РОЛИКОЗАКАЛОЧНАЯ МАШИНА
ROLLING-QUENCHING MACHINE

Изобретение относится к области металлургического машиностроения, а именно к устройствам для термообработки полосы, обеспечивающим ее закалку или нормализацию при транспортировке от печи к адъюстажному оборудованию станов.
Известна роликозакалочная машина (патент США №3604696, МКИ C21D 1/62), которая содержит станину, нижнюю стационарную траверсу с приводными роликами, верхнюю подвижную траверсу с приводными рабочими роликами, опирающимися на подпружиненные опорные ролики. На этой траверсе установлен механизм ее подъема-опускания. Подъем и опускание верхней траверсы осуществляются через передачи «винт-гайка», установленные на углах станины, вращение осуществляется от электромеханического привода.
Недостатками указанной роликозакалочной машины являются большие габариты и металлоемкость в связи с установкой электромеханического привода на верхней подвижной траверсе, а также наличие подпружиненных опорных и рабочих роликов для компенсации ударов по роликам от металла, которые возникают из-за жесткой механической связи верхней траверсы со станиной.
В качестве прототипа выбрана роликозакалочная машина по патенту США №3423254, МКИ C21D 1/78, 27.05.64 г., которая содержит секции, каждая из которых состоит из станины с колоннами, установленной на колоннах неподвижной нижней траверсы с приводными роликами, верхней подвижной траверсы с приводными роликами, которая связана с механизмом ее вертикального перемещения. Механизм перемещения состоит из гидроцилиндра, корпус которого связан с верхней частью колонны, а шток связан с четырьмя двуплечими рычагами, опирающимися на колонны и связанными с верхней подвижной траверсой. В прототипе по сравнению с аналогом решена задача упрощения конструкции механизма перемещения верхней траверсы, так как сложный электромеханический привод заменен гидроприводом.
Недостатками указанной роликозакалочной машины являются большой габарит по высоте, а также недостаточная точность настройки по высоте верхней траверсы, что обусловлено зазорами в рычажной системе, а также ухудшение качества полосы после ее закалки в машине.
В основу изобретения поставлена задача снижения себестоимости роликозакалочной машины при одновременном улучшении качества термообрабатываемой полосы.
Задача снижения себестоимости машины и улучшения качества полосы решается за счет технического результата, который состоит в устранении промежуточных звеньев между верхней траверсой и приводом ее вертикального перемещения и повышении точности этих перемещений.
Кроме того, гидроцилиндры привода верхней траверсы перенесены в нижнюю часть станины, что также позволило сократить габариты машины и снизить ее себестоимость.
Для достижения вышеуказанного технического результата в роликозакалочной машине, состоящей из секций, каждая из которых содержит нижнюю траверсу с приводными роликами, неподвижно установленную на станине, снабженной колоннами, верхнюю траверсу с приводными роликами, установленную на колоннах с возможностью вертикального перемещения, механизм вертикального перемещения верхней траверсы с гидравлическим цилиндром, согласно изобретению каждая секция снабжена тремя дополнительными гидравлическими цилиндрами и четырьмя датчиками линейных перемещений, при этом все гидроцилиндры установлены на нижней части станины, а их штоки связаны с верхней траверсой в четырех диагонально противоположных углах, причем элементы датчиков линейных перемещений связаны с колоннами и верхней траверсой в местах крепления штоков.
В результате сравнительного анализа предлагаемого решения с прототипом установлено, что они имеют следующие общие признаки:
- секции;
- каждая секция содержит нижнюю и верхнюю траверсы;
- нижняя траверса имеет приводные ролики и неподвижно установлена на станине, снабженной колоннами;
- верхняя траверса с приводными роликами установлена на колоннах с возможностью вертикального перемещения;
- механизм вертикального перемещения верхней траверсы с гидравлическим цилиндром.
А также отличительные признаки:
- каждая секция снабжена тремя дополнительными гидравлическими цилиндрами и четырьмя датчиками линейных перемещений;
- все гидроцилиндры установлены на нижней части станины, а их штоки связаны с верхней траверсой в четырех диагонально противоположных углах;
- элементы датчиков линейных перемещений связаны с колоннами и верхней траверсой в местах крепления штоков.
Таким образом, предложенная конструкция роликозакалочной машины имеет новые конструктивные элементы, новые связи узлов и деталей, новую форму выполнения деталей и узлов.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь.
Благодаря тому что каждая секция снабжена тремя дополнительными гидравлическими цилиндрами и четырьмя датчиками линейных перемещений, стало возможным исключить рычажную систему из привода вертикального перемещения верхней траверсы, что позволило снизить металлоемкость машины и увеличить точность перемещений верхней траверсы.
За счет того что все гидроцилиндры установлены на нижней части станины, стало возможным уменьшить габариты машины и ее металлоемкость, так как для гидроцилиндров теперь не требуется дополнительная траверса в верхней части машины, и они установлены таким образом, что их габарит не выступает за габарит верхней подвижной траверсы.
Благодаря тому что штоки гидроцилиндров связаны с верхней траверсой в четырех диагонально противоположных углах, стало возможным перемещать верхнюю траверсу без перекосов в продольном и поперечном направлениях.
За счет того что элементы датчиков линейных перемещений связаны с колоннами и верхней траверсой в местах крепления штоков, стало возможным точно установить расстояние между нижней и верхней роликовыми секциями, что привело к повышению качества обрабатываемой полосы.
Исключение из вышеуказанной совокупности отличительных признаков хотя бы одного не обеспечивает достижение технического результата.
Заявляемое техническое решение неизвестно из уровня техники и поэтому оно является новым.
Заявляемое техническое решение имеет изобретательский уровень, т.к. предлагаемая конструкция роликозакалочной машины для специалистов явным образом не следует из уровня техники.
Заявляемое изобретение промышленно применимо, т.к. его технологическое и техническое исполнение не представляет трудностей. По этому решению выполнен технический проект для толстолистового стана трио Лаута 2300 в г. Сталева Воля (Польша).
Таким образом, заявляемому изобретению может предоставляться правовая охрана, т.к. оно является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо, т.е. соответствует всем критериям изобретения.
Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена схема роликозакалочной машины (вид сбоку). Роликозакалочная машина состоит из секций 1, каждая из которых содержит нижнюю траверсу 2 с приводными роликами 3 (привод условно не показан). Нижняя траверса неподвижно установлена на станине 4 с колоннами 5, стянутыми вверху стяжками 6. Верхняя траверса 7 также имеет приводные ролики 8 и установлена на колоннах 5 с возможностью вертикального перемещения в направляющих 9.
Верхняя траверса 7 связана в четырех противоположных углах со штоками 10 гидроцилиндров (четыре гидроцилиндра на каждую секцию), корпуса 11 которых шарнирно закреплены на станине 4.
На колоннах 5 установлены датчики 12 линейных перемещений (четыре на каждую секцию), подвижные элементы которых связаны с верхней траверсой в местах крепления штоков 10. Между роликами нижней и верхней траверс расположены коллекторы 13 и 14 с соплами для подачи охлаждающей воды.
Работает роликозакалочная машина следующим образом. Перед задачей металла в роликозакалочную машину верхняя траверса 7 перемещается в вертикальном направлении до установленного размера между верхними 8 и нижними 3 роликами. Перемещение роликов 8 контролируется датчиками 12 линейных перемещений, что позволяет с высокой точностью устанавливать расстояние между роликами как в продольном, так и в поперечном направлениях. После включения охлаждающей воды, которая подается через сопла коллекторов 13 и 14, в роликозакалочную машину задается нагретая полоса, подвергаемая закалке в процессе транспортировки через секции 1 роликозакалочной машины.
Гидроцилиндры 11, связанные штоками 10 с верхней траверсой 7, выполняют функцию не только ее перемещения, но и функцию уравновешивания веса траверсы 7 и ограничения усилий, воздействующих на верхние и нижние ролики. В случае превышения этого усилия свыше предварительно заданного значения при короблении полосы верхняя траверса отводится от нижней с определенным шагом (например, дискретностью 0,5 мм). Указанная функция гидроцилиндров позволяет избежать установки подпружиненных опорных и рабочих роликов, установить рабочие ролики на траверсе жестко и упростить конструкцию машины при одновременном повышении точности настройки расстояния между роликами.
Из всего вышеизложенного видно, что предлагаемая конструкция роликозакалочной машины позволяет снизить металлоемкость машины и повысить качество термообрабатываемой полосы.