Напрямний ролик для безперервної заготівки

1. Напрямний ролик для безперервної заготівки, що містить принаймні одну гільзу (1, 2, 3) ролика та принаймні два опорні вали (4, 5, 6, 7), причому кожні два опорні вали нерухомо з'єднані з гільзою ролика, а кожен з опорних валів спирається із можливістю обертання на опорний підшипник (8, 9, 10, 11), який відрізняється тим, що - гільза ролика нерухомо з'єднана з опорними валами, на які спирається ця гільза, з обох боків за допомогою гарячої посадки або пресової посадки, причому кожен опорний вал (4, 5, 6, 7) має принаймні один кінцевий стрижень (12, 13, 16, 17), зовнішня бічна поверхня якого утворює з'єднання за допомогою гарячої чи пресової посадки із внутрішньою бічною поверхнею виїмки у гільзі (1, 2, 3) ролика, - з'єднання гарячою посадкою чи пресовою посадкою має таку довжину посадки, для якої відношення довжини посадки до діаметра вала становить понад 1, - в гільзі (1, 2, 3) ролика виконано принаймні один канал (26, 26а, 26b, 26с) циркуляції охолоджуючого агента, і цей принаймні один канал циркуляції розташований на постійній відстані від циліндричної зовнішньої поверхні гільзи ролика, а у кінцевому стрижні виконано радіальні канали (23а, 23b, 2 (19) 1 3 Даний винахід стосується напрямного ролика для безперервної заготівки із принаймні однією гільзою ролика та з принаймні двома опорними валами, які приєднані до зазначеної гільзи з'єднанням з фіксованим кутовим положенням, і при цьому кожен з опорних валів спирається із можливістю обертання на опорний підшипник. Напрямний ролик зазначеного типу вже описаний у заявці DE-A 24 23 224. У випадку такого багатокомпонентного напрямного ролику сусідні (уздовж вісі) гільзи ролика з'єднані між собою опорним валом, який спирається із можливістю обертання на опорний підшипник та кріпиться за допомогою протилежно направлених кінцевих стрижнів у осьових виїмках сусідніх гільз ролика. З'єднання із силовим замиканням між опорним валом та відповідною гільзою ролика утворюється шляхом гвинтового з'єднання між цими двома компонентами та за рахунок взаємодії циліндричних поверхонь опорного валу та гільзи ролика, завдяки чому забезпечується додатковий захист від роз'єднання під час роботи установки. Однак це конструкторське рішення на практиці виявилося невдалим, оскільки такий спосіб з'єднання компонентів не витримує навантажень, що виникають під час роботи металургійної установки. У заявці WO 02/02253 А1 описаний спосіб, згідно з яким ведучі ролики установки безперервного розливання складаються з гільзи ролика та двох опорних валів, де зазначені два опорні вали розташовані один напроти одного, входять у гільзу ролика та пригвинчені кінцями до гільзи ролика (Фіг.6). Стяжні гвинти використовуються водночас як закриваючі елементи каналів циркуляції охолоджуючого агенту. Однокомпонентний напрямний ролик, у якому гільза ролика з'єднана із двома опорними валами у нерознімний спосіб за допомогою кільцевого звареного з'єднання, описаний у заявці DE-A 28 40 902. Гільза ролика покрита зносостійким не схильним до корозії захисним шаром. Пошкодження окремих компонентів напрямного ролика зазвичай призводить до їх повного виходу з ладу та до значних витрат на запасні частини. Використання зварювання для з'єднання гільзи ролика та опорного валу є особливо непрактичним у випадку багатокомпонентних напрямних роликів для безперервної заготівки, оскільки для таких роликів необхідно використовувати рознімні підшипники. Такий напрямний ролик із центральним кріпленням, де опорний вал, на якому встановлено опорний підшипник, з'єднаний із сусідніми гільзами ролика за допомогою зварених з'єднань, описаний у заявці DE-A 32 28 190. У випадку звичайних напрямних роликів для безперервної заготівки із периферійним охолодженням, які вже було описано, наприклад, у заявках ЕР 0 543 531 F1 або AT 412 851 В, охолоджуючий агент подається крізь канали циркуляції охолоджуючого агенту, які у переважному варіанті розташовані радіально чи з нахилом щодо осі обертання ролика від центру ролику до периметру зазначеного напрямного ролика для безперервної заготівки, розподіляється там за допомогою кільцевих каналів, подається ближче до поверхні гіль 97098 4 зи ролика крізь канали циркуляції охолоджуючого агенту, розташовані паралельно вісі ролика, та у аналогічний спосіб знову збирається та повертається до центру. З метою полегшити створення системи циркуляції охолоджуючого агенту та кільцевих каналів, а також для герметичного закривання їх ззовні, до торцевих поверхонь гільзи ролика зазвичай пригвинчуються чи приварюються ущільнюючі елементи у формі кілець або заглушок. Через значне теплове та зумовлене матеріалами навантаження на напрямний ролик для безперервної заготівки, ці способи ущільнення є складними, дуже чутливими та схильними до неполадок. Також для напрямних роликів для безперервної заготівки із єдиним цільним валом описане рознімне кріплення з фіксованим кутовим положенням багатошарових гільз ролика на зазначений цільний вал, наприклад, за допомогою напрямної шпонки. Багатошарова структура гільзи ролика утворюється шляхом використання окремих циліндричних втулок, які з'єднані з'єднанням з фіксованим кутовим положенням за допомогою гарячої посадки по всій площині бічних поверхонь циліндрів, розташованих один напроти одного. Прості у виконанні канали циркуляції охолоджуючого агенту розташовані на контактних поверхнях зазначених циліндричних втулок (заявки WO 2005/016578; WO 02/02253). Цей винахід ставить своєю метою уникнення зазначених складнощів та недоліків та пропонує напрямний ролик для безперервної заготівки, що складається з кількох простих у виготовленні компонентів, які з'єднані між собою у такий спосіб, що зазначене з'єднання здатне витримувати інтенсивні теплові та механічні навантаження під час розливання; зазначений ролик складається з простих у виготовленні компонентів і забезпечує можливість розбирання та повторного використання дорогих компонентів, у переважному варіанті - гільз роликів та корпусів підшипників. Зазначена мета досягається згідно з цим винаходом завдяки тому, що гільза ролика з'єднується за допомогою з'єднання з фіксованим кутовим положенням з опорними валами, на які спирається ця гільза, з обох боків шляхом гарячої посадки або пресової посадки. Проміжні опорні підшипники розташовано, у принципі, на звужених ділянках роликів, які утворюються за допомогою опорних валів меншого діаметру, закріплених у гільзах ролика шляхом гарячої посадки. З'єднання шляхом гарячої посадки або пресової посадки здійснюється у такий спосіб, щоб можливо було забезпечити надійну передачу стаціонарних та нестаціонарних навантажень на ролик та крутних моментів, що виникають у випадку ведених напрямних роликів для безперервної заготівки, а також надійне ущільнення системи циркуляції охолоджуючого агенту. Конструкція з'єднання шляхом гарячої посадки або пресової посадки враховує певні характерні для умов експлуатації варіанти навантаження, як, наприклад: - постійне знімання безперервної заготівки із напрямними роликами, що обертаються, 5 97098 6 - зупинена безперервна заготівка із нерухомисусідніми гільзами ролика, є у переважному варіами напрямними роликами, нті тією ж самою. Згідно з цією схемою, певна кіль- охолодження ролику ззовні та зсередини, кість гільз ролика розташована у ряд уздовж вісі; - охолодження ролику лише ззовні або лише при цьому дві сусідні гільзи ролика з'єднані між зсередини, собою з'єднанням з фіксованим кутовим положен- повна відмова системи охолодження ролика, ням за допомогою опорного валу, який у центрі викликана неполадкою. спирається на опорний підшипник. Навіть у найгіршому випадку, коли з'єднання Напрямні ролики для безперервної заготівки шляхом гарячої або пресової посадки втрачає обладнуються внутрішнім охолодженням: особлиздатність утримувати навантаження під впливом во доцільними є два варіанти втілення винаходу: тепла, мають бути забезпечені належна передача Згідно з одним із можливих варіантів втілення згинального моменту та моменту прокатки, а також охолодження ролика, крізь гільзу ролика прохоущільнення. У випадку напрямних роликів для дить принаймні один канал циркуляції охолоджуюбезперервної заготівки із діаметром ролика 150чого агента і цей канал циркуляції охолоджуючого 200 мм це означає припуск на усадку 0,2-0,5 мм, а агента розташований на постійній відстані від зову випадку більшого діаметру ролика 200-250 мм нішньої циліндричної поверхні гільзи ролика. У припуск на усадку становить 0,25-0,4 мм. Приблицьому випадку канал циркуляції охолоджуючого зним орієнтиром для визначення довжини гарячої агента утворює, наприклад, периферійну кільцеву посадки є те, що відношення довжини гарячої пообласть. У переважному варіанті крізь гільзу ролисадки до діаметру кінцевого стрижня вала є білька проходить кілька каналів циркуляції охолоджушим за 1. ючого агента, які розташовані на постійній відстані Порівняно з роликами із перфорованим моновід зовнішньої циліндричної поверхні гільзи ролилітним корпусом, з'єднання шляхом гарячої посадка. Суттєво радіальні канали для подачі та відвеки призводить до менших значень напруги у надрідення охолоджуючого агента проходять крізь з'єдзі, завдяки чому знижується ризик утворення нання гарячою посадкою між опорним валом та тріщин у напрямному ролику для безперервної гільзою ролика. Зазначені канали для подачі та заготівки. Також можливо використовувати більш відведення охолоджуючого агента можуть також міцний матеріал для легших опорних валів, що бути розташовані під нахилом до вісі обертання дозволяє досягти певного і, відповідно, економічно напрямного ролика для безперервної заготівки. вигідного підвищення міцності. Згідно з модифікацією системи циркуляції Описана конструкція збирального вузла із охолоджуючого агента, що є простою з точку зору з'єднанням шляхом гарячої чи пресової посадки технології виробництва, між гільзою ролика та має наступні переваги: опорним валом розташоване розподільне ущіль- Проста блочна конструкція дозволяє легко нююче кільце, яке разом із гільзою ролика утворює збирати довгі напрямні ролики для безперервної канал розподілу охолоджуючого агента, до якого заготівки та зменшити вартість виробництва окреприєднані суттєво радіальні канали подачі та відмих компонентів. ведення та канали циркуляції охолоджуючого аге- У випадку багатокомпонентних напрямних нта, що паралельні вісі, і це розподільне ущільнюроликів для безперервної заготівки немає необхідюче кільце утворює разом із гільзою ролика та ності у використанні рознімних проміжних опорних опорним валом з'єднання з фіксованим кутовим підшипників. положенням гарячою посадкою чи пресовою поса- Особлива ефективність виробництва з екодкою. номічної точки зору дозволяє використовувати Така система периферійного охолодження дозазначений напрямний ролик для безперервної зволяє забезпечити великий термін служби назаготівки як дешевий одноразовий ролик. прямного ролика для безперервної заготівки за- Як варіант, однак, можливе часткове повторвдяки швидкому відведенню тепла від гільзи не використання напрямного ролику для безпереролика. Крім того, інтенсивне охолодження гільзи рвної заготівки, зокрема гільзи ролика з периферолика дозволяє здійснювати експлуатацію устарійною системою охолодження; також можуть новки безперервного розливання у сухому режимі і використовуватися корпуси підшипників. Це досядозволяє транспортувати пласкі безперервні загогається шляхом простого руйнівного розбирання, тівки (сляби), зокрема тонкі пласкі безперервні наприклад, шляхом розрізу кінцевого стрижня заготівки, при більш високій температурі за допоопорного валу. могою напрямної системи установки безперервно- Ущільнення каналів для циркуляції охолого розливання. джуючого агенту можливо у значній мірі виконати Згідно з ще одним можливим варіантом втібез використання чутливих синтетичних ущільнюлення системи охолодження ролика, канал циркуючих елементів та без зварних швів. ляції охолоджуючого агенту, який має постійну Кожен опорний вал включає принаймні один площину перерізу та центральну орієнтацію узкінцевий стрижень, зовнішня бічна поверхня якого довж вісі, проходить крізь почергово розташовані утворює з'єднання шляхом гарячої чи пресової опорні вали та гільзи ролика. Це осьове охолопосадки із внутрішньою бічною поверхнею виїмки у дження зокрема відрізняється своєю простотою та гільзі ролика. дешевизною конструкції. Основна схема розташування компонентів, що В обох варіантах втілення системи охолоутворюють з'єднання гарячою чи пресовою посаддження ролика з'єднання гарячою чи пресовою кою, як на кінцевих ділянках напрямного ролика посадкою означає відсутність витікання охолодля безперервної заготівки, так і на ділянках між джуючого агенту. Таким чином, можливо обходи 7 97098 8 тися без спеціальних ущільнень в конструкції на1, 2 ролика та трьох опорних валів 4, 5, 6; зазнапрямного ролика для безперервної заготівки, оскічені опорні вали спираються із можливістю оберльки ущільнення утворюється завдяки з'єднанню тання на опорні підшипники 8, 9, 10. Опорний вал гарячою посадкою. 5, що розташований між двома гільзами 1, 2 ролиУ випадку веденого напрямного ролика для ка, закінчується двома кінцевими стрижнями 12, безперервної заготівки, описане з'єднання гаря13, що спрямовані у протилежних напрямках узчою посадкою чи пресовою посадкою може викодовж вісі та входять у циліндричні виїмки 14, 15 ристовуватися для з'єднання з елементами присусідніх гільз 1, 2 ролика. З'єднання із силовим воду, де елемент веденого напрямного ролика для замиканням між кінцевим стрижнем 12, 13 валу та приєднання до карданного валу приєднується гільзою 1, 2 ролика здійснюється шляхом гарячої з'єднанням з фіксованим кутовим положенням до посадки чи пресової посадки з урахуванням переопорного валу, що у центральній частині спираважних теплових та механічних навантажень під ється на опорний підшипник, шляхом гарячої почас транспортування сталевої безперервної загосадки або пресової посадки. тівки крізь напрямну систему. Два опорні вали 4, 6, Ущільнення каналів циркуляції охолоджуючого що утримують гільзи 1, 2 ролика на кінцях зобраагенту та розподільних каналів охолоджуючого женого напрямного ролика для безперервної загоагенту за допомогою розподільних ущільнюючих тівки, мають лише по одному кінцевому стрижню кілець, встановлених у гільзу ролика гарячою по16, 17 відповідно, які входять у виїмки гільз 1, 2 садкою чи пресовою посадкою, виключає потребу ролика, утворюючи з'єднання гарячою посадкою у використанні чутливих незалежних ущільнюючих чи пресовою посадкою. елементів та зварних з'єднань. Зазначений напрямний ролик для безперервЗокрема опорні елементи напрямного ролика ної заготівки обладнаний системою внутрішнього для безперервної заготівки, що за конструкцією є охолодження, що за конструкцією являє периферухомими опорами, виконуються на базі роликорійну систему охолодження та зображена на Фіг.1 вих підшипників, у яких роликові елементи здатні та 3. Введення охолоджуючого агенту до опорного компенсувати осьове зміщення та порушення валу 4 відбувається крізь поворотний патрубок, центрування, що виникли під час роботи. З цією приєднаний до кінця валу. Опорний вал 4 містить метою можуть використовуватися, наприклад, тоцентральний канал 22, 22а циркуляції охолоджуюроїдальні підшипники, що також описані як прикчого агента, від якого відходять кілька радіальних лад у описі корисної моделі DE 200 21 514 U1 (Нівідводів 23, 23а, 23b, 23с, що йдуть від ділянки меччина). кінцевого стрижня 16 валу до гільзи 1 ролика і виПро додаткові переваги та особливості цього ходять назовні до кільцевої порожнини 24 із сервинаходу можна дізнатися із наведеного нижче поподібними розширеннями 25а, 25b, 25с. Від цих опису необмежуючих ілюстративних варіантів втісерпоподібних розширень канали 26, 26а, 26b, 26с лення винаходу із посиланням на фігури, що доциркуляції охолоджуючого агента йдуть під повердаються, де: хню гільзи, проходять на малій відстані від цієї На Фіг.1 зображений напрямний ролик для поверхні та рівномірно розподілені навколо гільзи безперервної заготівки згідно з даним винаходом з 1 ролика, паралельно вісі обертання напрямного двома гільзами ролика та периферійним охолоролика для безперервної заготівки із передбачедженням гільз ролика; ною багаторазовою зміною напрямку. На ділянці На Фіг.2 зображений напрямний ролик для кінцевого стрижня 12 опорного валу 5 канали 26 безперервної заготівки згідно з даним винаходом з циркуляції охолоджуючого агента знову виходять трьома гільзами ролика та центральним охолодо серпоподібних розширень кільцевої порожнини, дженням ролика; з яких радіальні відводи йдуть до центрального На Фіг.3 зображено поперечний переріз наканалу 22b циркуляції охолоджуючого агента у прямного ролика для безперервної заготівки узкінцевому стрижні 12 опорного валу 5. На ділянці довж лінії перерізу А-А Фіг.1 із зображенням подачі кінцевого стрижня 13 проходження охолоджуючого охолоджуючого агента; агента повторюється для гільзи 2 ролика у спосіб, На Фіг.4 зображено частковий переріз напряманалогічний зазначеному вище способу прохоного ролика для безперервної заготівки, конструкдження охолоджуючого агента крізь гільзу 1 ролиція якого включає розподільне ущільнююче кільце ка. Ця схема повторюється надалі відповідно до для проходження крізь нього охолоджуючого агенкількості гільз ролика, з яких утворено багатокомта. понентний напрямний ролик для безперервної Зазначені фігури містять схематичне зобразаготівки. Центральний канал циркуляції охоложення напрямних роликів для безперервної заготіджуючого агента виходить до поворотного перехівки згідно із цим винаходом, наприклад, придатних дного патрубку 21а, крізь який охолоджуючий для використання у напрямній системі установки агент, що протікає крізь напрямний ролик для безбезперервного розливання для виробництва меперервної заготівки, знову виводиться назовні. талевих безперервної заготівки великої ширини із Канали циркуляції охолоджуючого агента розтапоперечним перерізом слябів чи тонких слябів. шовані у такий спосіб, що на ділянці гарячої посаКомпоненти, що є однаковими або ж мають однадки вони переходять з опорного валу у гільзу рокові функції у різних варіантах втілення винаходу, лика та назад, отже щільне з'єднання гарячою позначені однаково. посадкою водночас виконує функцію ущільнення, Неведений двокомпонентний напрямний ролик запобігаючи витіканню охолоджуючого агента. для безперервної заготівки, зображений у поздовНа Фіг.2 схематично зображений трьохкомпожньому перерізі на Фіг.1, складається з двох гільз нентний напрямний ролик для безперервної заго 9 97098 10 тівки, складається з трьох гільз 1, 2, 3 ролика, опогічно з'єднаний шляхом гарячої посадки із кінцерних валів 4, 5, 6, на які спираються ці гільзи роливим стрижнем 30. ка, та опорних підшипників 8, 9, 10, 11, на які спиНа Фіг.4 зображено у частковому перерізі дораються із можливістю обертання зазначені опорні датковий варіант втілення напрямного ролика для вали. Як вже було зазначено вище у зв'язку із набезперервної заготівки із периферійним охолопрямним роликом для безперервної заготівки згіддженням; також показано повернення охолоджуюно із Фіг.1, гільзи ролика та опорні вали з'єднані із чого агенту з каналів 26 циркуляції, що проходять силовим замиканням гарячою посадкою чи пресокрізь гільзу 1 ролика уздовж вісі, у канал 22b цирвою посадкою. Проходження охолоджуючого агенкуляції охолоджуючого агента, який розташований та відбувається крізь центральний канал 28, який у центрі кінцевого стрижня 12 валу. Усі канали 26 проходить уздовж вісі крізь наступні опорні вали та циркуляції охолоджуючого агента, що розташовані гільзи ролика. На вхідному боці та вихідному боці паралельно, виходять у розподільний канал 33, каналу циркуляції охолоджуючого агента передбаякий утворюється периферійним кільцевим каначено поворотні патрубки 21 для подачі та відвелом і стінки якого утворені гільзою 1 ролика та дення охолоджуючого агента; зображені лише розподільним ущільнюючим кільцем 34. Лише кіповоротні патрубки для подачі охолоджуючого лька радіально відцентрованих зливних каналів агента всередину. З'єднання гарячою посадкою 23а з'єднують кільцеві канали 33 із каналом 22b між гільзами ролика та опорними валами герметициркуляції охолоджуючого агента. У той же самий зують переходи центрального каналу циркуляції спосіб в іншому місці відбувається подача охолоохолоджуючого агента між гільзою ролика та оподжуючого агента крізь аналогічно розташовані рними валами, запобігаючи втратам через витірозподільні канали. Взагалі на Фіг.4 зображено кання агента назовні. чотири можливих варіанти конструкції розподільНа Фіг.1 зображено багатокомпонентний веденого ущільнюючого кільця 34, 35, 36, 37. ний напрямний ролик для безперервної заготівки, Розподільне ущільнююче кільце 34 запресовуу якому зовнішній опорний вал 6 має два кінцеві ється у гільзу 1 ролика та утворює разом із нею стрижні 17, 30. Кінцевий стрижень 17 валу з'єдназ'єднання з фіксованим кутовим положенням гаряний із гільзою 2 ролика шляхом гарячої посадки, а чою посадкою чи пресовою посадкою. Так само кінцевий стрижень 30 входить у з'єднуючий елерозподільне ущільнююче кільце 34 встановлюєтьмент 31 приводного карданного валу, який аналося разом із гільзою 1 ролика на кінцевий стрижень 12 валу гарячою посадкою. 11 Комп’ютерна верстка А. Рябко 97098 Підписне 12 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601