Напрямний ролик для безперервних заготовок

1. Напрямний ролик для безперервних заготовок із наскрізною віссю та з принаймні двома гільзами (2а, 2b, 2с) ролика, де підтримка зазначеної осі забезпечена шляхом її поворотного з'єднання з принаймні трьома роликовими опорами кочення (4), встановленими у корпус (8) нерухомих опор, і кожна гільза ролика встановлена за допомогою фіксованого поворотного з'єднання на зазначеній осі між двома роликовими опорами кочення, який відрізняється тим, що напрямний ролик для безперервних заготовок спирається на роликові опори C2 2 (11) 1 3 Зокрема даний винахід стосується напрямних роликів з кількома точками кріплення для систем розливання безперервних заготовок, призначених для відливання безперервних заготовок зі слябовим чи тонким слябовим перерізом. З математичної точки зору зазначений напрямний ролик для безперервних заготовок містить п гільз ролика, де n³2, та m опор, де m=n+1. Напрямні ролики з кількома точками кріплення для безперервних заготовок, які мають безперервну вісь, що обертається, становлять частину звичайного обладнання систем розливання для виготовлення безперервних заготовок. Наприклад, у заявці US-A 5,649,889 описаний напрямний ролик для безперервних заготовок із чотирма точками кріплення, у якого вісь спирається із можливістю обертання на чотири роликові опори кочення. Одна з цих опорних точок [поз. Y на фіг.1 заявки US-A 5,649,889] за конструкцією являє собою нерухому опору. Внаслідок цього зазначений напрямний ролик для безперервних заготовок поділений на ліву та праву половини, кожна з яких здатна пристосовуватися до теплового розширення, що виникає на цих ділянках внаслідок контакту з гарячою безперервною металевою заготовкою. Ці окремі гільзи ролика з'єднані з віссю клиновими з'єднаннями, що забезпечують можливість обертання. Нерухомість певної нерухомої опори визначає напрямок відхильного руху для компенсації зазначеного теплового розширення. У випадку блокування, наприклад, через забруднення, це може призвести до виникнення небажаних додаткових осьових сил. Розташовані уздовж вісі розширювальні болти та системи пружин, що створюють зворотні осьові зусилля, додатково ускладнюють конструкцію зазначеного напрямного ролика для безперервних заготовок. У заявці АТ-В 373 383 також описаний однокомпонентний ролик для безперервних заготовок з кількома точками кріплення, де зазначені точки кріплення утворені вирізами на бочці ролика. Серед опор, що неминуче будуть поділені, одна з зовнішніх опор за конструкцією є нерухомою опорою. Це призводить до асиметричної конструкції ролика та асиметричної компенсації розширення. Високі радіальні навантаження, викликані вагою безперервної заготовки та обертальними моментами, можуть погіршувати компенсацію розширення і таким чином зменшувати термін служби напрямного ролика для безперервних заготовок. У заявці US-A 4,164,252 (DE-A 27 54 952) також описаний напрямний ролик для безперервних заготовок із кількома точками кріплення, встановлений на роликових опорах кочення, де розташування зазначеного напрямного ролика на напрямній для безперервних заготовок визначається нерухомою опорою, розташованою з боку кромки. У цьому випадку поєднання осьових сил та сил розширення також може призвести до небажано високого навантаження на опори. Таким чином, мета даного винаходу - уникнути недоліків відомих прототипів та запропонувати напрямний ролик для безперервних заготовок, який дозволив би у значній мірі уникнути напружень у конструкції ролика, спричинених тепловими 88838 4 та механічними навантаженнями внаслідок контакту з гарячою безперервною металевою заготовкою, та збільшити термін служби напрямного ролика для безперервних заготовок. Беручи за відправну точку напрямний ролик описаного вище типу, зазначена мета винаходу досягається за рахунок того, що напрямний ролик для безперервних заготовок спирається на роликові опори кочення у плаваючий спосіб, тобто у спосіб, що дозволяє зміщення уздовж вісі у корпусах нерухомих опор. Фундаментальною перевагою цієї конструкції є те, що опори напрямного ролика по усій його довжині дозволяють зміщення ролика уздовж вісі, завдяки чому осьовий відхильний рух можливий у будь-який час незважаючи на локальні точки блокування, що трапляються. Відповідно, таким чином удається уникнути накопичення осьових сил, що виникають з одного боку через транспортування безперервної заготовки, а з іншого боку через теплове розширення напрямного ролика для безперервних заготовок. Роликові опори кочення, які використовуються, відповідають звичайному асортименту серійних моделей, що пропонується виробниками підшипників. Кожна роликова опора кочення містить принаймні одне внутрішнє кільце, зовнішнє кільце та тіла кочення, які розподілено між зазначеними зовнішнім кільцем та внутрішнім кільцем. Як варіант, положення тіл кочення одне відносно одного у роликовій обоймі може бути фіксованим. Внутрішні кільця роликових опор кочення утворюють разом із віссю, гільзами напрямного ролика для безперервних заготовок та, як варіант, іншими проміжними кільцями вузол, у якому існує напруження уздовж вісі; зазначений вузол із напруженням розташований у корпусах роликових опор кочення у такий спосіб, щоб він міг зміщуватися уздовж вісі. Для зазначеного вузла із напруженням уздовж вісі (у напрямку вісі обертання напрямного ролика для безперервних заготовок) існують дві основні можливості руху: з одного боку, роликова опора кочення, як компонент, що складається з внутрішнього кільця, зовнішнього кільця та тіла кочення, може бути встановлена у навколишньому корпусі опори у спосіб, що забезпечує можливість зміщення уздовж вісі; з іншого боку, можливо використовувати роликові опори кочення, де зовнішнє кільце, внутрішнє кільце та тіла кочення пристосовані одне до одного у такий спосіб, що зовнішнє кільце забезпечує можливість його зміщення відносно внутрішнього кільця уздовж вісі на обмежену відстань. Можливі доцільні конфігурації напрямного ролика для безперервних заготовок, що забезпечують можливість зміщення вузла із напруженням уздовж вісі, відповідно полягають у тому, що: a) принаймні одна з роликових опор кочення встановлена у відповідному корпусі опори у спосіб, що забезпечує можливість зміщення зазначеної опори уздовж вісі; b) компоненти роликової опори кочення, а саме зовнішнє кільце, внутрішнє кільце та тіло кочення принаймні однієї з роликових опор кочення забезпечують можливість зміщення один відносно 5 одного уздовж вісі на обмежену відстань (наприклад, тороїдальні підшипники); c) принаймні одна з роликових опор кочення відповідає умові а) та принаймні одна з роликових опор кочення відповідає умові b). Здатність вузла із напруженням напрямного ролика для безперервних заготовок до безперешкодного зміщення уздовж вісі є обмеженою через те, що можливість спрямованого всередину зміщення зовнішніх роликових опор кочення чи роликових опор кочення, встановлених з боку кромки, обмежено обмежувачами. Таким чином, кожна з таких роликових опор кочення, встановлених з боку кромки, виконує функцію однобічної нерухомої опори. Зокрема у випадку роликових опор кочення, що забезпечують можливість зміщення зовнішнього кільця відносно внутрішнього кільця уздовж вісі, здатність вузла із напруженням напрямного ролика до безперешкодного зміщення уздовж вісі має бути пристосована до допустимих меж зміщення уздовж вісі кожної з роликових опор кочення. У переважному варіанті зовнішні роликові опори кочення напрямного ролика для безперервних заготовок виконуються на основі підшипників кочення зі сферичними роликами. Внутрішні роликові опори кочення у переважному варіанті виконуються на основі тороїдальних підшипників. Така конструкція опор забезпечує достатню свободу руху зовнішнього кільця відносно внутрішнього кільця уздовж вісі. Крім того, тороїдальні підшипники можуть у значній мірі компенсувати установочні помилки, пов'язані із напрямною кліттю для безперервних заготовок (неточність виготовлення, теплове розширення). До того ж, вони мають більш високу здатність витримувати навантаження у порівнянні із підшипниками кочення зі сферичними роликами. Про додаткові переваги та особливості даного винаходу можна дізнатися із наведеного нижче опису ілюстративного варіанта здійснення даного винаходу, що не обмежує обсягу охорони прав. Єдина фігура (Фіг. ) являє собою схематичне зображення напрямного ролика для безперервних заготовок із чотирма точками кріплення, наприклад, такого, що використовується у системі розливання безперервних заготовок, призначеній для відливання безперервних сталевих заготовок шириною приблизно 1500 мм. Напрямний ролик для безперервних заготовок містить безперервну вісь 1 та три гільзи 2а, 2b, 2с ролика, які центровані одна відносно одної та встановлені на вісі 1 за допомогою фіксованого поворотного з'єднання з використанням центруючих пружин 3а, 3b, 3с. Між сусідніми гільзами 2а, 2b та 2b, 2с ролика та на кінцевих ділянках вісі 1 зазначена вісь спирається на роликові опори кочення 4, де зовнішні роликові опори кочення виконуються на основі принаймні двохрядних підшипників кочення 4f, 4d зі сферичними роликами, а внутрішні роликові опори кочення виконуються на основі тороїдальних підшипників 4b, 4с. Кожен підшипник за конструкцією, яка, у принципі, відома, 88838 6 складається з внутрішнього кільця 5, зовнішнього кільця 6 та великої кількості тіл кочення 7, де положення тіл кочення одне відносно одного у роликовій обоймі (не показана) може бути фіксованим. Кожна з цих роликових опор кочення 4 замкнена у корпус 8 опори та ущільнена ззовні. Зазначені корпуси опор закріплені з можливістю від'єднання на опорній конструкції 9 напрямної кліті чи рами напрямного сегменту для безперервних заготовок та з'єднані з системою 10 змащення опори та/або системою 11 охолодження корпусів опор через зазначену опорну конструкцію. Внутрішні кільця 5 окремих роликових опор кочення 4, розпірні втулки 12, на які спираються ущільнення опор, що прилягають до внутрішніх кілець, та гільзи 2а, 2b, 2с ролика з'єднані за допомогою затискної пластини 13 та затискного гвинта 14 із вузлом 15, у якому існує напруження в напрямку вісі. Затискна пластина 13 кріпиться до торцевої поверхні вісі 1 за допомогою гвинтів та водночас закриває центральний канал 1 внутрішньої системи охолодження ролика. Затискний гвинт 14 вгвинчений та затягнутий у нарізний кінцевий стрижень вісі на протилежному кінці вісі 1. Вузол 15, у якому у такий спосіб утворюється напруження, встановлено у корпус нерухомої опори 8 у плаваючий спосіб, завдяки чому можливе зміщення уздовж вісі. Форма профілю тіл кочення 7 та відповідних профілів поверхонь кочення внутрішнього кільця 5 та зовнішнього кільця 6 дозволяє внутрішнім тороїдальним підшипникам 4b, 4с пристосовуватися до зміщення уздовж вісі у достатній мірі для того, щоб ефективно перешкоджати виникненню осьових сил або зменшувати осьові сили, що виникають. У двох зовнішніх чи розташованих з боку кромки радіальних роликових підшипниках 4а, 4d зовнішнє кільце 6 у будь-якому випадку встановлене у корпусі 8 опори із можливістю зміщення уздовж вісі; при цьому рух уздовж вісі, що спрямований всередину у напрямку до тороїдальних підшипників 4b, 4с, обмежується обмежувачами 16. Зазначені обмежувачі 16 утворені бічними торцевими поверхнями 17 у корпусі 8 опори, у які упирається зовнішнє кільце 6 відповідного радіального роликового підшипника 4а, 4d. Це дозволяє усьому напрямному ролику для безперервних заготовок, якщо його компоненти утворюють вузол 15 із напруженням, вільно, хоча і з обмеженням відстані, рухатися в обох напрямках уздовж вісі. Допустима відстань зміщення складає приблизно 10-12мм, може досягати 16мм, залежить від допустимих граничних значень тороїдальних підшипників і коливається залежно від температури ролика. Вісь 1 має внутрішню систему 18 охолодження. Подача та відведення охолоджуючого агента здійснюється крізь торцеву поворотну втулку 19, яка також може бути вбудована у вісь напрямного ролика для безперервних заготовок. Також цілком можливо виконати у гільзі ролика канали циркуляції охолодження з метою забезпечення інтенсивного охолодження зазначеної гільзи ролика. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 88838 8 Підписне Тираж 28 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