ГРАТОСНИМАТЕЛЬ

Полезная модель относится к металлургическому машиностроению, а именно - к устройствам, предназначенным для выполнения вспомогательных операций и используемым для удаления грата, который образуется на участках непрерывно-литой заготовки в местах ее разделения, например, с помощью газокислородного резки.
Известен гратосниматель по европейскому патенту №672487 А1, В 22 Д 11/12, В 21 Д 19/00, В 08 В 7/02 (фиг.6), который установлен в линии рольганга и расположен на некотором расстоянии от тянуще-правильной клети за установкой газокислородной резки. Гратосниматель содержит приводной режущий вал, на котором расположены режущие элементы, выполненные в виде ударных шайб, закрепленных в продольном направлении. Режущий вал размещен в двух подшипниковых опорах. Подшипниковые опоры расположены на четырех приводных подъемных механизмах, которые служат для изменения положения режущего вала относительно нижней поверхности слитка.
Работает гратосниматель следующим образом. После выхода слитка из тянуще-правильной клети ролики рольганга перемещают его к машине газокислородной резки, на которой отрезают заготовку нужной длины. После выполнения операции реза на нижних частях слитка образуется грат в виде оплывов различной формы и размеров. Далее отрезанная заготовка с гратом у торца рольгангом перемещают к гратоснимателю, режущий вал которого находится в нижнем положении и останавливают так, чтобы режущий вал размещался перед задним торцом заготовки, свободным от грата. Цилиндрами подъемного устройства режущий вал гратоснимателя поднимают и выставляют относительно нижней поверхности с технологическим зазором, необходимым для начала операции снятия грата. После включения привода вращения режущего вала рольгангом перемещают
заготовку в направлении технологического потока. За период прохождения заготовки над режущим валом происходит удаление грата у заднего торца. В случае, если необходимо удалять грат и у переднего торца заготовки (второй, третьей и т.д.) отрезанной от сляба, после установки над поднятым режущим валом ее перемещают рольгангом в направлении, обратном направлению технологического потока. После удаления образовавшегося грата заготовку рольгангом транспортируют на следующую технологическую позицию.
К недостаткам описанной конструкции гратоснимателя следует отнести ее сложность из-за наличия четырех цилиндров, расположенных под опорами и ее неудовлетворительную надежность из-за размещения четырех цилиндров с системами подвода рабочего вещества механизма перемещения режущего вала в непосредственной близости от разогретых слитка и заготовки, температура которого достигает 700°С.
Известен также другой гратосниматель по патенту Украины на полезную модель №5805 В 23 К 37/08, более близкий по своей сути к заявляемому решению и принятый в качестве прототипа.
Гратосниматель включает в себя приводной режущий вал, который размещен в приводном подъемном устройстве. Приводное подъемное устройство выполнено в виде поворотной рамы, которая посредством рычага сочленена с приводом. В раме установлен режущий вал и размещены с двух сторон от него два опорных ролика, причем режущий вал и ролики установлены таким образом, что их наружные поверхности имеют общую касательную плоскость.
Описываемый гратосниматель также устанавливают в линии технологического оборудования машины непрерывного литья заготовок за машиной газовой резки в промежутке между роликами рольганга.
Выходящий из тянуще-правильной клети слиток рольганг транспортирует к машине газовой резки, на которой отрезают заготовку требуемой длины. При этом на торцах разрезанных слитка и заготовки
образуется грат в виде оплывов, утолщений. После окончания реза подается команда на включение привода поворотной рамы, которая изначально, т.е. до выполнения реза находится в отведенном от роликов рольганга положении. Шток гидроцилиндра приводит в движение рычаг, который вынуждает раму проворачиваться, в результате чего рама с режущим валом и опорными роликами подводится к нижним поверхностям слитка и заготовки таким образом, чтобы один опорный ролик коснулся той части нижней поверхности слитка, которая свободна от грата, а второй опорный ролик коснулся нижней поверхности уже отрезанной заготовки также свободной от грата. При этом рама устанавливается в рабочее положение и одновременно включают привод вращения режущего вала. В результате дальнейшего перемещения роликами рольганга и прохождения заготовки и слитка над режущим валом грат удаляется с нижних поверхностей, расположенных у торцов слитка и заготовки. Затем подается команда гидроприводу на отвод рамы с режущим валом от нижних поверхностей слитка и заготовки в исходное положение, а рольганг на повышенной скорости отводит заготовку в линию технологического потока.
По сравнению с аналогом конструкция описанного гратоснимателя проще за счет наличия меньшего количества цилиндров (один вместо четырех). При этом надежность описанного гратоснимателя также выше за счет возможности отведения гидроцилиндра привода перемещения рамы за габариты рольганга и некоторого удаления элементов режущего вала и цилиндра от горячего слитка.
Однако надежность описанного гратоснимателя остается неудовлетворительной, так как отведение рамы с режущим валом не позволяет полностью избежать температурного воздействия, так как даже в отведенном от слитка положении имеет место достаточно высокая температура порядка 300°С-400°С, которая оказывает воздействие на режущие элементы вала и другое оборудование. Кроме того, с горячего слитка отпадает окалина, образующаяся по мере его перемещения по
рольгангу, и прилипает к рабочим элементам режущего вала, что отрицательно сказывается на его надежности и долговечности и надежности и долговечности гратоснимателя в целом.
Таким образом, недостатком описанной конструкции гратоснимателя является неудовлетворительная надежность.
В основу полезной модели поставлена задача создания более надежной конструкции гратоснимателя.
Эта задача решается за счет технического результата, который состоит в снижении температуры окружающей среды режущего вала и защите от механических воздействий со стороны горячей окалины его режущих кромок.
Для достижения указанного технического результата гратоснимаетль, включающий подъемное устройство, сочлененное с приводом, в раме которого размещен приводной режущий вал с установленными с двух сторон от него опорными роликами согласно полезной модели снабжен установленным по ходу металла у первого опорного ролика, защитным устройством, экраном и открытым коробом с наклонным днищем и разновеликими боковыми стенками, к внутренней стороне большей из которых прикреплены копиры с наклонными поверхностями, а в днище или в большей боковой стенке выполнено сливное отверстие, при этом на противолежащих сторонах рамы размещены криволинейные направляющие, а защитное устройство выполнено в виде щита и, по меньшей мере, пары рычагов, каждый из которых изготовлен с криволинейным выпуклым участком, и одним концом шарнирно прикреплен к раме, а другим - шарнирно сочленен со щитом, свободный конец которого расположен на криволинейных направляющих рамы, кроме того, в оси каждого опорного ролика выполнено сквозное отверстие и ряд поперечных отверстий вдоль образующей поверхности под углом, обеспечивающим попадание охлаждающей жидкости на кромки режущего вала, а упомянутый экран размещен между вторым опорным роликом и режущим валом и прикреплен к
противолежащим сторонам рамы, при этом длины щита и экрана не меньше длины режущего вала и установлены они с образованием зазоров между их торцами и режущим валом, а рычаги расположены с возможностью постоянного контакта их криволинейных выпуклых поверхностей с наклонными поверхностями соответствующих копиров.
В результате сравнительного анализа заявляемого технического решения и прототипа установлено, что они имеют следующие общие признаки:
- подъемное устройство с рамой;
- сочленение подъемного устройства с приводом;
- размещение в раме приводного режущего вала и установленных симметрично относительно него двух опорных роликов;
и отличительные признаки:
- снабжение установленным по ходу металла у первого опорного ролика защитным устройством, экраном и открытым коробом с наклонным днищем и разновеликими боковыми стенками;
- прикрепление к внутренней стороне большей из боковых стенок короба копиров с наклонными поверхностями;
- выполнение в днище или в большей боковой стенке сливного отверстия;
- размещение на противолежащих сторонах рамы криволинейных направляющих для щита;
- выполнение защитного устройства в виде щита и, по меньшей мере, пары рычагов, каждый из которых изготовлен с криволинейным выпуклым участком;
- шарнирное прикрепление одного конца каждого из рычагов к раме, шарнирное сочленение второго конца каждого рычага со щитом;
- размещение свободного конца щита на криволинейных направляющих рамы;
- выполнение в оси каждого опорного ролика сквозного отверстия и ряда поперечных отверстий вдоль образующей поверхности под углом, обеспечивающим попадание охлаждающей жидкости на кромки режущего вала;
- размещение экрана между вторым опорным роликом и режущим валом;
- прикрепление экрана к противолежащим сторонам рамы;
- выполнение щита и экрана длиной, не меньшей, чем длина режущего вала;
- установка щита и экрана с образованием зазоров между их торцами и режущим валом;
- размещение рычагов с возможностью постоянного контакта их криволинейных выпуклых участков с наклонными поверхностями соответствующих копиров.
Таким образом, заявляемый гратосниматель имеет новые элементы, узлы, новые формы их выполнения, новые связи и новые взаимные размещения узлов и элементов.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом имеется причинно-следственная связь.
Благодаря снабжению гратоснимателя установленным по ходу металла экраном, размещенным между вторым опорным роликом и режущим валом, и прикрепленным к противолежащим сторонам рамы, а также благодаря снабжению установленным по ходу металла у первого опорного ролика защитным устройством, выполненным в виде щита и, по меньшей мере, пары рычагов, каждый из которых изготовлен с криволинейным выпуклым участком, и одним концом шарнирно прикреплен к раме, а другим - шарнирно сочленен со щитом, а также благодаря снабжению открытым коробом с наклонным днищем и разновеликими боковыми стенками, к внутренней стороне большей из которых прикреплены копиры с наклонными поверхностями, установленными с возможностью постоянного контакта с
криволинейными выпуклыми поверхностями рычагов защитного устройства стало возможным оградить рабочие элементы режущего вала от большей части окалины, которая отделяется от поверхностей остывающего сляба и попадает в короб для дальнейшего удаления, не оказав вредного механического воздействия на упомянутые узлы гратоснимателя, что повышает их надежность и надежность гратоснимателя в целом.
Благодаря размещению на противолежащих сторонах рамы криволинейных направляющих, на которых постоянно расположен свободный конец щита стало возможным при любом положении рамы, на любой точке траектории ее движения, в том числе и в конечном, опущенном положении, перекрывать щитом рабочие элементы режущего вала, предохраняя их от налипания падающей со слитка горячей окалины, а также от теплового излучения на режущие кромки режущего вала, что повышает надежность режущего вала и надежность гратоснимателя в целом.
Благодаря выполнению щита и экрана с длинами, не меньшими, чем длина режущего вала и установке их относительно режущего вала с зазорами, стало возможным защитить режущий вал от воздействия высоких температур со стороны слитка и от прилипания горячей окалины, падающей со слитка по всей длине его режущих кромок, что приводит к повышению надежности режущего вала и гратоснимателя в целом.
Благодаря выполнению в оси каждого опорного ролика сквозного отверстия и ряда поперечных отверстий вдоль образующей поверхности под углом, обеспечивающим попадание охлаждающей жидкости на кромки режущего вала, стало возможным охлаждать режущий инструмент гратоснимателя и смывать горячую стружку, образовавшуюся в результате реза, которая через сливное отверстие, выполненное либо в днище, либо в большей боковой стенке, удаляется от гратоснимателя, что повышает в свою очередь надежность режущего вала и гратоснимателя в целом.
Исключение из совокупности отличительных признаков хотя бы одного из них не обеспечивает достижения технического результата.
Заявляемое техническое решение промышленно применимо, потому что его техническое и технологическое исполнение не представляет трудностей, например, в условиях ЗАО НКМЗ.
С использованием заявляемого решения выполнен технический проект для базовой слябовой машины непрерывного литья заготовок.
Заявляемое техническое решение не известно из уровня техник, поэтому оно является новым.
Заявляемое техническое решение имеет изобретательский уровень, так как предлагаемая конструкция гратоснимателя для специалиста явным образом не следует из уровня техники
Заявляемое решение поясняется чертежами, на которых изображено следующее:
фиг.1 - общий вид гратоснимателя при подведенной к слитку поворотной раме с режущим валом (верхнее положение режущего вала);
фиг.2 - общий вид гратоснимателя при отведенной от слитка поворотной раме с режущим валом (нижнее положение режущего вала);
фиг.3 - разрез А-А по фиг.1.
Гратосниматель устанавливают в линии машины непрерывного литья за машиной газовой резки в межроликовом шаговом промежутке рольганга (в объем защиты не входят, на чертеже показаны тонко).
В состав гратоснимателя входит подъемное устройство, состоящее из поворотной рамы 1, цапфы которой размещены в подшипниковых опорах. На одной из цапф рамы 1 жестко закреплен рычаг 2, свободный конец которого шарнирно сочленен приводом поворота, выполненным в виде гидроцилиндра 3. В раме 1 установлен приводной режущий вал 4, а с двух сторон симметрично от него размещены опорные ролики 5, при этом образующие поверхности режущего вала 4 и роликов 5 имеют общую касательную плоскость. В состав гратоснимателя входит также защитное устройство 6, установленное у первого по ходу металла опорного ролика 5, экран 7, расположенный между режущим валом 4 и вторым по ходу металла опорным
роликом 5 и открытый короб 8 с четырьмя стенками. Короб 8 имеет разновеликие боковые стенки и наклонное днище. В наклонном днище или в большей 9 боковой стенке короба 8 изготовлено сливное отверстие 10, предназначенное для стока охлаждающего вещества со стружкой и окалиной. К большей 9 стенке короба 8 прикреплены копиры 11 с наклонными поверхностями «Б». На двух других противолежащих стенках рамы 1 размещены криволинейные направляющие 12. Защитное устройство 6 выполнено в виде щита 13 и, по меньшей мере, пары рычагов 14, каждый из которых изготовлен с криволинейным выпуклым участком «В», предназначенным для постоянного контакта с соответствующей наклонной поверхностью «Б» копира 11. Каждый рычаг 14 одним концом шарнирно сочленен со щитом 13. Свободный конец щита 13 постоянно размещается на криволинейных направляющих 12 рамы 1. Кроме того, в оси каждого опорного ролика 5 выполнено сквозное отверстие для подачи охлаждающей жидкости, а вдоль его образующей поверхности изготовлен ряд отверстий до пересечения со сквозным внутренним отверстием под углом, обеспечивающим попадание охлаждающей жидкости на кромки режущего вала 4. Экран 7 прикреплен к противолежащим сторонам короба 8. Длина экрана 7 и длина щита 13 выполнены величиной, не меньше, чем длина режущего вала 4 и установлены с зазорами между их торцами и режущим валом 4 в рабочем положении.
Работа гратоснимателя осуществляется следующим образом.
После выхода слитка из тянуще-правильной клети от переднего его конца на машине газовой резки отрезают заготовку требуемой длины. В результате разрезания слитка на переднем торце оставшегося слитка у нижней его поверхности образуется грат и на нижней поверхности заготовки у заднего торца также образуется грат. Далее отрезанную заготовку и слиток рольгангом транспортируют к гратоснимателю, у которого поворотная рама 1 находится в исходном нижнем, опущенном положении, а экран 7 и щит 13 защитного устройства 6 полностью перекрывают режущий вал 4,
предохраняя его от прямого воздействия высоких температур со стороны заготовки и слитка и падающей горячей окалины, отделяющейся от их горячих поверхностей. Одновременно с этим через сквозные отверстия и поперечные отверстия осей опорных роликов 5 подают охлаждающую жидкость, которая омывает кромки режущего вала 4, отбирая накопленное тепло. При подходе заготовки к гратоснимателю по команде системы управления в поршневую полость гидроцилиндра 3 подается рабочая жидкость, и поворотная рама 1, проворачиваясь в цапфах с помощью рычага 2, перемещается относительно точки шарнирного сочленения рамы 1 с рычагом 2 и устанавливается в рабочее положение. Во время подъема рамы 1 криволинейные выпуклые участки «В» каждого из рычагов 14, расположенные на наклонных поверхностях «Б» копиров 11, перемещаются относительно них, оставаясь в постоянном контакте. При этом во время подъема рамы 1 щит 13, проворачиваясь относительно точек его шарнирного сочленения с рычагами 14, под действием собственного веса отводится от режущего вала 4, освобождая его режущие кромки для возможности выполнения удаления грата, а его свободный конец, перемещается относительно криволинейных направляющих 12, сохраняя с ними постоянный контакт. При этом установленный по ходу металла второй опорный ролик 5 контактирует с той частью нижней поверхностью заготовки, которая свободна от грата, а установленный по ходу металла первый опорный ролик 5 взаимодействует с нижней поверхностью слитка, также свободной от грата. К концу подъема рамы 1 режущий вал 4 размещается у нижней поверхности заготовки, на некотором расстоянии от ее заднего торца с гратом. Благодаря тому, что наружные поверхности опорных роликов 5 и режущего вала 4 имеют общую касательную плоскость, при установке рамы 1 в рабочем положении и ролики 5, и режущий вал 4 одновременно касаются нижних поверхностей слитка и заготовки. В результате дальнейшего перемещения роликами рольганга и прохождения заготовки и слитка над режущим валом 4 сначала происходит удаление грата
с заднего торца заготовки, а затем удаляется грат и с переднего торца слитка. Образующаяся в результате срезания грата стружка, а также окалина, падающая с остывающих заготовки и слитка, скатывается по щиту 13 и экрану 7 и падает в короб 8, из которого удаляется вместе с отработанной охлаждающей жидкостью через сливное отверстие 10, выполненное либо в наклонном днище, либо в большей боковой стенке 9 короба 8 вниз под рольганг для дальнейшего накопления и последующей обработки. После удаления грата ролики рольганга, на которых расположена обработанная заготовка, перемещают ее на повышенной скорости из зоны гратоснимателя далее в линию технологического потока. Затем подается команда на подачу рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра 3 и поворотная рама 1 отводится в нижнее исходное положение, проворачиваясь с помощью рычага 2 в цапфах. При этом все описанные выше элементы совершают обратные хода в соответствии с кинематикой устройства. В результате чего режущий вал 4 полностью перекрывается щитом 13 и экраном 7, что предохраняет его от механического воздействия окалины и прямого теплового воздействия со стороны разогретого слитка.
Выполнение гратоснимателя в соответствии с формулой полезной модели позволяет защищать узел режущего вала от механического воздействия со стороны горячей окалины, падающей с остывающего сляба, ограждать его режущие кромки от воздействия высоких температур, что приводит к повышению надежности режущего вала и повышает надежность гратоснимателя в целом.