Механізм хитання кристалізатора

Реферат: Механізм хитання кристалізатора містить кристалізатор із гільзою, стаціонарну основу, стіл, зчленований з важільним балансиром, 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, та двох додаткових пластинчастих ресор, розташованих в одній площині, при цьому, площина розташування додаткових ресор перпендикулярна площині, яка проходить через вісь хитання кристалізатора та середні частини додаткових ресор. Додаткові пластинчасті ресори встановлені таким чином, що відстань від середини кожної додаткової ресори до вертикальної осі гільзи кристалізатора не перевищує половини ширини гільзи кристалізатора. UA 96258 U (54) МЕХАНІЗМ ХИТАННЯ КРИСТАЛІЗАТОРА UA 96258 U UA 96258 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить 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 кристалізатору. 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 кристалізатора (патент RU 2264275, МПК B22D 11/053). 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 обертально-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. 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 негативно впливає на якість поверхні злитка. Відомий також механізм хитання кристалізатора (патент UA 75657 U, МПК B22D 11/053), більш близький до рішення, яке заявляється, і прийнятий за прототип. До його складу входять стаціонарна основа, стіл, зчленований з важільним балансиром. Важільний балансир шарнірно пов'язаними з основою. Також механізм має привід хитання, та пару верхніх пластинчатих ресор розташованих в одній площині та пару нижніх пластинчатих ресор розташованих в іншій площині. Всі ресори своїми вільними кінцями жорстко зчленовані з основою, а середньою частиною жорстко з'єднані зі столом. Вузол зчленування важільного балансира зі столом виконаний у вигляді двох додаткових пластинчастих ресор, розташованих в одній площині та кожна з яких з'єднана зі столом та з балансиром. Кожна з додаткових пластинчастих ресор своїми вільними кінцями закріплена на столі, а середньою частиною зчленована з балансиром. Слід зазначити, що в описаному механізмі хитання зчленування важеля балансира зі столом здійснено на певній відстані від вертикальної осі гільзи кристалізатора, що викликає додаткове навантаження на верхні та нижні ресори. У наслідок додаткового навантаження верхніх та нижніх ресор зростає відхилення траєкторії хитання кристалізатора, що веде до погіршення якості поверхні злитка що відливається. Таким чином, до недоліків прототипу варто віднести незадовільну якість злитку що відливається. В основу технічного рішення, яке заявляється, поставлена задача забезпечення якості безперервно литого злитка, завдяки збільшення кінематичної точності механізму хитання кристалізатор. Поставлена задача вирішується за рахунок технічного результату, що складається в зменшенні відстані від вертикальної осі гільзи кристалізатора до вузла зчленування важільного балансира зі столом. Для досягнення вищевказаного технічного результату в механізмі хитання кристалізатора, що містить кристалізатор із гільзою, стаціонарну основу, стіл, зчленований з важільним балансиром, 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, та двох додаткових пластинчастих ресор, розташованих в одній площині, при цьому, площина розташування додаткових ресор перпендикулярна площині, яка проходить через вісь хитання кристалізатора та середні частини 1 UA 96258 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 додаткових ресор, відповідно до корисної моделі, додаткові пластинчасті ресори встановлені таким чином, що відстань від середини кожної додаткової ресори до вертикальної осі гільзи кристалізатора не перевищує половини ширини гільзи кристалізатора. У результаті порівняльного аналізу пропонованого механізму хитання кристалізатора й прототипу встановлено, що вони мають загальні ознаки: - кристалізатор із гільзою; - стаціонарна основа; - стіл, зчленований з важільним балансиром, шарнірно пов'язаним з основою; - привод хитання кристалізатора; - 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; і відмітні ознаки: - розташування вузла зчленування важільного балансира зі столом таким чином, що відстань від середини кожної додаткової ресори до вертикальної осі гільзи кристалізатора не перевищує половини ширини гільзи кристалізатора. 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, розташовано таким чином, що відстань від середини кожної додаткової ресори до вертикальної осі гільзи кристалізатора не перевищує половини ширини гільзи кристалізатора, стало можливим знизити розтягувальні напруги в верхніх та нижніх ресорах, і підвищити кінематичну точність роботи механізму хитання кристалізатора. 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 застосоване, тому що його технічне й технологічне виконання, наприклад, в умовах ПАТ "НКМЗ" не представляє труднощів. З використанням рішення, що заявляється, виконаний робочий проект для сортової машини безперервного лиття заготівок для заводу "ООО" ТСА СТИЛЛГРУП" у м. Павлоград. Таким чином, рішенню, що заявляється може бути представлена правова охорона, тому що воно є новим і промислово застосовано, тобто відповідає критеріям корисної моделі. Рішення, що заявляється, пояснюється кресленнями, на яких зображене наступне: Фіг. 1 - загальний вигляд механізму хитання кристалізатора; Фіг. 2 - розріз А-А на Фіг. 1; Фіг. 3 - вигляд Б на Фіг. 1. 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 з гільзою 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 3 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 у середній своїй (розмір а) частині жорстко зчленовані з балансиром 7, а своїми кінцями вони жорстко зчленовані зі столом 4. 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 гільзу 5 кристалізатора включають гідроциліндр привода 10, при цьому обертально-поступальний рух штока гідроциліндра передається через балансир 7 і ресори 8 столу 4 із кристалізатором та гільзою 5. Рух стола 4 із кристалізатором та гільзою 5 відбувається з певною частотою й амплітудою, завдяки чому не відбувається 2 UA 96258 U 5 10 15 20 25 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 та гільзою 5 відносно поздовжньої осі симетрії механізму хитання у поперечному напрямку. Таким чином, рух стола 4 із кристалізатором та гільзою 5 стабілізується в поперечному напрямку. Розташування ресор 8 таким чином, що відстань від середини кожної додаткової ресори до вертикальної осі гільзи 5 кристалізатора не перевищує половини ширини гільзи 5 кристалізатора забезпечує мінімальний момент сил опору витягання злитка з кристалізатора відносно площини ресор 8. Як наслідок зменшується реактивне зусилля, яке розтягує ресори 2 та 3, що збільшує кінематичну точність механізму хитання кристалізатора в цілому. Із усього вищевикладеного видно, що виконання механізму хитання відповідно до формули корисної моделі, дозволяє підвищити якість поверхні безперервно литого злитка. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Механізм хитання кристалізатора, що містить кристалізатор із гільзою, стаціонарну основу, стіл, зчленований з важільним балансиром, 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, та двох додаткових пластинчастих ресор, розташованих в одній площині, при цьому площина розташування додаткових ресор перпендикулярна площині, яка проходить через вісь хитання кристалізатора та середні частини додаткових ресор, який відрізняється тим, що додаткові пластинчасті ресори встановлені таким чином, що відстань від середини кожної додаткової ресори до вертикальної осі гільзи кристалізатора не перевищує половини ширини гільзи кристалізатора. 3 UA 96258 U 4 UA 96258 U Комп’ютерна верстка О. Рябко 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