины кольца к диаметру бочки, равные 0,05-0,07, причем меньщий предел характерен для роликов диаметром 350-500 мм, а болы111п для роликов диaмeтpo l 220-К)0 мм. Нагтример, для ролик.ч г ли мьтром бочки 500 мм Толщип.ч i--n;i мщ 1(4-гаи3ляет Vl 500x0,05 25 мм,а для ролика с диаметром бочки 220 мм толщина кольца равна h 220x0, мм Ширина кольца составляет от 2 до 7 его толщин. Нижний предел шири ны, равный двум, выбирается из усло вия, что при очень малой ширине кол ца при натяге возникает краевой эффект, устраняющий требуемую плотность сопряжения кольца с бочкой. Кроме того, при малой ширине кольца значительно возрастает их количеств и, следовательнр, трудоемкость изго товления, причем с уменьшением толщины кольца нижний предел возрастае Так, для кольца толпщной 0,05 Dr(h 25 мм и Dg 500 мм) минимальное значение ширины равно толщинам, а для кольца с толщиной 0,07 Dt (h 15 мм и Ug 220 мм) минимальное значение ширины должно составлять 3-4 толщины кольца, т.е. для кольца толщины 0,05 Dg( мм) В 25х 2 50 мм, а для кольца толщиной 0,07 Dg( мм) В 15 X 3 45 мм. Верхний предел ширины кольца, соответствующий семи его толщинам, выбран исходя из проведенньк экспериментальных исследований, показавш что вьше этих значений на поверхности кольца образуются - тьцевые трещины, которые являются следствием значительных осевых температурных напряжений, возникающих в ре зультате стечения теплового расширения поверхностных слоев, вызванно го большой шириной кольца. Эксперименты показали также, что с увеличением толщины кольца его ширина должна уменьшаться и наоборот. Например, для кольца толщиной 15 мм максимальная его ширина соста ляет семь толщин, т.е. В 15x7 14 105 мм, а для кольца толиц1ной 25 мм максимальная его ширина будет равна четырем толщинам, т.е. В 4h 4 X 25 too мм. Нижний предел натяга Omin выбирается из условия обеспечения неподвижного соединения от действия внешних сил или при повьшюнии температуры бандажа. Исходя из опыта посадки бандажей принимают 8,;„ 0,001 мм. При наибольшем натяге на внутренней поверхности кольца не должны возникать напряжения, превьппающие предел текучести материала, T.e., (,|Р где би Е - соответственно предел текучее-- ти и модуль упругости материала бандажа. У материала, который в настоящее время может быть использован для колец, предел текучести не превышает 8000 кг/см , а Е 2 х 10кг/см « Vjiwvy rxi/v ii а i.. 8000 0,004, no3TOMyOfT,ay- - , т.е. относительный к диаметру бочки Dg натяг о должен находиться в пределах 0,001 S (JT-IE. Например, для ролика с D 300 мм и материалом кольца, имеющего (JT 4000 кг/см и Е 2 X 10 кг/см, получают Sln;n ,0,001 хЗОО 03, мм, 6nia, mavDj 4000 --- Dg -iTw ° Применение роликов предлагаемой конструкции повышает надежность и долговечность их работы. При использовании роликов с насадными кольцевыми бандаж.мми повьш1ается их стойкость ма 20%, т.е. на 20% сокращается количество яновь изготовленных роликов.

РОЛИК ЗОНЫ ВТОРИЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ МАШШЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК, содержащий бочку с опорными цапфами и бандаж, состоящий из нескольких колец, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости и надежности работы ролика, кольца бандажа выполнены толщиной 0,05-0,07 диаметра бочки и шириной 2-7 тдлщин кольца, причем кольца насажены на бочку с относительным к ее диаметру натягом, нижний предел которого составляет 0,001, а верхний 0,004. ш