Механизм для вытягивания слитков круглого сечения с одновременным вращением их вокруг продольной оси в машинах непрерывного литья металлов и сплавов
Владельцы патента RU 2323800:
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (ЛГТУ) (RU)
Изобретение может быть использовано при непрерывной разливке, преимущественно на литейных машинах горизонтального типа. Механизм вытягивания слитков содержит вращающиеся приводные и прижимные валки. Оси вращения валков расположены параллельно образующим цилиндрической поверхности круглого слитка, а их рабочие поверхности выполнены в виде витков нестандартной цилиндрической резьбы с прямоугольным или трапецеидальным профилем. Винтовое взаимодействие рабочих поверхностей валков со слитком при линейном контакте по образующим их цилиндрических поверхностей обеспечивает поступательное движение заготовки и ее вращение (при прерывистой вытяжке - проворачивание) от единого привода, что упрощает его конструкцию. Предотвращается деформация тонкостенных полых слитков. 2 ил.
Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению непрерывнолитых профилей равномерного круглого сечения, преимущественно на литейных машинах с горизонтальными кристаллизаторами, снабженными охлаждаемыми графитовыми вставками и не охлаждаемыми графитовыми дорнами, формирующими внутреннюю полость трубной заготовки.
Известен механизм для вытягивания литых профилей круглого сечения, обеспечивающий поступательное их движение в направлении вытягивания с одновременным вращением вокруг продольной оси слитка, включающий в себя приводные и прижимные ролики дисковой конфигурации с цилиндрическими рабочими поверхностями, установленные так, что плоскости их вращения повернуты под углом к образующим наружной цилиндрической поверхности слитка (Эрхард Германн. «Непрерывное литье». Справочное издание, перевод с немецкого. - М.: «Государственное научно-техническое издательство по черной и цветной металлургии», 1961 г., с.428, рис.1331). В отличие от общераспространенных на практике механизмов вытягивания, сообщающих слиткам круглого сечения только поступательное продвижение от кристаллизатора (например по схеме рис.2 на с.501 «Специальные способы литья», Ефимов и др., М.: «Машиностроение», 1991), такой способ вытягивания слитка путем «вывертывания» его из кристаллизатора позволит отливать через горизонтальный кристаллизатор с не охлаждаемым графитовым дорном полые заготовки кольцевого сечения (труба) и из высокотемпературных сплавов, в частности из чугуна, а при литье из цветных сплавов увеличивает ресурс эксплуатации дорна до его обрыва. Кроме того, проворачивание слитка при вытягивании исключает неравномерное изнашивание графитовой вставки кристаллизатора и дорна (верх-низ) и, соответственно, искажение профиля непрерывнолитой заготовки.
Известный механизм имеет следующие недостатки:
- ограниченные технологические возможности по минимальной толщине стенки вытягиваемой трубной заготовки из-за того, что точечный контакт с ее поверхностью цилиндрического обода роликов при необходимом усилии прижима может привести к деформации тонкостенного профиля;
- из-за пересекающихся в пространстве осей вращения тянущих роликов в этой конструкции механизма значительно усложняется устройство единого привода их вращения - проще предусмотреть отдельные приводы для каждого ролика (с соответствующими издержками при изготовлении и эксплуатации этого известного механизма).
Целью предлагаемого технического решения является увеличение геометрического места точек контакта между поверхностью слитка и рабочей поверхностью тянущего ролика при их взаимодействии, а также упрощение привода вращения роликов.
Указанная цель достигается установкой приводных и прижимных роликов валковой конфигурации с осями вращения, параллельными направлению вытягивания слитка, при этом рабочие поверхности роликов выполнены в виде витков нестандартизированной цилиндрической резьбы с крупным прямоугольным или трапецеидальным профилем и большим углом подъема витков (шагом).
Приводные ролики снабжены механизмом их разведения - сведения для настройки литейной машины на разные диаметры отливаемых слитков.
Предлагаемая конструкция механизма для вытягивания слитков в машине непрерывного литья в варианте с горизонтальным кристаллизатором изображена на фиг.1, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, где
1 - металлоприемник;
2 - кристаллизатор с дорном;
3 - слиток полый;
4 и 5 - ролики приводные, снабженные зубчатыми венцами по торцам со стороны привода;
6 - ролик прижимной;
7 - промежуточная шестерня передачи вращения роликам 4 и 5;
8 - шестерня приводная;
9 - привод;
10 - станина;
11 - рычажной механизм разведения - сведения роликов 4 и 5 (оси поворота рычагов, несущих ролики 4 и 5, соосны с центром вращения шестерни 7);
12 - коромысло;
13 - привод подъема коромысла с прижимным роликом 6.
Машина непрерывного литья слитков круглого сечения через горизонтальный кристаллизатор, оснащенная механизмом вытягивания предлагаемой конструкции, работает следующим образом.
При незаполненном металлоприемнике 1, приподнятом прижимном ролике 6 и разведенном положении приводных роликов 4 и 5 проставляется в кристаллизатор 2 затравка соответствующей слитку конфигурации, затем механизмом 11 сводятся приводные ролики 4 и 5 до рабочего контакта их витков с поверхностью затравки в выверенном и зафиксированном горизонтальном ее положении. После этого опускается на затравку прижимной ролик 6 и производится заполнение расплавом металлоприемника 1. После заполнения металлоприемника до технологически оптимального уровня и необходимой выдержки на время образования закристаллизовавшихся корок на вставке и дорне кристаллизатора 2 включается вращение приводных роликов 4 и 5 (непрерывное или дискретное) в указанном на фиг.2 направлении от единого привода 9 через шестерни 8, 7 и зубчатые венцы, принадлежащие роликам 4 и 5.
Винтовое взаимодействие рабочих поверхностей этих роликов вначале с затравкой, а потом со слитком при протяженном линейном контакте по образующим их цилиндрических поверхностей обеспечивает одновременное с поступательным движением круглой заготовки ее вращение (при прерывистой вытяжке - проворачивание) от единого привода, с предотвращением деформирования тонкостенных полых профилей.
Механизм вытягивания слитков круглого сечения с одновременным вращением их вокруг продольной оси в машинах непрерывного литья металлов и сплавов, содержащий вращающиеся приводные и прижимные валки, отличающийся тем, что оси вращения валков расположены параллельно образующим цилиндрической поверхности слитка, а рабочие поверхности валков выполнены в виде витков нестандартной цилиндрической резьбы с прямоугольным или трапецеидальным профилем.