УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНЫ ПОГРУЖНЫХ СТАКАНОВ И СТАКАНОВ-ДОЗАТОРОВ ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОВША МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к металлургии, а точнее к непрерывной разливке металлов и предназначено для автоматической замены погружных стаканов и стаканов-дозаторов промежуточного ковша машины непрерывного литья заготовок.
6
Известно устройство автоматической смены погружных стаканов промежуточного ковша машины непрерывного литья заготовок [Описание изобретения к патенту ЕР 0835706 А1 от 09.09.1997, МПК: B22D 41/56, опубл. 15.04.1988], в котором двуплечие рычаги прижима стакана-дозатора опираются на горизонтальную цилиндрическую ось. Одно плечо рычага нагружено витой цилиндрической пружиной, а другое плечо, воздействуя на фланец стакана-дозатора, прижимает его к ковшевому стакану. На одной оси располагаются три рычага.
К недостаткам данного устройства можно отнести то, что упругие элементы не имеют оправок, что, в свою очередь, дает возможность использования в качестве таковых лишь витые цилиндрические пружины.
6
Известно устройство [Описание изобретения к патенту ЕР 0869856 B1 от 30.06.1999, МПК: B22D 41/24, опубл. 23.10.1997], в котором двуплечий рычаг прижима погружного стакана опирается на горизонтальную цилиндрическую ось. Одно плечо рычага нагружено тарельчатой пружиной, а другое плечо, воздействуя на фланец погружного стакана, прижимает его к ковшевому стакану. На плече рычага, воздействующем на фланец погружного стакана, имеется съемная накладка из износоустойчивого материала. На одной оси располагаются четыре рычага.
К общим недостаткам описанных выше устройств можно отнести то, что несколько рычагов закреплено на одной общей оси, что вызывает трудности в сборке и ремонте механизма, так как для замены одного рычага необходимо вынимать всю ось вместе с другими рычагами. В процессе переталкивания погружных стаканов и стаканов-дозаторов на ось действует не только усилие упругого элемента и реакция со стороны фланца погружного стакана, но и изгибающий момент от силы трения фланца стакана о рычаг, ось подвергается сложному пространственному изгибу, что в сочетании с высокой температурой является причиной ее коробления, и, как следствие, повышается вероятность отказа устройства;
Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявленному устройству является устройство автоматической смены стаканов-дозаторов промежуточного ковша машины непрерывного литья заготовок фирмы Danieli [См. статью «Устройство для быстрой замены стаканов-дозаторов промежуточного ковша сортовой МНЛ3», Черметинформация №2, 2007 г.], в котором двуплечий рычаг прижима стакана-дозатора опирается на коническую поверхность вертикальной цапфы. Каждый рычаг опирается на свою индивидуальную цапфу.
К недостаткам данного устройства можно отнести то, что по мере износа поверхности, по которой перемещается фланец стакана-дозатора, необходимо заменять весь рычаг. Кроме того, форма рычага (при неизменной оси качания) не позволяет разместить в корпусе устройства пружину больших габаритов и, соответственно, меньшей жесткости и большей надежности.
Общим недостатком описанных выше устройств является то, что каждый упругий элемент жестко воздействует на отдельный рычаг. Данный недостаток проявляется в следующем: в процессе эксплуатации упругие элементы могут с различной скоростью терять упругие свойства, что отрицательно сказывается на устойчивости перемещаемых погружных стаканов и стаканов-дозаторов, увеличивает вероятность прохода металла между контактными поверхностями стаканов.
Задача, решаемая настоящим изобретением, и достигаемый технический результат, заключаются в повышении надежности устройства автоматической смены погружных стаканов и стаканов-дозаторов, расширении технологических возможностей его использования, снижении затрат на расходуемые элементы и уменьшение мощности привода.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве автоматической смены погружных стаканов и стаканов-дозаторов промежуточного ковша машины непрерывного литья заготовок упругие элементы установлены на оправках, которые взаимодействуют одним своим концом с плечом рычага, при этом упругие элементы вторым своим концом взаимодействуют с двумя шарнирно закрепленными балансирами, расположенными с двух противоположных сторон перемещаемого погружного стакана или стакана-дозатора вдоль линии его перемещения и выполненными с возможностью поворота в вертикальной плоскости.
Кроме этого:
- рычаг образует с вертикальной цапфой вращательную кинематическую пару, при этом, по крайней мере, одна из контактирующих поверхностей рычага или цапфы выполнена сферической.
- одно плечо рычага содержит рабочую поверхность сферической формы с заходными фасками для взаимодействия с фланцем погружного стакана или стакана-дозатора, а второе плечо содержит площадку для взаимодействия с упорной частью оправки.
- рычаг имеет Z-образную форму, симметричную относительно горизонтальной и вертикальной плоскостей.
- устройство автоматической смены погружных стаканов и стаканов-дозаторов содержит четное количество упругих элементов с каждой стороны стакана вдоль линии его перемещения, при этом упругие элементы располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга и симметрично относительно центра вращения балансиров.
Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 показано устройство автоматической смены стаканов-дозаторов промежуточного ковша машины непрерывного литья заготовок, на фиг.2 показан разрез А-А фиг.1.
Устройство автоматической смены погружных стаканов и стаканов-дозаторов промежуточного ковша машины непрерывного литья заготовок содержит погружной стакан или стакан-дозатор 1, двуплечие рычаги первого рода 2, расположенные с двух противоположных сторон перемещаемого погружного стакана или стакана-дозатора 1 вдоль линии его перемещения, вертикальные цапфы 3, корпус 4, монтажную раму 5, ковшевой стакан 6 и упругие элементы 7, установленные одним своим концом на оправках 8, которые взаимодействуют с плечом рычага 2, при этом упругие элементы 7 вторым своим концом взаимодействуют с двумя шарнирно закрепленным балансирами 9, расположенными с двух противоположных сторон перемещаемого погружного стакана или стакана-дозатора 1 вдоль линии его перемещения и выполненными с возможностью поворота в вертикальной плоскости.
Рычаг 2 образует с вертикальной цапфой 3 вращательную кинематическую пару, при этом, по крайней мере, одна из контактирующих поверхностей рычага 2 или цапфы 3 выполнена сферической.
Одно плечо рычага 2 содержит рабочую поверхность сферической формы с заходными фасками для взаимодействия с фланцем погружного стакана или стакана-дозатора 1, а второе плечо содержит площадку для взаимодействия с упорной частью оправки 8.
Рычаг 2 имеет Z-образную форму, симметричную относительно горизонтальной и вертикальной плоскостей.
Устройство содержит четное количество упругих элементов 7 с каждой стороны погружного стакана или стакана-дозатора 2 вдоль линии его перемещения, при этом упругие элементы 7 располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга и симметрично относительно центра вращения балансиров 9 и могут быть выполнены в виде витых цилиндрических пружин, а также тарельчатых, сильфонных и т.д.
Устройство автоматической смены погружных стаканов и стаканов-дозаторов входит в состав машины непрерывного литья заготовок, используется при непрерывной разливке стали из промежуточного ковша, а именно, осуществляет своевременную автоматическую замену вышедших из строя погружных стаканов и стаканов-дозаторов и обеспечивает постоянный прижим погружного стакана или стакана-дозатора 1 к ковшевому стакану 6 во избежание прорыва жидкого металла между контактными поверхностями стаканов и компенсации неточности изготовления огнеупоров.
При работе в высокотемпературных условиях продолжительное время упругие элементы 7 независимо друг от друга и с разной интенсивностью теряют упругие свойства, вызывая тем самым неравномерность прижатия огнеупорных стаканов 1 и 6, при этом балансиры 9 выполняют функцию выравнивания нагрузки, создаваемой упругими элементами 7.
Благодаря тому, что упругий элемент 7, одним своим концом через оправку 3 воздействует на рычаг 2, а вторым концом на балансир 9, компенсируется разнотолщинность фланцев перемещаемых погружных стаканов и стаканов-дозаторов 1, путем обеспечения их постоянного поджатия с равномерно распределенным усилием. Такое компоновочное решение позволяет не доводить требования к толщине фланцев перемещаемых стаканов до прецизионных значений.
Устройство работает следующим образом: подаваемый на позицию разливки погружной стакан или стакан-дозатор 1 заходит на подпружиненные рычаги 2 при помощи имеющихся на них заходных фасок и дальше перемещается по сферическим поверхностям рычагов 2, при этом вытесняя отработавший погружной стакан или стакан-дозатор 1 на позицию извлечения.
При подаче погружного стакана или стакана-дозатора 1 на позицию разливки каждая пара расположенных напротив друг друга рычагов 2 по мере продвижения стакана 1 отклоняется в вертикальной плоскости относительно цапфы 3, сжимая упругие элементы 7, в качестве которых используются пакеты тарельчатых пружин, упирающиеся в балансиры 9, шарнирно закрепленные на монтажной раме 5 посредством пальцев 10.
При осадке упругого элемента 7, расположенного с одной стороны от центра вращения балансира 9, упругие элементы 7, расположенные по другую сторону, разжимаясь, разворачивают балансир 9 в направлении ослабшего упругого элемента 7, при этом выравнивая нагрузку между всеми рычагами 2.
Благодаря тому, что рычаги 2 имеют Z-образную форму, симметричную относительно горизонтальной и вертикальной плоскостей, при износе сферических выступов на рабочей поверхности рычага 2 можно использовать его противоположную сторону посредством разворота рычага на 180° вокруг горизонтальной оси.
В результате использования изобретения повысилась надежность устройства автоматической смены погружных стаканов и стаканов-дозаторов промежуточного ковша машины непрерывного литья заготовок, расширились технологические возможности его использования, снизились затраты на расходуемые элементы и уменьшилась мощность привода.