Устройство для возвратно-поступательного движения кристаллизатора Советский патент 1991 года по МПК B22D11/53 

Изобретение относится к металлургии, в частности к машинам непрерывного литья заготовок.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и расширение технологических возможностей.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство, вид сбоку.

Устройство состоит из качающейся рамы 1 с установленным на ней кристаллизатором 2. Рама 1 опирается на упругие элементы 3 и 4, выполненные в виде пружин. Привод 5 шарнирно связан с кристаллизатором 2.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении рамы 1 с кристаллизатором 2 вниз пружины в опорах 3 и 4 деформируются. Причем пружина в опоре 3 деформируется в меньшей степени, чем пружина в опоре 4, т.е. h3 - ru. Кристаллизатор 2 будет двигаться по криволинейной траектории с радиусом кривизны Rn относи

тельно точки О, тогда когда на раме 1 точки прикрепления пружин к опорам 3 и 4 будут также двигаться по криволинейной траекто риис радиусом кривизны НзиРз относительно того же центра кривизны точки О.

Это услопие будет соблюдаться в том случае, когда деформации пружин в опорах 3 и 4 будут прямо пропорциональны радиусам кривизны траектории, по которым они перемещаются, т е

Из R-J h/i

Это условие будет соблюдаться и при движении кристаллизатора 2 вверх Таким образом, кристаллизатор будет двигаться по заданной криволинейной траектории.

Деформации обратно пропорциональны ir- ч.есткости и прямо пропорци- ональны силам, действующим на них Отсюда следует, что хесткости упругих элементов в опгрэх ригтич/д затора при ряв ных нагрчз обрати пропорциональны

СО

с

о со

CJ

о

(Л

радиусам кривизны траектории , по которым они перемещаются:

zj Ra

23 R4

В общем случае на деформацию будет влиять также координата упругого элемента относительно траектории движения оси кристаллизатора. Поэтому, если массу подвижных частей принять равной единице, то деформации в опорах будут

34 . L аз

Ьз

h4

(аз + 34) гз (аз + а) Z4

где аз и 34 - координаты упругих элементов 3 и 4 относительно траектории движения оси кристаллизатора. Отсюда следует, что

Ьз fa 34 . аз

h4 R4 (аз + 34jz3 (аз + 34) Z4

34 Z4 33Z3

Пример. МНЛЗ радиального типа с радиусом кривизны технологической оси м для заготовок сечением 125x125 мм через кристаллизатор массой кг. Расстояние между опорами кристаллизатора мм.

Ход кристаллизатора мм.

R3 Ro-аз 6000-500-5500 мм;

R4 R0-t- 34 6000+500 6500 мм.

Жесткость и рабочий ход пружин в опорах 3 и 4 следующие:

Ьз R3 . u R3 10 5500 ., р;,Ь3 Ь01--12Ш5-11

мм

12

13 мм

QX-1 2 х h3

О

у X

6500 Ro 6000

1000 1 лс /ic / -я- х -ту 45,45 кг/мм ;

1000. 1

х - 38,46 кг/мм .

JL

Ь4 2 опоре 3 должна быть установлена

пружина, рассчитанная на рабочее усилие -к- -2- -500 кг, рабочий ход 11 мм и жесгз 45,45

ткостьюв- Шб чем жесткость в опоре 4.

В опоре 4 пружина должна быть выбрана на рабочее усилие 500 кг, рабочий ход 13 мм и жесткостью в 1,182 раз меньшей, чем жесткость в опоре 3. При установке пружин с выбранными характеристиками кристаллизатор будет совершать возвратно-поступательное движение по дуге окружности с радиусом м.

Это же устройство может применяться и на МНЛЗ с другой кривизной технологической оси, если заменить пружины в опорах кристаллизатора в соответствии с

1,182 раза большей,

изменениями начальных условий возвратно-поступательного движения.

Например, для качания кристаллизатора по дуге радиуса м при других данных h 0 10 мм, аз 34 600 мм; Q 2000 кг требуется мм, RV8600 мм;

7400

8000

9,25 мм

10

.g 10.75 х -Q-JT 108,1 кг/мм ;

15

х - 93.02 кг/мм 1U, /5

20

25

30

35

40

45

50

55

Кроме рассмотренного примера, когда , при котором упрощается компоновочное решение устройства, возможны и два других случая. При упрощается конструкция устройства благодаря унификации опор кристаллизатора.

Кроме того, если жесткости пружин в опорах будут одинаковы и опоры будут находиться на одинаковых расстояниях от центра тяжести подвижной системы качания, то кристаллизатор будет перемещаться по прямой линии, а при разных расстояниях - по кривой.

R предлагаемом устройстве масса и габариты уменьшатся примерно в 2,5 раза благодаря тому, что возвратно-поступательное движение кристаллизатора будет осуществляться качанием только одной рамы.

Так как пружины в опорах кристаллизатора подвержены предварительной деформации усилием, превышающим массу подвижных частей и усилие трения в кристаллизаторе, то зазоры в кинематических парах привода выбраны в одну сторону и они не будут играть отрицательной роли при возвратно-поступательном движении кристаллизатора. Поэтому нет препятствий для работы устройства в режиме высокочастотного качения 100-120 и более циклов в 1 мин. При этом ход кристаллизатора может быть как малым (1-4) мм, так и большим (до 20 мм).

Устройство может быть использовано в режимах работы, сочетающей различные значения амплитуды и частоты качания кристаллизатора. Это расширяет технологические возможности устройства. Максимальная скорость литья, высокое качество поверхности и минимальный расход смазки в кристаллизаторе могут определяться как функции двух переменных - частоты циклов качания и хода кристаллизатора. Причем устройство позволяет эти параметры выбрать в широком диапазоне значений. Наличие пружин в опорах по формирующейся заготовке и этим уменьшать трение корочки слитка о стенки кристаллизатора, что способствует уменьшению количества прорывов.

Формула изобретения Устройство для возвратно-поступательного движения кристаллизатора, содержащее раму для установки кристаллизатора, опертую на упругие элементы, и привод, о т- личающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов и расширения технологи

ческих возможностей, упругие элементы выполнены в виде пружин, у которых жесткости и расстояние между их опорами и осью кристаллизатора связаны зависимостью 2з аз FU

Z4 34 R3

где гз и Z4 - жесткости пружин;

аз и а - расстояния, на которые удалены пружины от оси кристаллизатора;

R3 и Яд - расстояния, на которые удалены пружины от точки движения рамы кристаллизатора.

15

Изобретение относится к металлургии, в частности к машинам непрерывного литья заготовок. Цель изобретения - уменьшение габаритов и расширение технологических возможностей устройства. Устройство включает раму для кристаллизатора, опирающуюся на гибкие элементы - пружины, и привод Новым в устройстве является повышение гибких элементов с различной жесткостью. 1 ил.

4