Направляющий ролик

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована при перемещении, в том числе конвейерном перемещении листов, пластин, коробок.
Известно устройство для центрирования ленты конвейера (авт.свид. СССР №320425, B21D 1/02), содержащее последовательно установленные и подвижносмонтированные на раме конвейера роликоопоры, снабженные с обеих сторон дефлекторными роликами, соединенными между собой попарно с каждой стороны вспомогательной лентой, а их вертикальные оси, соединенные штангой, на которой при помощи стоек смонтирована направляющая для вспомогательной ленты.
Недостатком указанного устройства является получение низкокачественной ленты толщиной 0,5 - 1,5 мм, вследствие замятия ее кромок.
Наиболее близким аналогом к заявляемому является устройство для правки серповидной металлической ленты (авт.свид. СССР №978969, B21D 1/02), содержащее правильные ролики с кольцевыми канавками, установленные на основании в шахматном порядке. На внутренних торцах роликов выполнены кольцевые рифления с шагом, уменьшающимся к периферии ролика обратно пропорционально радиусу кольца рифления, служащие для оптимизации сил трения по поверхностям контакта роликов и ленты.
Недостатком указанного устройства является то, что использование известных правильных роликов в качестве направляющих роликов при термообработке ленты толщиной 0,5-1,5 мм снижает качество ленты за счет увеличения серповидности ленты и замятия кромок, вследствие высокого трения контактирующих поверхностей ленты и ролика.
Техническая проблема, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в повышении качества ленты толщиной 0,5-1,5 мм за счет снижения серповидности ленты, возникающей при ее термообработке, например, патентировании, путем снижения трения на поверхностях контакта ленты и внутренних поверхностях фланцев направляющего ролика.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной проблемы, заключается в обеспечении снижения трения контактных поверхностей ленты и фланцев направляющего ролика за счет действия трения скольжения вместо трения покоя во всех точках ленты и, следовательно, снижения изгибающих моментов и уменьшения серповидности.
Поставленная задача решается тем, что в направляющем ролике для направления ленты, содержащем сердечник и фланцы, согласно изменению, сердечник выполнен в виде цилиндра с переменным расстоянием от образующей цилиндрической поверхности до оси фланцев ролика.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 схематично изображен направляющий ролик;
- на фиг. 2 схематично изображено эллиптическое поперечное сечение направляющего ролика по фиг. 1;
- на фиг. 3 показана кинематика точек контакта фланца направляющего ролика и ленты.
1
2
3
Направляющий ролик 1 (фиг. 1) состоит из сердечника 2 (фиг. 1, 2, 3) и фланцев 3 (фиг. 1, 2, 3) с боковой поверхностью 4 (фиг. 1, 2, 3), образующих направляющий калибр 5 (фиг. 1). Сердечник 2 направляющего ролика 1 выполнен с переменным расстоянием r,r, r и т.д. (фиг. 2) от образующей цилиндрической поверхности до оси фланцев 3 ролика, и предназначен для контакта с лентой 6 (фиг. 3).
Пример выполнения направляющего ролика 1: внешний диаметр ролика составляет 120 мм, длина ролика - 700 мм. На ролике размещено 15 направляющих калибров 5 (фиг. 1) для проводки ленты 6. Размер калибра: ширина 16 мм, сердечник 2 ролика 1 в направляющем калибре 5 выполнен в виде цилиндра с переменным расстоянием r=90…100 мм (фиг. 2) до оси фланцев 3 (фиг. 1, 2, 3) ролика 1 (фиг. 1).
Направляющий ролик 1 (фиг. 1) используют следующим образом. Ленту 6 (фиг. 3), подлежащую термообработке, заправляют в направляющий калибр 5 (фиг. 1) направляющего ролика 1. Заправка ленты 6 в направляющий калибр 5 осуществляется с зазором между кромками ленты 6 и фланцами 3 (фиг. 1, 2, 3) направляющего ролика 1, во избежание заклинивания ленты 6. Затем ленту 6 закрепляют в тянущем устройстве (на фигурах не показано) и приводят в поступательное движение при проведении процесса патентирования, придав ей скорость прохождения через расплав свинца в ванне -  (фиг. 3). Лента 6 перемещается по направляющему калибру 5 направляющего ролика 1, в результате чего возникает трение на контактирующих поверхностях ленты 6 и направляющего ролика 1 (фиг. 1). Причем трение возникает как на плоской поверхности ленты 6, так и на ее кромках. Трение в точках контакта плоской поверхности ленты 6 и сердечника 2 (фиг. 1, 2, 3) направляющего ролика 1 (фиг. 1) вызывает вращательное движение последнего. В то же время, лента 6, не контролируемая визуально, имеет возможность сместиться к любому из фланцев 3 калибра 5 направляющего ролика 1. Трение в точках контакта кромки ленты 6 и фланца 3 направляющего ролика 1 приводит к внеосевой нагрузке на ленту 6.
Вследствие вышесказанного без использования предлагаемых признаков появляются неравномерно распределенные по ширине ленты 6 деформации, которые могут увеличиться до пластических деформаций при высоких температурах термообработки и привести к образованию серповидности ленты. При этом в точках контакта ленты 6 и фланца 3 направляющего ролика 1 скорость точек ленты 6 и окружная скорость точек направляющего ролика 1 совпадают, поскольку толщина ленты 6 и дуга касания, малы. Таким образом, имеет место возникновения между лентой 6 и направляющим роликом 1 нулевого относительного движения точек и, соответственно, трения покоя, которое, как известно, существенно превышает трение скольжения (Енохович А.С.Справочник по физике. - Просвещение, 1978 - С. 85).
Поверхность направляющего ролика 1, выполненная согласно формуле полезной модели, в виде цилиндра с переменным расстоянием от образующей цилиндрической поверхности до оси фланцев 3 ролика 1 (фиг. 1) принудительно сообщает ленте 6 (фиг. 3) дополнительное перемещение h (фиг. 3) точек кромки ленты 6 относительно точек фланца 3 (фиг. 1, 2, 3) направляющего ролика 1, снижая тем самым трение контактирующих поверхностей покоя до трения скольжения.
Для определения эффекта от использования признаков заявляемой полезной модели проводили сравнительные испытания при изготовлении партии высокоуглеродистой ленбты 6 с использованием стандартного направляющего ролика и ролика 1 с признаками заявляемой полезной модели (табл. 1). Было проведено по 100 замеров серповидности ленты 6 двух типоразмеров 15,9×0,5 мм и 19,1×1,5 мм. Замеры серповидности осуществляли по методике, изложенной в ГОСТ 26877. Для измерения серповидности на ленте 6 намечали участки длиной 2 м. Серповидность ленты 6 определяли как наибольшее отклонение между поверхностью кромки ленты 6 и приложенной к ней прецизионно плоской поверхностью. Замеры отклонения (зазора) производили щупами без удаления отмеченного участка ленты 6 в процессе остановки линии. При изготовлении первой половины партии использовали стандартный направляющий ролик, имеющий постоянное расстояние от образующей цилиндрической поверхности до оси фланцев ролика. При изготовлении второй половины партии использовали ролик 1 с признаками заявляемой полезной модели. Результаты замеров сведены в таблицу 1.
Таблица 1
Сравнительный анализ серповидности ленты
Величины
Частота величины серповидности, %
при использовании стандартного направляющего ролика
при использовании заявляемой полезной модели
Интервал величины серповид-ности, мм
менее 0,6
0,6-0,8
0,8-1,0
1,0-1,2
менее 0,4
0,4-0,5
0,5-0,7
0,7-0,8
Размер ленты
15,9×0,5 мм
10
27
35
28
24
28
29
19
19,1×1,5 мм
20
1
32
27
23
28
27
22
Как видно из таблицы, серповидность ленты 6 при использовании ролика 1 с признаками заявляемой полезной модели уменьшилась. Величина серповидности снизилась с 0,6-1,2 мм в наиболее значимых интервалах (с частотами 27%, 35%, 28% при использовании стандартного ролика) до 0,4-0,8 мм. Количество максимальных изменений серповидности также снизилось: при использовании стандартного ролика максимальная серповидность 1,0-1,2 мм зафиксирована при 27-28% замеров, а при использовании ролика с признаками заявляемой модели максимальная серповидность 0,7-0,8 мм зафиксирована при 19-22% замеров.
Таким образом, заявляемый направляющий ролик 1 позволяет повысить качество ленты 6 по причине снижения серповидности ленты за счет уменьшения трения по торцам ленты.