КОРОБКА ПЕРЕДАЧ ДЛЯ УСТАНОВКИ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ С ТЕПЛОЗАЩИТОЙ
GEARBOX WITH HEAT PROTECTION FOR CONTINUOUS CASTING MACHINE

Изобретение относится к коробке передач для установки непрерывного литья, которая применяется для привода роликов, соответственно валков в прокатных клетях установки непрерывного литья. Корпус коробки передач имеет теплозащиту.
В коробках передач, согласно уровню техники, предусмотрены охлаждающие устройства, которые служат, прежде всего, для ограничения температуры коробки передач, которая возникают за счет механического трения внутри коробки передач и без подходящего охлаждения становилась бы слишком большой. Поэтому, как правило, внутри коробки передач находится масло, которое охлаждается, например, с помощью воздуха и имеющего соответствующую форму с ребрами охлаждения корпуса.
В специальной области литья под давлением возникают повышенные требования к охлаждению коробки передач: за счет иногда сутками длящейся непрерывной работы коробки передач для установки непрерывного литья подвергаются воздействию очень высоких температур до 1000°С в течение очень длительного времени. Если коробка передач для установки непрерывного литья работает в режиме многоручьевого литья под давлением, то к этому добавляется также очень сильное излучение тепла за счет горячих соседних заготовок.
Обычный способ охлаждения коробки передач состоит в применении смазки циркулирующим маслом с охлаждением возвратного потока масла. Эта система имеет тот недостаток, что сначала должно приниматься все тепло коробки передач, с целью передачи его на масло и отвода с помощью теплообменника для масла.
На основании экстремальных условий работы литья под давлением такой способ один не пригоден для охлаждения коробки передач для установки непрерывного литья.
Обычно возможны также меры, при которых в зоне резервуара для масла коробки передач предусмотрены элементы с водяным или дополнительным масляным охлаждением.
Такой пример показан в DE 602005002651, при этом в промышленном приводном блоке охлаждающие элементы, которые расположены ниже рекомендованного уровня масла в корпусе приводного блока, охлаждают резервуар для масла. Дополнительно к этому может быть предусмотрено, что охлаждающие элементы расположены также в зоне корпуса, которая при работе промышленного приводного блока обрызгивается маслом. Однако такая система, которая в принципе должна охлаждать резервуар для масла коробки передач, не может обеспечивать всестороннюю и достаточную теплозащиту коробки передач для установки непрерывного литья во время литья под давлением.
В ЕР 0853225 А2 показана коробка передач, которая имеет отверстие, в которое вставлена теплообменная пластина в виде крышки. Она заполнена охлаждающим средством, имеет впуск и выпуск и профилирована. Однако такая система имеет тот недостаток, что она не может служить в качестве экрана от воздействия наружного нагрева. Профиль даже увеличивает передачу тепла внутрь коробки передач. Предпочтительно предусмотрены даже направляющие металлические листы внутрь коробки передач, которые еще усиливают эту нежелательную передачу тепла. Дополнительно к этому, крышка не может служить для экранирования всей коробки передач, поскольку она покрывает лишь небольшую зону коробки передач.
Аналогичные недостатки для теплозащиты имеет устройство, согласно WO 2007/124885 А2, в котором имеется охлаждающий модуль для коробки передач. В этом случае также в отверстие коробки передач вводится охлаждающий модуль, который имеет направленные внутрь и наружу охлаждающие ребра и через который проходит охлаждающее средство.
В DE 3606963 С2 раскрыта рубашка машинного корпуса, которая выполнена в качестве масляного радиатора. Эта рубашка предусмотрена для коробки передач кубической формы и имеет радиальные перемычки и ребра. Эти перемычки и ребра служат для возможно лучшего переноса тепла между коробкой передач и окружением коробки передач. Такая или аналогичная система не может служить для экранирования коробки передач для установки непрерывного литья.
В DE 3150659 А1 раскрыта коробка передач для установки непрерывного литья, содержащая корпус и по меньшей мере одну проводящую воду камеру, которая непосредственно окружает корпус, так что коробка передач для установки непрерывного литья экранирована от внешних воздействий нагрева. Проводящая воду камера имеет по меньшей мере один вход для воды и один выход для воды.
Исходя из этого уровня техники, в основу изобретения положена задача создания для известной коробки передач для установки непрерывного литья более эффективного экранирующего устройства для охлаждения коробки передач для установки непрерывного литья, при этом экранирующее устройство должно обеспечивать возможность повторного применения для имеющих одинаковую конструкцию коробок передач.
Эта задача решена с помощью предмета пункта 1 формулы изобретения. Он характеризуется тем, что коробка передач для установки непрерывного литья содержит охлаждающие пластины, которые расположены на наружной стороне корпуса коробки передач и герметизированы относительно наружной стенки, и при этом проводящая воду камера образована пространством между охлаждающими пластинами и наружной стороной корпуса коробки передач, и что охлаждающие пластины являются съемными и/или имеют отверстия для технического обслуживания.
В соответствии с этим коробка передач для установки непрерывного литья содержит корпус, при этом корпус коробки передач непосредственно окружен проводящими воду камерами, которые имеют по меньшей мере один подвод для воды и по меньшей мере один отвод для воды, с целью экранирования коробки передач от внешних тепловых воздействий.
Коробка передач для установки непрерывного литья, которая непосредственно окружена проводящими воду камерами, может значительно лучше противостоять внешним тепловым воздействиям.
Согласно пункту 1, камеры образованы пространством между наружной стороной корпуса коробки передач и предлежащими охлаждающими пластинами. Охлаждающие пластины представляют лежащую противоположно наружной стороне коробки передач боковую стенку камеры и герметизированы относительно наружной стороны корпуса коробки передач, за исключением подвода воды и отвода воды. Расположение охлаждающих пластин на наружной стороне коробки передач приводит к тому, что вода может протекать непосредственно между наружной стенкой коробки передач и стенками охлаждающих пластин. Такими охлаждающими пластинами можно снабжать также уже существующие коробки передач.
За счет того, что охлаждающие пластины являются съемными, их можно повторно применять для имеющих одинаковую конструкцию коробок передач. Кроме того, их можно снимать с целью технического обслуживания, для чего, в зависимости от применения, может служить также отверстие или заслонка для технического обслуживания.
Согласно второму предпочтительному варианту выполнения, камеры выполнены в виде полых пространств в (многостенном) корпусе коробки передач.
В одном другом предпочтительном варианте выполнения коробки передач для установки непрерывного литья камеры находятся на всех сторонах коробки передач. За счет того, что камеры расположены на всех сторонах коробки передач, реализуется очень эффективный теплозащитный экран для всей коробки передач.
В одном другом предпочтительном варианте выполнения коробки передач для установки непрерывного литья коробка передач содержит по меньшей мере один теплозащитный металлический лист, который расположен на одной из сторон коробки передач, при этом металлический лист соединен с проводящими воду камерами для охлаждения. За счет расположения не обязательного (т.е. опционного) теплозащитного металлического листа может быть дополнительно улучшено охлаждающее действие, поскольку такой теплозащитный металлический лист может предотвращать как излучение тепла, так и конвекцию. Тепло листа можно отводить непосредственно через соединение с проводящими воду камерами.
В одном другом предпочтительном варианте выполнения коробки передач для установки непрерывного литья по меньшей мере один теплозащитный металлический лист соединен с проводящими воду камерами через распорные болты, так что тепло теплозащитного металлического листа можно отводить через распорные болты в проводящие воду камеры.
В одном другом предпочтительном варианте выполнения коробки передач для установки непрерывного литья коробка передач содержит выходной вал и теплозащитный металлический лист, который расположен на стороне выходного вала коробки передач и через который выходной вал проходит за счет сквозного отверстия.
В одном другом предпочтительном варианте выполнения коробки передач для установки непрерывного литья коробка передач содержит ограждения, которое расположено на противоположной выходному валу стороне коробки передач и которое соединено непосредственно с проводящими воду камерами, так что расположенные там уплотнения и подшипники защищены от нагрева. Ограждение рекомендуется, в частности, в многоручьевых установках непрерывного литья, в которых на противоположной выходному валу стороне может проходить еще параллельная заготовка, которая излучает большое количество тепла в направлении коробки передач.
В одном другом предпочтительном варианте выполнения коробки передач для установки непрерывного литья коробка передач содержит внутренние и/или наружные обводные каналы, которые расположены между подводом воды и отводом воды, так что может осуществляться самостоятельное удаление воздуха из проводящих воду камер.
За счет таких обводных каналов обеспечивается, что внутри охлаждающей системы не могут образовываться включения воздуха. Также может выходить воздух, который возможно попадает в систему при первом запуске в эксплуатацию.
В одном другом предпочтительном варианте выполнения коробки передач для установки непрерывного литья обводные каналы расположены в наивысшем месте камер и/или образованы наружным трубопроводом, который направляет воздух в отвод воды.
В одном другом предпочтительном варианте выполнения коробки передач для установки непрерывного литья проводящие воду камеры имеют каждая подвод воды и отвод воды или соединены друг с другом и имеют общий подвод воды и отвод воды.
В одном другом предпочтительном варианте выполнения коробки передач для установки непрерывного литья вода направляется в проводящих воду камерах от подвода воды к отводу воды через каналы.
В одном другом предпочтительном варианте выполнения коробки передач для установки непрерывного литья каналы расположены так, что вода в камерах направляется от подвода воды к отводу воды по имеющему форму меандра пути.
За счет направления воды в каналах или, в частности, имеющих форму меандра каналах обеспечивается возможность равномерного охлаждения коробки передач.
В одном другом предпочтительном варианте выполнения коробки передач для установки непрерывного литья охлаждающие пластины содержат перемычки, которые расположены на охлаждающих пластинах в направлении корпуса коробки передач и с помощью которых образованы каналы между охлаждающими пластинами и корпусом коробки передач.
В одном другом предпочтительном варианте выполнения коробки передач для установки непрерывного литья коробка передач содержит уплотнение выходного вала, при этом перед уплотнением выходного вала, которое герметизирует выходной вал относительно наружной стороны корпуса коробки передач, на наружной стороне корпуса коробки передач расположено по меньшей мере одно другое уплотнение выходного вала, так что оно может служить в качестве расходуемой (жертвенной) части.
Уплотнения вала относительно чувствительны и за счет воздействия тепла становятся хрупкими и в конце концов негерметичными. Для того чтобы уплотнение не становилось не герметичным, что в худшем случае может приводить к повреждению коробки передач, снаружи собственно уплотнения расположено второе уплотнение в качестве расходуемой (жертвенной) части.
Ниже приводится подробное описание изобретения на основе примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:
фиг.1а - пример выполнения коробки передач для установки непрерывного литья, согласно изобретению, на которой установлены проводящие воду камеры и теплозащитные металлические листы, на виде сбоку;
фиг.1b - коробка передач для установки непрерывного литья, согласно фиг.1а, на виде сбоку с противоположной стороны коробки передач;
фиг.1с - пример выполнения коробки передач для установки непрерывного литья, согласно фиг.1а и 1b, на виде сверху;
фиг.2а - разрез другого примера выполнения коробки передач для установки непрерывного литья, согласно изобретению, которая окружена проводящими воду камерами;
фиг.2b - коробка передач для установки непрерывного литья, согласно фиг.2а, на виде сбоку;
фиг.2с - разрез коробки передач для установки непрерывного литья, согласно фиг.2а, при этом штриховыми линиями показаны отвод воды и отвод воздуха;
фиг.3 - две половины коробки передач для установки непрерывного литья, согласно изобретению, с проводящими воду каналами, в изометрической проекции;
фиг.4а - возможные встраиваемые позиции коробки передач для установки непрерывного литья, согласно фиг.1а-1с;
фиг.4b - возможные встраиваемые позиции коробки передач для установки непрерывного литья, согласно фиг.2а-2с;
фиг.5а - выходная сторона коробки передач, согласно изобретению, с цилиндрическими зубчатыми колесами для установки непрерывного литья в соединении с двигателем, на виде сбоку и сверху;
фиг.5b - коробка передач, согласно изобретению, с коническими зубчатыми колесами для установки непрерывного литья, на виде сбоку с двух сторон.
На фиг.1а показана коробка 1 передач для установки непрерывного литья, в частности передача с коническими зубчатыми колесами, которая соединена на стороне входа с двигателем через фланец 11. Коробка 1 передач состоит в этом примере выполнения из двух половин коробки передач, которые герметизированы в собранном состоянии с помощью уплотнения 9' (смотри фиг.1с). При этом коробка передач, согласно изобретению, окружена двумя камерами 2 с охлаждающей водой. На стороне выхода коробка передач соединена через вал с роликом, соответственно, валком (не изображены). Этот вал (выходной вал) проходит через отверстие в теплозащитном металлическом листе 7, который расположен на стороне выхода коробки 1 передач. На противоположной стороне также расположен закрывающий (ограждающий) металлический лист 8, который так же, как охлаждающие камеры 2 и теплозащитный металлический лист 7 на выходной стороне, служит для экранирования тепла. При этом металлические листы 7, 8 соединены с камерами 2, за счет чего тепло металлических листов 7, 8 может отводиться непосредственно через охлаждающую воду. Через камеры 2, которые в виде пластины 3, уплотненной с помощью уплотнения 9, установлены на корпус коробки 1 передач для установки непрерывного литья, в показанном примере выполнения пропускают воду. При этом камеры 2 расположены на стенках коробки 1 передач. Камеры 2 предпочтительно соединены друг с другом проходами, так что охлаждающая вода, которая втекает через подвод 5 воды в первую камеру 2, попадает в камеру 2 на верхней стороне коробки передач, и через другой проход соединена с боковой охлаждающей пластиной 2 (смотри фиг.1а), и вода отводится снова через отвод 6 воды. При этом водяной контур может быть или замкнутым, или открытым. В камерах 2 вода может направляться принудительно, как показано стрелками на фиг.1а-1с. За счет этого принудительного направления можно обеспечивать, что никакая горячая охлаждающая вода не может скапливаться в определенных местах в камере 2. При этом принудительное направление обеспечивается с помощью каналов и соответственно расположенных перемычек, которые образуют каналы. Как показано на фигурах, каналы проходят, например, в форме меандра. Однако форма каналов может быть другой, так чтобы обеспечивалось равномерное охлаждение. Перемычки предпочтительно находятся на пластинах 3, которые установлены на корпусе 4 коробки передач. В показанном на фиг.1а-1с примере выполнения пластины 3 предпочтительно являются съемными и соединены, например, с помощью винтов с корпусом 4 коробки передач и герметизированы с помощью уплотнений 9. За счет того, что пластины 3 являются съемными, можно осуществлять техническое обслуживание охлаждающего устройства или компонентов коробки передач без разборки коробки 1 передач. При желании пластины 3 могут быть также приварены на корпусе 4.
В целом возможно наличие соответственно выполненных охлаждающих камер 2 на всех сторонах корпуса 4, так что они при желании полностью окружают коробку 1 передач, при этом предусмотрены лишь отверстия для входа и выхода приводного и выходного валов. Кроме того, в показанном примере выполнения изобретения предусмотрено второе уплотнение 9'' для выходного вала, которое служит в качестве расходуемого (жертвенного) уплотнения перед собственно уплотнением. Поэтому это уплотнение расположено перед обычным уплотнением вала, т.е. снаружи, в направлении действия нагрева.
Кроме того, возможно также, что теплозащитные металлические листы, такие как листы 7 и 8, расположены на других сторонах коробки 1 передач, соответственно, полностью окружают коробку 1 передач. При этом защитные металлические листы могут быть соединены через распорные болты с корпусом 4 коробки передач, соответственно, с проводящими воду камерами 2, как показано на фиг.1а-с для теплозащитного металлического листа 7, или же другим образом соединены с корпусом 4 коробки передач, соответственно, с проводящими воду камерами 2.
На фиг.2 показан другой пример выполнения коробки 10 передач, согласно изобретению, с коническими зубчатыми колесами для установки непрерывного литья. При этом корпус 40 коробки передач окружен проводящими воду камерами 20. Пластины 30 предпочтительно сварены с корпусом коробки передач, однако могут быть также соединены с корпусом 40 разъемно, соответственно, с помощью винтов. При этом камеры 20 имеют как подвод 50, так и отвод 60 воды, а также предпочтительно отверстия 31, 31' для контролирования. Такие контрольные отверстия облегчают техническое обслуживание коробки 10 передач и охлаждающего устройства. При этом проводящие воду камеры 20 окружают, соответственно, охватывают коробку 10 передач. Лишь сторона, на которой находится фланец 11' для соединения с двигателем (сторона привода), не снабжена проводящей воду камерой 20. Однако, согласно изобретению, там тоже может быть предусмотрена проводящая воду камера 20, и лишь приводной вал между двигателем и коробкой 10 передач проходит через отверстие в такой камере 20.
Кроме того, предусмотрено отверстие для выходного вала (не изображен), которое окружено дополнительным расходным уплотнением 81 (аналогично примеру выполнения на фиг.1а-1с), и закрывающая пластина, соответственно, закрывающий металлический лист 80 защищает противоположную выходной стороне коробки передач сторону от нагрева. Кроме того, камеры 20 могут быть снабжены сливными отверстиями 32 для воды, с целью, например, полного слива вода из камер 20 коробки 10 передач перед началом хранения, когда возможны заморозки.
На фиг.2с показана, в частности, возможность вентилирования (удаления воздуха), согласно изобретению, коробки 10 передач для установки непрерывного литья, при этом лежащее на самом верху место коробки передач снабжено вентиляционным отверстием 99, у которого предпочтительно скапливается воздух. Этот воздух можно, согласно показанному примеру выполнения изобретения, отводить через водопровод, который отходит от отвода 60 воды (показан штриховой линией). Кроме того, возможен в принципе отвод воздуха через обводные каналы, которые могут быть предусмотрены также внутри корпуса 40 или в пластинах 30 в виде отверстий или же снаружи в виде наружных обводных каналов. Для возможного отказа от отвода воздуха или наличия меньшего количества вентиляционных трубопроводов, проводящие воду камеры 20 могут быть выполнены, в частности, очень обтекаемыми, так что в камерах 20 воздух не может скапливаться или может скапливаться лишь в очень небольшом количестве.
На фиг.3 показан другой пример выполнения коробки 100 передач, согласно изобретению, для установки непрерывного литья, при этом коробка 100 передач для установки непрерывного литья окружена проводящими воду камерами 200. В этом примере выполнения применяется литая конструкция. В этом примере выполнения вода попадает через подвод 500 для воды в проводящие воду камеры и направляется из камер через отвод 600 для воды.
В целом, можно комбинировать друг с другом указанные признаки всех примеров выполнения и они не ограничиваются одним примером выполнения.
На фиг.4а показаны для полноты различные типичные монтажные положения коробок 1' передач для установки непрерывного литья, последовательно вертикальное, наклонное или горизонтальное монтажное положение. Показанные коробки 1' передач имеют по существу основную форму коробки 1 передач. На фиг.4b показаны различные монтажные положения коробки 10' передач, аналогичной коробке 10 передач. Показанные различные положения иллюстрируют, что коробку 10 передач можно эксплуатировать различным образом, так что в соответствии с этим, например, следует располагать отвод для воздуха в лежащей наиболее высоко зоне проводящих воду камер.
На фиг.5а показана коробка 1'' передач, аналогичная коробке 1 передач, которая через фланец 11'' соединена с двигателем 12. Однако на фиг.5а показана коробка передач с цилиндрическими зубчатыми колесами.
Наконец, на фиг.5b показана коробка 11''' передач, аналогичная коробке 1 передач для установки непрерывного литья, при этом коробка 1''' передач соединена через фланец 11''' с двигателем 12.
Перечень позиций
1 Коробка передач для установки непрерывного литья
1' Коробка передач для установки непрерывного литья
1'' Коробка передач для установки непрерывного литья
1''' Коробка передач для установки непрерывного литья
2 Проводящая воду камера
3 Пластина
4 Корпус коробки передач
5 Подвод воды
6 Отвод воды
7 Теплозащитный металлический лист
8 Крышка
9 Уплотнение камеры
9' Уплотнения корпуса
9” Уплотнение вала
10 Коробка передач для установки непрерывного литья
10' Коробка передач для установки непрерывного литья
11 Фланец
11' Фланец
11'' Фланец
11''' Фланец
12 Двигатель
20 Проводящая воду камера
30 Пластина
31 Отверстие для технического обслуживания
31' Отверстие для технического обслуживания
32 Отверстие для слива воды
40 Корпус коробки передач
50 Подвод воды
60 Отвод воды
80 Крышка
81 Уплотнение вала
99 Отвод воздуха
100 Коробка передач для установки непрерывного литья
200 Камера
500 Подвод воды
600 Отвод воды