Ролик пічного рольганга

1. Ролик пічного рольганга, що включає порожнисту сталеву вісь, насаджену на кінцеві цапфи, і складену бочку, що набирається із зовнішніх кільцевих втулок з поздовжніми виступами на внутрішній поверхні, який відрізняється тим, що зовнішні кільцеві втулки з’єднані безпосередньо з порожнистою сталевою віссю за допомогою центрувальних поясків, які виконані на поздовжніх виступах з боку кожного торця зовнішніх втулок, 3 - складена бочка з декількох втулок дає можливість зменшити поперечну деформацію бочки за рахунок зменшення довжини втулок її складових і відповідно, зменшити їхній відносний прогин, тобто зменшити стрілу прогину бочки. Недоліки прототипу: Складність конструкції: зовнішня втулка, як елемент складеної бочки, має внутрішні поздовжні ребра й відповідну їй внутрішню втулку з анкерами, усередині яких перебуває вогнетривка маса (набиття). Внутрішня втулка взаємодіє з порожнистою віссю. Таке конструктивне рішення забезпечує значну різницю температур між внутрішньою й зовнішньою втулкою й відповідною різницею температур між зовнішньою втулкою й порожнистою віссю. При різниці температур, що може досягати 200...300°С сумарне подовження зовнішніх втулок перевищить зазори між зовнішніми втулками складеної бочки, а самі втулки опиняться під впливом стискаючих напруг. При цьому, у менш нагрітої порожнистої осі за рахунок меншого подовження виникнуть напруги розтягання. При цьому, при певній різниці температур розтягуючи напруги в порожнистій сталевій осі перевищать граничні напруги, що неприпустимо з точки зору міцності. В основу корисної моделі поставлене завдання підвищення довговічності і надійності роботи пічних роликів. Це завдання вирішується за рахунок технічного результату, що складається у зменшенні деформації пічних роликів за рахунок природного повітряного охолодження через вентиляційні канали складеної бочки. Для досягнення вищевказаного результату ролик пічного рольганга, що включає порожнисту сталеву вісь, насаджену на кінцеві цапфи, і складену бочку, що набирається із зовнішніх кільцевих втулок з поздовжніми виступами на внутрішній поверхні, відповідно до винаходу, зовнішні кільцеві втулки з'єднані безпосередньо з порожнистою сталевою віссю за допомогою центрувальних поясків, які виконані на поздовжніх виступах, з боку кожного торця зовнішніх втулок, при цьому в кінцевих зовнішніх втулках виконані отвори для розміщення елементів, що фіксують втулки відносно кінцевих цапф, при цьому на ділянці з'єднання порожнистої сталевої осі й цапфи виконані вентиляційні отвори. Відповідно до корисної моделі, зовнішні кільцеві втулки виконані з жароміцного чавуну, а розмір поздовжніх виступів зовнішньої кільцевої втулки в поперечному перерізі виконаний меншим за розмір пазів втулки з відношенням а/b=0,30...0,45, де а - ширина поздовжнього виступу внутрішньої поверхні зовнішньої кільцевої втулки; b - ширина поздовжнього паза внутрішньої поверхні зовнішньої кільцевої втулки. У результаті порівняльного аналізу передбачуваного рішення із прототипом встановлено, що вони мають наступні загальні ознаки: - ролик пічного рольганга, що включає порожнисту сталеву вісь і складену бочку; - вісь насаджена на кінцеві цапфи; - складена бочка набирається із зовнішніх кільцевих втулок з поздовжніми виступами на внутрішній поверхні; 12592 4 а також відмінні ознаки: - зовнішні кільцеві втулки з'єднані безпосередньо з порожнистою сталевою віссю за допомогою центрувальних поясків; - пояски, що центрують, виконані на поздовжніх виступах, з боку кожного торця зовнішніх втулок; - у кінцевих зовнішніх втулках виконані отвори для розміщення елементів, що фіксують втулки щодо кінцевих цапф, - на ділянці з'єднання порожнистої сталевої осі й цапфи виконані вентиляційні отвори; - зовнішні кільцеві втулки виконані з жароміцного чавуну; - розмір поздовжніх виступів зовнішньої кільцевої втулки в поперечному перерізі виконаний менше розміру пазів втулки з відношенням а/b=0,30...0,45, де а - ширина поздовжнього виступу внутрішньої поверхні зовнішньої кільцевої втулки, b - ширина поздовжнього паза внутрішньої поверхні зовнішньої кільцевої втулки. Таким чином, запропоновані ролики пічного рольганга мають нове конструктивне виконання вузлів і деталей, нові зв'язки вузлів і деталей, а також нове розміщення їх відносно один одного. Між відмінними ознаками й технічним результатом, що досягається, існує причиннонаслідковий зв'язок. Завдяки тому, що зовнішні кільцеві втулки з'єднані безпосередньо з порожнистою сталевою віссю за допомогою центрувальних поясків, що центрують, які виконані на поздовжніх виступах, з боку кожного торця зовнішніх втулок, а також у кінцевих зовнішніх втулках виконані отвори для розміщення елементів фіксуючих втулки щодо кінцевих цапф, при цьому на ділянці з'єднання порожнистої сталевої осі й цапфи виконані вентиляційні отвори, стало можливим забезпечити незалежну роботу внутрішніх і зовнішніх деталей бочки ролика. Завдяки тому, що зовнішні кільцеві втулки виконані з жароміцного чавуну, підвищиться експлуатаційна температура бочки в печі до 850...900°С. Завдяки тому що, розмір поздовжніх виступів зовнішньої кільцевої втулки в поперечному перерізі виконаний менше розміру пазів втулки з відношенням а/b=0,30...0,45, де а - ширина поздовжнього виступу внутрішньої поверхні зовнішньої кільцевої втулки; b - ширина поздовжнього паза внутрішньої поверхні зовнішньої кільцевої втулки, забезпечується вентиляція у каналах ролика. Виключення з вищевказаної сукупності відмінних ознак хоча б одного не забезпечує досягнення технічного результату. Технічне рішення, що заявляється, невідомо з рівня техніки і тому воно є новим. Корисна модель, що заявляється, промислове придатна, тому що її технологічне й технічне виконання не викликає труднощів. По цьому технічному рішенню виконаний технічний проект пічних роликів стана 3600 Хута Ченстохова ( Польща). Таким чином, корисній моделі, що заявляється може надаватися правова охорона, тому що вона 5 є новою і промислове придатна, тобто відповідає критеріям корисної моделі. Корисна модель пояснюється кресленнями, на яких зображене: фіг.1- пічний ролик, вигляд у плані; фіг.2 - розріз А-А по фіг.1; фіг.3 - розріз В-В по фіг.1. Ролик пічного рольганга (фіг.1) складається з порожнистої осі 1, що насаджена на кінцеві цапфи 2, і складовій бочки 3, яка набирається із зовнішніх кільцевих втулок 4 з поздовжніми виступами 5 на внутрішній поверхні 6 (фіг.2). Кільцеві зовнішні втулки 4 з'єднані з порожнистою складовою віссю 1 за допомогою поясків 7, що центрують, розташованих на торцевих ділянках поздовжніх виступів 5 зовнішніх кільцевих втулок 4. На торцевих втулках 8, на посадковій поверхні 9 кінцевих цапф 2 і у порожнистій сталевій осі 1 виконані спільні отвори 10 для розміщення фіксуючих елементів 11 (фіг.1 і фіг.2), які зафіксовані стандартними деталями 12 щодо кінцевих цапф 2 . У місці з'єднання цапфи 2 з порожнистою сталевою віссю 1 по посадковій поверхні 9 цапфи 2 виконані вентиляційні отвори 13. Відповідні вентиляційні отвори 13 виконані також у порожнистій сталевій осі 1 і з'єднують внутрішню порожнину 14 порожнистої осі 1 з вентиляційними каналами 15 (фіг.3). Ролик перебуває в пічному просторі утвореному бічними кладками 16 печі, склепінням і черенем (на фігурах не показані). Торцеві втулки 8 бочки 4, а також кінцеві цапфи 2 заходять в отвори 17 , виконані в кладці 16 з верхнім зазором 18 і нижнім зазором 19. Ролик пічного рольганга працює в особливих умовах обумовлених будовою печей і особливістю руху газових потоків. Так у перших і в останніх п'яти-восьми роликів (у прохідній печі) практично відсутній залишковий прогин, тому що температура цих зон завантаження і вивантаження нагрівальних печей значно нижче температури іншої частини печі через підсмоктування в піч холодного атмосферного повітря (фіг.1) через вікна завантаження й вивантаження. З іншого боку, при вивченні розподілу температури по поперечному перерізі печі уздовж поздовжньої осі бочки ролика виявлено, що різниця температури бочки в межах довжини не охолоджуваних роликів незначна. Але поблизу кладки 12592 6 16 печі спостерігається значний перепад температур у порівнянні з основною частиною бочки 4. При температурі печі 740°С перепад температур між торцем бочки й перерізом на довжині 200...250мм від торця на зовнішній поверхні бочки досягає 350...380°С. При підвищенні температури печі до 950°С перепад температури в зазначених місцях зростає до 400°С у тих же перерізах. За законами теплотехніки при такому перепаді температур має місце перепад тиску і пов'язані з ним рух газів з печі по верхніх зазорах 18 і холодного повітря в піч по нижніх зазорах 19 (фіг.1). Рух гарячих газів по верхньому зазорі 18 створює біля торців роликів у верхній частині отвору 17 розрядження, завдяки якому відсмоктується гаряче повітря з верхніх вентиляційних каналів 15. По нижніх вентиляційних каналах 15, які перебувають під тиском холодного повітря поблизу нижнього зазору 19, повітря з більше низькою температурою переміщається від торців до середини роликів. У разі обертання роликів і зміні одного з багатьох вентиляційних каналів з нижньої позиції у верхню частину ролика, повітря нагрівається і починає рухатися до торців роликів. Цьому сприяє також розрядження, створене вихідними гарячими газами з печі через зазор 18 між верхнім краєм ролика й кладкою 16 печі. При температурі бочки роликів у середній частині 800...900°С, температура бочки на рівні края кладки не перевищує 720...750°С, а торець роликів має усереднену температуру 400...450°С варто очікувати температуру внутрішньої порожнини роликів біля 700°С. При цьому вентиляційні отвори 13 забезпечують як приплив холодного повітря, так і відвід гарячого (фіг.1), завдяки їхньому сполученню з поздовжніми вентиляційними каналами 15. Тому що вентиляційні канали 15 утворюються як поздовжніми ребрами зовнішніх втулок, так і зовнішнім діаметром порожнистої сталевої осі 1, відбувається охолодження сталевої осі до температури 700°С. Таким чином, використання конструкції пічних роликів з вентиляційними каналами дозволить підвищити наробіток роликів пічних рольгангів, а застосування жароміцного чавуну для зовнішніх кільцевих втулок бочки ролика забезпечить збільшення довговічності і надійності їхньої роботи. 7 Комп’ютерна верстка А. Попік 12592 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601