Механізм хитання кристалізатора

Реферат: Механізм хитання кристалізатора, що містить стаціонарну основу, стіл, зчленований з важільним балансиром, шарнірно пов'язаним з основою, привод хитання, пару верхніх пластинчастих ресор, розташованих в одній площині, яка проходить через вісь хитання кристалізатора, та пару нижніх пластинчастих ресор, розташованих в іншій площині, яка проходить через вісь хитання кристалізатора, причому всі ресори своїми вільними кінцями жорстко зчленовані з основою, а середньою частиною жорстко з'єднані зі столом, причому вузол зчленування важільного балансира зі столом виконаний у вигляді двох додаткових пластинчастих ресор, що розташовані в одній площині та кожна з яких з'єднана зі столом та з балансиром, при цьому площина розташування додаткових ресор перпендикулярна площині, яка проходить через вісь хитання кристалізатора та середні частини додаткових ресор, а вісь обертання важільного балансира розташована в площині, що проходить через вісь хитання кристалізатора й середні частини додаткових ресор. UA 75657 U (54) МЕХАНІЗМ ХИТАННЯ КРИСТАЛІЗАТОРА UA 75657 U UA 75657 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель відноситься до металургійного машинобудування, а саме - до пристроїв, які використовують у машинах безперервного лиття заготівок для надання кристалізатору хитальних рухів. Механізм хитання призначений для додання кристалізатору хитальних рухів під час розливання й витягування з його заготівки з метою зменшення прилипання скоринки заготівки, що відливається, зі стінками кристалізатора. Механізм хитання забезпечує рух кристалізатору по заданій траєкторії, при цьому хитання відбувається із заданою частотою й амплітудою обумовленими технологічним процесом безперервного лиття. Відомий механізм хитання за патентом UA 84238, МПК B22D11/04. До його складу входить рама, яка прикріплена до фундаменту, стіл і вузол привода хитання стола, прикріплений до рами. Вузол привода представлений у вигляді гідроциліндра. До складу механізму хитання також входять пара верхніх пластинчастих ресор і пара нижніх пластинчастих ресор. Кожна ресора верхньої пари жорстко зчленована середньою частиною з рамою, а вільними кінцями жорстко зчленована зі столом. Кожна ресора нижньої пари жорстко зчленована середньою частиною зі столом, а вільними кінцями жорстко зчленована з рамою. Верхня й нижня пари ресор розташовані в площинах під кутом одна щодо іншої, при цьому площини розташування ресор проходять через вісь хитання. Під час розливання гідроциліндр механізму хитання через шток передає зворотнопоступальний рух столу із кристалізатором певної частоти й амплітуди. Завдяки розташуванню ресор у площинах під кутом одна щодо інший, які проходять через вісь хитання, стіл із кристалізатором здійснює переміщення по заданій траєкторії. Слід зазначити, що описаний механізм хитання кристалізатора має відхилення положення стола щодо його поздовжньої осі в поперечному напрямку. Це приводить до погіршення якості поверхні безперервнолитого злитка. Відомий також механізм хитання кристалізатора (патент RU 2264275, МПК B22D11/053), більше близький до рішення, яке заявляється, і прийнятий за прототип. До його складу входять стаціонарна основа, стіл хитання, на якому закріплений кристалізатор. Стіл зчленований з основою за допомогою двох ресор у нижній частині, розташованих в одній площині. У верхній частині стіл зчленований з основою однією ресорою. Нижні й верхні ресори розташовані таким чином, що їхні поздовжні осі спрямовані в центр хитання. Нижні ресори попередньо натягнуті розпірними пружинами. Для стабілізації стола в поперечному напрямку використовують балансир. Балансир складається з важеля, шарнірно встановленого на основі, до важеля шарнірно приєднані тяги, які іншими кінцями шарнірно зчленовані зі столом хитання. Привод механізму виконаний у вигляді ексцентрикового вала із шатуном. Головка шатуна шарнірно зчленована зі столом. Вал приводиться до обертання електроприводом. Працює механізм наступним чином. Під час розливання електропривод завдає обертання ексцентриковому валу. Обертання ексцентрикового вала через шатун перетворюється у зворотно-поступальний рух стола із кристалізатором певної частоти й амплітуди. Завдяки тому, що поздовжні осі нижніх ресор і верхньої ресори сходяться в центрі хитання, стіл із кристалізатором здійснюють рух по заданій траєкторії. При цьому, завдяки наявності балансира у вигляді важеля із шарнірними тягами, зчленованими зі столом, забезпечується стабілізація руху стола в поперечному напрямку. У порівнянні з аналогом описаний механізм хитання забезпечує більше стабільне положення стола в поперечному напрямку, що позитивно впливає на якість поверхні злитка. Слід зазначити, що в описаному механізмі хитання зчленування важеля балансира зі столом здійснено через шарнірні тяги. Вузли підшипників у шарнірах вимагають підведення змащення, крім того під час роботи механізму підшипники зношуються через малі кути повороту та наявність знакозмінних навантажень у поперечному напрямку, що приводить до зниження стабільного положення стола. Таким чином, до недоліків прототипу варто віднести високі експлуатаційні витрати на ремонт і експлуатацію механізму, а також у цілому зниження його довговічності. В основу рішення, що заявляється, поставлена задача підвищення надійності механізму при одночасному зниженні експлуатаційних витрат. Поставлена задача вирішується за рахунок технічного результату, що складається в зменшенні вузлів тертя й зношування. Для досягнення вищевказаного технічного результату в механізмі хитання кристалізатора, що містить стаціонарну основу, стіл, зчленований з важільним балансиром, шарнірно пов'язаним з основою, привод хитання, пару верхніх пластинчастих ресор, розташованих в одній площині, яка проходить через вісь хитання кристалізатора, та пару нижніх пластинчастих ресор, розташованих в іншій площині, яка проходить через вісь хитання кристалізатора, 1 UA 75657 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 причому всі ресори своїми вільними кінцями жорстко зчленовані з основою, а середньою частиною жорстко з'єднані зі столом, відповідно до корисної моделі, вузол зчленування важільного балансира зі столом виконаний у вигляді двох додаткових пластинчастих ресор, що розташовані в одній площині та кожна з яких з'єднана зі столом та з балансиром, при цьому площина розташування додаткових ресор перпендикулярна площині, яка проходить через вісь хитання кристалізатора та середні частини додаткових ресор, а вісь обертання важільного балансира розташована в площині, що проходить через вісь хитання кристалізатора й середні частини додаткових ресор. Крім того, кожна з додаткових пластинчастих ресор своїми вільними кінцями закріплена на столі, а середньою частиною зчленована з балансиром. Крім того, кожна з додаткових пластинчастих ресор своїми вільними кінцями з'єднана з балансиром, а середньою частиною - зі столом. У результаті порівняльного аналізу пропонованого технічного рішення й прототипу встановлено, що вони мають загальні ознаки: стаціонарна основа; стіл, зчленований з важільним балансиром, шарнірно пов'язаним з основою; привод хитання; пара верхніх пластинчастих ресор, розташованих в одній площині, яка проходить через вісь хитання кристалізатора; пара нижніх пластинчастих ресор, розташованих в іншій площині, яка проходить через вісь хитання кристалізатора; всі ресори своїми вільними кінцями жорстко зчленовані з основою, а середньою частиною жорстко з'єднані зі столом; i відмітні ознаки: виконання вузла зчленування важільного балансира зі столом у вигляді двох додаткових пластинчастих ресор, розташованих в одній площині та кожна з яких з'єднана зі столом та з балансиром; площина розташування додаткових ресор перпендикулярна площині, яка проходить через вісь хитання кристалізатора та середні частини додаткових ресор; вісь обертання важільного балансира розташована в площині, що проходить через вісь хитання кристалізатора й середні частини додаткових ресор; кожна з додаткових пластинчастих ресор своїми вільними кінцями закріплена на столі, а середньою частиною зчленована з балансиром; кожна з додаткових пластинчастих ресор своїми вільними кінцями з'єднана з балансиром, а середньою частиною - зі столом. Таким чином, технічне рішення, що заявляється, має нові форми виконання конструктивних елементів, нові взаємні розміщення елементів. Між відмітними ознаками й технічним результатом, який досягається, існує причиннонаслідковий зв'язок. Завдяки тому, що вузол зчленування важільного балансира зі столом виконаний у вигляді двох додаткових пластинчастих ресор, що розташовані в одній площині та кожна з яких з'єднана зі столом та з балансиром (варіанти з'єднання ресор представлені в пунктах 2 та 3), при цьому, площина розташування додаткових ресор перпендикулярна площині, яка проходить через вісь хитання кристалізатора та середні частини додаткових ресор, а вісь обертання важільного балансира розташована в площині, що проходить через вісь хитання кристалізатора й середні частини додаткових ресор, стало можливим знизити напруги в ресорах і підвищити довговічність їхньої роботи. Виключення із зазначеної сукупності відмітних ознак хоча б однієї з них не забезпечує досягнення технічного результату. Технічне рішення, що заявляється, не відоме з рівня техніки, тому воно є новим. Технічне рішення, що заявляється, промислово застосовне, тому що його технічне й технологічне виконання, наприклад, в умовах ПАТ "НКМЗ" не представляє труднощів. З використанням рішення, що заявляється, виконаний робочий проект для блюмової машини безперервного лиття заготівок для заводу "Азовелектросталь" у м. Маріуполь. Таким чином, рішенню, що заявляється може бути представлена правова охорона, тому що воно є новим і промислово застосовним, тобто відповідає критеріям корисної моделі. Рішення, що заявляється, пояснюється кресленнями, на яких зображене наступне: Фіг. 1 - загальний вид механізму хитання кристалізатора; Фіг. 2 - вид А на фіг. 1; Фіг. 3 - вид Б на фіг. 1 - варіант 1; Фіг. 4 - вид Б на фіг. 1 - варіант 2. 2 UA 75657 U 5 10 15 20 25 30 До складу механізму хитання входять прикріплена до фундаменту основа 1, з якою жорстко зчленовані своїми кінцями пара верхніх 2 і пара нижніх 3 пластинчастих ресор. Середні частини пластинчастих ресор 2 і 3 жорстко зчленовані зі столом 4, на якому встановлений кристалізатор 5. Пара верхніх ресор 2 розташована в одній площині. Пара нижніх 3 ресор також розташована в одній площині. Площини верхніх і нижніх ресор 2 і З проходять через вісь хитання 6. На основі 1 шарнірно встановлений балансир 7. Балансир 7 зчленований зі столом 4 за допомогою додаткових двох пластинчастих ресор 8, розташованих в одній площині. Площина розташування ресор 8 перпендикулярна площині, яка проходить через вісь хитання 6 і середні частини додаткових ресор 8. Додаткові пластинчасті ресори 8 по першому варіанту (фіг. 3) у середній своїй (розмір а) частині жорстко зчленовані з балансиром 7, а своїми кінцями вони жорстко зчленовані зі столом 4. Ресори 8 по другому варіанту (фіг. 4) у середній частині жорстко зчленовані зі столом 4, а своїми кінцями жорстко зчленовані з балансиром 7. Вісь обертання 9 балансира 7 лежить у площині, що проходить через вісь хитання 6 та середні частини додаткових ресор 8. Привод механізму в цьому випадку представлений у вигляді гідроциліндра 10, корпус якого шарнірно зчленований з основою 1, а шток - шарнірно зчленований з балансиром 7. Робота механізму хитання здійснюється наступним чином. У початковий момент розливання металу в кристалізатор 5 включають гідроциліндр привода 10, при цьому зворотно-поступальний рух штока гідроциліндра передається через балансир 7 і ресори 8 столу 4 із кристалізатором 5. Рух стола 4 із кристалізатором 5 відбувається з певною частотою й амплітудою, завдяки чому не відбувається прилипання скоринки металу до стінок гільзи кристалізатора. Завдяки розміщенню верхніх 2 і нижніх 3 пластинчастих ресор у площинах, які проходять через вісь хитання 6, кристалізатор 5 і стіл 4 здійснюють рух по заданій траєкторії. Ресори 8 з балансиром 7 запобігають хитанню стола 4 із кристалізатором 5 щодо поздовжньої осі симетрії механізму хитання. Таким чином, рух стола 4 із кристалізатором 5 стабілізується в поперечному напрямку. Розташування ресор 8 перпендикулярно площини, яка проходить через вісь хитання 6 і середні частини ресор 8 (розмір а), а також розташування осі обертання балансира 9 у цій же площині забезпечує мінімальний прогин ресор 8 у їхній середній частині при хитанні, що знижує напруги в ресорах і підвищує довговічність їхньої роботи. Із усього вищевикладеного видно, що виконання механізму хитання відповідно до формули корисної моделі, дозволяє підвищити надійність вузлів механізму й знизити витрати на експлуатацію, підвищити ресурс роботи, оскільки в пластинчастих ресорах відсутні вузли тертя, що спричиняють їхнє зношування. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 1. Механізм хитання кристалізатора, що містить стаціонарну основу, стіл, зчленований з важільним балансиром, шарнірно пов'язаним з основою, привод хитання, пару верхніх пластинчастих ресор, розташованих в одній площині, яка проходить через вісь хитання кристалізатора, та пару нижніх пластинчастих ресор, розташованих в іншій площині, яка проходить через вісь хитання кристалізатора, причому всі ресори своїми вільними кінцями жорстко зчленовані з основою, а середньою частиною жорстко з'єднані зі столом, який відрізняється тим, що вузол зчленування важільного балансира зі столом виконаний у вигляді двохдодаткових пластинчастих ресор, що розташовані в одній площині та кожна з яких з'єднана зі столом та з балансиром, при цьому площина розташування додаткових ресор перпендикулярна площині, яка проходить через вісь хитання кристалізатора та середні частини додаткових ресор, а вісь обертання важільного балансира розташована в площині, що проходить через вісь хитання кристалізатора й середні частини додаткових ресор. 2. Механізм за п. 1, який відрізняється тим, що кожна з додаткових пластинчастих ресор своїми вільними кінцями закріплена на столі, а середньою частиною зчленована з балансиром. 3. Механізм за п. 1, який відрізняється тим, що кожна з додаткових пластинчастих ресор своїми вільними кінцями з'єднана з балансиром, а середньою частиною - зі столом. 3 UA 75657 U 4 UA 75657 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 5