ОТЖИМНОЙ ВАЛ
PRESS SHAFT

Изобретение относится к отжимному валу валкового пресса, в частности для брикетирования, уплотнения или размола зернистого материала, содержащему сердечник вала и закрепленную по окружности сердечника вала обкладку вала, состоящую из нескольких распределенных по окружности сегментов с обращенными друг к другу концевыми поверхностями, причем сегменты имеют огибающие по кругу с торцевой стороны затяжные заплечики и с торцевой стороны с возможностью отсоединения закреплены на сердечнике вала с соответственно по меньшей мере одним крепежным кольцом (соответственно натяжным кольцом/зажимным кольцом), которое охватывает затяжные заплечики сегментов и причем крепежное кольцо затянуто, затягивается по отношению к сегментам с помощью идущих параллельно оси стяжных болтов. Предпочтительно речь идет об отжимном вале валкового пресса для горячего брикетирования или горячего уплотнения, например, для горячего брикетирования или горячего уплотнения железа прямого восстановления (ЖПВ). Зернистый материал в рамках данного изобретения представляет собой пылеобразный или порошковый материал. Под обеими торцевыми поверхностями сегмента подразумеваются соответственно конечные поверхности, обращенные к соседнему или следующему сегменту, которые устанавливаются параллельно оси и натягиваются от оси валка и по радиусу валка и ограничиваются наружным диаметром и внутренним диаметром сегмента. Концевая поверхность одного сегмента, следовательно, обращена к торцевой поверхности следующего в направлении периметра сегмента.
Валковый пресс имеет, как правило, два вращающихся противоположно отжимных вала. В процессе брикетирования или уплотнения зернистый насыпной материал уплотняется между валами. Для этого обкладка валка, собранная из сегментов, оснащена прессовыми штампами, которые могут иметь углубления для брикетирования или уплотнения. Изобретение содержит также отжимные валы с сегментами, покрытыми защитным слоем от износа, например для размельчения материала. В частности, при горячем брикетировании или горячем уплотнении отжимные валы подвергаются воздействию высоких температур обрабатываемого материала, за счет чего сами сегменты находятся под воздействием высокой температуры. Это имеет место, например, при обработке восстановленной железной руды или губчатого железа, при которой температура может достичь 900°С. При высокой температуре сегменты, как правило, подвергаются износу. Чтобы ограничить износ, такие отжимные валы соответственно их обкладка, как правило, охлаждаются, например, с помощью водяного охлаждения. При этом уже давно известно, например, интегрирование в зажимные кольца такого вала идущих по периметру каналов охлаждения.
Так как сегменты (инструментальные), как правило, подвергаются износу, они с возможностью отсоединения и, следовательно, с возможностью замены закреплены на сердечнике вала. Крепление осуществляется с помощью двухсторонних крепежных колец, которые также называются стяжными или зажимными кольцами и которые охватывают двухсторонние затяжные уступы сегментов. К устойчивости этих сегментов на практике предъявляются высокие требования, так как они подвергаются высоким нагрузкам.
Валковый пресс для горячего уплотнения и горячего брикетирования сыпучих материалов с отжимными валами, оснащенными сегментами, известны, например, из DE 2536670 A1. Сегменты снабжены уступами или заплечиками, с которыми взаимодействуют крепежные средства, с которыми сегменты закреплены на сердечнике вала. В качестве крепежных средств в этом известном осуществлении предусмотрены установленные на сердечнике вала складные зажимные скобы, которые с помощью стяжных болтов прижаты к сегменту. В качестве крепежных средств предлагаются в качестве альтернативы также крепежные средства - охлаждаемые стяжные кольца, расположенные радиально винты и тому подобное.
Крепление сегментов с помощью крепежных колец, соответственно стяжных колец, которые обхватывают затяжные заплечики сегментов также известно из практики. Как правило, затяжные заплечики по всему периметру сегмента имеют то же самое поперечное сечение. Стяжные болты расположены в зоне концевых поверхностей между двумя примыкающими друг к другу сегментами. Для этого на концевых поверхностях выполнены соответствующие пазы, которые служат для установки в них стяжных болтов. Известные формы осуществления в принципе оправдывают себя, однако в отношении своей прочности и срока службы могут быть усовершенствованы. На это направлено изобретение.
В основе изобретения лежит задача создания валкового пресса отжимного вала вышеописанного типа, который при простой конструкции и простом монтаже обладает высокой прочностью и сроком службы, так что обеспечена большая долговечность сегментов.
Для решения этой задачи изобретение предлагает для соответствующего родовому понятию отжимного вала валкового пресса ранее описанного вида, что сегменты имеют соответственно, по меньшей мере, идущее параллельно оси отверстие для стяжных болтов, которое расположено по отношению к простиранию в направлении периметра между обеими концевыми поверхностями сегмента.
Изобретение при этом исходит из осознания того, что устойчивость и таким образом срок службы сегментов может быть повышен, если стяжные болты, с которыми оба крепежных кольца при промежуточном включении сегментов стягиваются по отношению друг к другу, расположены не в зоне концевых поверхностей и, следовательно, не между двух примыкающих друг к другу соответственно следующих один за другим сегментов, а когда отверстие для стяжных болтов интегрируется в сегмент, располагается, например, в середине между обеими концевыми поверхностями, а именно по отношению к простиранию в направлении периметра. Эти мероприятия имеют следствием, что в концевых поверхностях сегментов не должны проделываться никакие идущие параллельно оси пазы, выступы или подобное этому, которые в смонтированном состоянии служат для установки стяжных болтов между сегментами. С помощью предложенных в соответствии с изобретением мероприятий устраняются возможные слабые места сегментов, в частности в зоне концевых поверхностей, так что устойчивость сегмента повышается. Устройство идущих параллельно оси отверстий, например, в виде сверления, осуществляется простыми техническими средствами, не сказываясь отрицательно на устойчивости сегмента. Точно также возможно таким образом простое стягивание.
Другие стороны изобретения описываются ниже.
Затяжные заплечики имеют в принципе известным образом первые зажимные поверхности и зажимное кольцо имеет точно также известным образом вторые зажимные поверхности, то есть зажимные поверхности зажимного кольца в ходе монтажа давят на зажимные поверхности затяжных заплечиков, так что сегменты прижимаются к сердечнику вала. Для этого целесообразно, если первые зажимные поверхности и/или вторые зажимные поверхности для создания радиального зажимного усилия в ходе стягивания идущих параллельно оси стяжных болтов ориентированы наклонно к оси вала. Приложенные в направлении, параллельном оси, зажимные усилия, следовательно, дополняют усилия в радиальном направлении, так что гарантирована безупречная фиксация сегментов на сердечнике вала. Дополнительно к этому соединению с силовым замыканием, тем не менее, предпочтительно предусмотрено, что сегменты крепятся на сердечнике вала также с геометрическим замыканием. Для этого сегменты со стороны внутреннего периметра и сердечник вала со стороны наружного периметра могут иметь соответствующие элементы для геометрического замыкания (выступы и выемки), так что, например, между сегментами и сердечником вала осуществимо соединение паз-гребень.
Крепежное кольцо имеет предпочтительно затяжную отбортовку, перекрывающую затяжные заплечики сегментов, причем эта затяжная отбортовка имеет вторые зажимные поверхности, которые прилегают к первым зажимным поверхностям затяжных заплечиков на сегментах. Зажимное кольцо таким образом в предпочтительной форме осуществления может состоять из полностью идущего по периметру основного кольца и отформованной на нем и преимущественно точно также идущей по периметру затяжной отбортовки, так что зажимное кольцо, соответственно крепежное кольцо само образовано в поперечном сечении (в основном) L-образным.
При этом в рамках изобретения зажимное кольцо, соответственно его затяжная отбортовка с полностью идущей по периметру (второй) зажимной поверхностью, притягивается точно также к полностью идущим по периметру зажимным поверхностям сегментов.
Однако особенно предпочтительно применяется крепежное кольцо, которое имеет локально ограниченные выступающие зажимные части, которые распределены по периметру, так что каждому отдельному сегменту соответствует, по меньшей мере, локально ограниченная выступающая зажимная часть. Зажимное кольцо может следовательно (например, в области затяжной отбортовки) иметь несколько, соответствующих одному сегменту выступающих зажимных частей, которые, например, имеют вторые зажимные поверхности и простираются только на части периметра сегмента. В связи с такой формой осуществления зажимного кольца с выступающими зажимными частями особенно целесообразно, если сегменты на своих торцевых поверхностях имеют в краевых торцевых поверхностях, соответствующих концевым поверхностям, наружные усиления материала, которые по отношению к первой зажимной поверхности выступают наружу в радиальном направлении и в окружном направлении между ними образуют имеющие вид выемок формообразования с первыми зажимными поверхностями, к которым прилегают вторые зажимные поверхности крепежного кольца. При этом изобретение исходит из представления, что крепежное кольцо не должно стягиваться по всему периметру с сегментами, что достаточно локально ограниченного стягивания с помощью, например, описанных выступающих зажимных частей. В этом случае тогда возможно оборудовать сегменты дополнительными усилениями материала и, следовательно, утолщениями, так как в этих областях в распоряжение не должны предоставляться какие-либо зажимные поверхности для стягивания. Таким образом, может быть значительно улучшена устойчивость сегментов в особо критических областях, так что срок службы еще больше увеличится. Зажимное кольцо со своими выступающими зажимными частями действует на сегменты, следовательно, только в центральной области, причем в этой центральной области также позиционированы стяжные болты. Зажимное кольцо имеет, следовательно, исполнение в смысле венца с подобными гребням выступающими зажимными частями, которые выступают предпочтительно в радиальном направлении внутрь (то есть в направлении к оси валка от краевых зажимных выступов и, кроме того, выступают в параллельном оси направлении внутрь (то есть в направлении к сегменту) от зажимного кольца, соответственно его основного кольца. Предпочтительно каждому сегменту соответственно выемке соответствует выступающая часть зажимного кольца. Но и несколько выступающих частей могут входить в зацепление с выемкой.
Однажды описанные существенные для изобретения отверстия для стяжных болтов расположены предпочтительно между описанными усилениями материала в области подобных выемкам формообразований.
Другое предложение изобретения относится к исполнению концевых поверхностей сегментов. Уже было описано, что в области концевых поверхностей можно отказаться от канавок или нечто подобного для установки стяжных болтов. Тем не менее, целесообразным может быть определенный контур концевых поверхностей. Так, одна концевая поверхность сегмента имеет, например, выступающую часть (носик) и другая концевая поверхность сегмента корреспондирующую впадину/формообразование (выемку), причем выступающая часть сегмента подобна соединению паз-гребень входит в зацепление с корреспондирующим формообразованием/выемкой примыкающего соответственно следующего сегмента. Таким образом, опорные поверхности сегментов увеличиваются, так что усилия, результирующие которых не идут через центр вала, могут восприниматься лучше.
Это подобное соединению паз-гребень исполнение относится в основном к центральной области концевой поверхности. Торцевые поверхности, таким образом в краевых областях концевых поверхностей, соответствующих торцевым сторонам, то есть по обеим сторонам выступающей части/формообразования по всей радиальной толщине сегмента и в радиальном направлении выше носика/впадины по всей толщине сегмента выполнены ровно и, следовательно, бесступенчато. С помощью такого в основном ровного/бесступенчатого исполнения краевых областей концевых поверхностей устраняются слабые места, и таким образом реализуется особенно устойчивая конструкция.
Предметом изобретения является также валковый пресс с двумя отжимными валами описанного вида. Составляющие суть изобретения отжимные валы, следовательно, особо предпочтительно устанавливаются в комбинации внутри валкового пресса под защитой. Такой валковый пресс может быть рассчитан предпочтительно для брикетирования и/или уплотнения зернистого материала, в частности для горячего брикетирования/горячего уплотнения.
Ниже изобретение более подробно поясняется с помощью чертежей, представляющих только один пример осуществления,
где фиг. 1 - схематически упрощенное изображение отжимного вала, вид в перспективе;
фиг. 2 - вид в перспективе фрагмента предмета на фиг. 1;
фиг. 3 - предмет согласно фиг. 2, вид сбоку;
фиг. 4 - предложенный в соответствии с изобретением сегмент отжимного вала согласно фиг. 1, вид в перспективе;
фиг. 5 - вид сбоку с торцевой стороны предмета согласно фиг. 4.
Фиг. 1 представляет отжимной вал для валкового пресса, в частности для брикетирования или уплотнения и особо предпочтительно для горячего брикетирования или горячего уплотнения зернистого материала. Такой отжимной вал состоит в своей основной конструкции из сердечника 1 вала и закрепленной на сердечнике 1 обкладки вала, которая собирается из нескольких распределенных по периметру сегментов 2, причем эти сегменты 2 имеют идущие параллельно оси концевые поверхности 3. Сегменты 2 со стороны наружного периметра могут быть профилированы, в примере осуществления они имеют формирующие углубления 4 для брикетирования или уплотнения. Эти формирующие инструменты/формирующие углубления цельно/монолитно заделаны в соответствующий сегмент 2. Каждый сегмент 2 имеет с торцевой стороны идущий по периметру затяжной заплечик 5.
Крепление сегментов 2 на сердечнике 1 вала осуществляется с помощью двух крепежных колец 6, которые называются также зажимными кольцами или стяжными кольцами. Они изображены, например, на фиг. 2. Оба крепежных кольца 6 надеваются с обеих сторон с торца, так что они охватывают затяжные заплечики 5 сегментов 2. При этом оба крепежных кольца 6 притягиваются по отношению друг к другу и таким образом по отношению к расположенным между крепежными кольцами сегментам 2. Затяжные заплечики 5 имеют при этом первые зажимные поверхности 8, и зажимное кольцо 6 имеет две зажимные поверхности 9. Чтобы в ходе стягивания идущие параллельно оси стяжные болты 7 могли создавать радиальное зажимное усилие, первая зажимная поверхность 8 и вторая зажимная поверхность 9 могут быть ориентированы наклонно по отношению к оси вала. Созданное с помощью стяжных болтов 7 осевое или параллельное оси зажимное усилие в этом случае, следовательно ,преобразуется в радиальное зажимное усилие, так что обеспечивается безупречное крепление сегментов 2 на сердечнике 1 вала. При этом дополнительно может быть реализовано соединение с геометрическим замыканием между сегментами 2 и сердечником 1 вала с помощью того, что, например, со стороны внутреннего периметра (или с нижней стороны) элементы для геометрического замыкания сегментов 2 входят в зацепление с элементами для геометрического замыкания со стороны наружного периметра сердечника 1 вала (и/или наоборот). Во всяком случае, стягиванию сегментов 2 с помощью крепежного кольца 6, которое также называется зажимным или стяжным кольцом, и зажимных болтов 7 в рамках представленного примера придается особое значение. Крепежное кольцо 6 выполнено в виде профилированного в поперечном сечении кольца. С одной стороны, оно имеет идущее по периметру основное кольцо 6а и, с другой стороны, идущий по периметру краевой зажимной выступ 6b, так что оно имеет в основном L-образное поперечное сечение. Этот идущий по периметру краевой зажимной выступ 6b охватывает вторыми зажимными поверхностями 9 затяжные заплечики 5 сегментов 2, так что вторые зажимные поверхности 9 стяжного кольца 6 прижимаются к первым зажимным поверхностям 8 затяжных заплечиков 5.
Сегменты 2 имеют соответственно идущее параллельно оси отверстие 10, через которое пропущены стяжные болты 7. Эти идущие параллельно оси отверстия 10 расположены по отношению к простиранию в окружном направлении соответственно между обеими концевыми поверхностями 3 сегмента 2. В примере осуществления отверстие 10 сегмента 2 расположено по центру по отношению к простиранию в окружном направлении между обеими концевыми поверхностями 3 этого сегмента. Отверстия 10 выполнены в виде сверлений, и они простираются через всю ширину сегмента 2, так что стяжные болты полностью проходят через сегменты. Таким образом, оба крепежных кольца 6 могут стягиваться с обеих сторон сегментов друг с другом при промежуточном включении сегментов 2.
Зажимное кольцо в примере осуществления не образовано по всей окружности с постоянным поперечным сечением, а зажимное кольцо 6 имеет локально ограниченные зажимные выступающие части 11. Зажимное кольцо 6 имеет, следовательно, с распределением по окружности несколько соответствующих сегменту 2 зажимных выступающих частей 11, причем эти зажимные выступающие части 11 имеют соответственно вторые зажимные поверхности 9. Таким образом, зажимные выступающие части 11 простираются только на участке длины дуги сегмента, так что приложение усилия от зажимного кольца 6 осуществляется не в полном объеме или не по всей площади, а только локально ограниченно в области зажимных выступающих частей 11.
Сегменты 2 имеют на своих торцевых поверхностях 12 и своих затяжных заплечиках 5 (соответственно в переходной области между торцевой поверхностью 12 и затяжным заплечиком 5) наружные усиления 13 материала (фиг. 4). Эти усиления 13 материала выступают по отношению к первой зажимной поверхности 8 в радиальном направлении и по отношению к торцевой поверхности 12 в осевом направлении наружу, так что в окружном направлении между двумя усилениями 13 материала сегмента 2 предусмотрено соответственно подобное выемке формообразование 14. В этих подобных выемкам формообразованиях 14 расположены первые зажимные поверхности 8 сегментов 2 (фиг. 4), то есть зажимное кольцо 6 со своими локально ограниченными зажимными выступающими частями 11 входит в зацепление с этими подобными выемкам формообразованиями 14 сегментов (фиг. 3). Усиления 13 материала, расположенные в краевых областях торцевых поверхностей сегментов 2, не препятствуют таким образом безупречному стягиванию. Они создают предпосылки для повышения устойчивости в области особенно нагруженных областей сегментов. Зажимное кольцо 6 таким образом в некотором роде образовано наподобие венца. В области этих локально ограниченных зажимных выступающих частей 11 с нижней стороны реализована вторая зажимная поверхность 9 (фиг. 3), причем эта вторая зажимная поверхность 9, как и первая зажимная поверхность 8 сегментов 2, может быть расположена внутри выемок 14 под наклоном по отношению к оси вала.
Впрочем, на чертежах можно видеть, что два расположенных в направлении периметра друг за другом сегмента входят в зацепление друг с другим. Для этого одна концевая поверхность 3 одного сегмента 2 имеет выдающийся в окружном направлении носик 15, в то время как противоположная концевая поверхность 3 того же сегмента 2 имеет корреспондирующую и в окружном направлении смотрящую назад выемку 16, так что носик 15 одного сегмента подобно соединению паз-гребень входит в зацепление с корреспондирующей выемкой 16 примыкающего в направлении периметра сегмента. Помимо этих элементов (носики 15/выемки 16) концевые поверхности 3 выполнены ровно или плоско и таким образом бесступенчато. В частности, можно отказаться от профилирования для стяжных болтов или зажимных штанг, так как эти стяжные болты согласно изобретению установлены внутри сегмента 2 через центральные отверстия. Таким образом, концевые поверхности 3, в частности, в краевых областях концевых поверхностей, соответствующих торцевым сторонам, именно по обеим сторонам носиков и выемок по всей радиальной толщине сегмента и в радиальном направлении выше носиков/выемок образовываются по всей толщине сегмента ровно и, следовательно, бесступенчато. Таким путем избегают надрезов и зубцов, что способствует повышению прочности и повышению срока службы отдельных сегментов.