CN109014103A - 方坯导向段的自动对中侧导向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方坯导向段的自动对中侧导向装置。该装置包括：含液压缸的液压驱动机构、两个分别连接在液压缸两端的杠杆、以及连接在杠杆上的侧导向辊，两个侧导向辊相向设置，用于夹紧引锭杆或铸坯并导向；杠杆上连接有齿轮，两个杠杆上的齿轮相同且外齿轮啮合，当液压缸的活塞杆伸长时，杠杆带动相应齿轮转动，两个侧导向辊向中心线相向移动；当液压缸的活塞杆收回时，杠杆带动相应齿轮转动，两个侧导向辊反向移动。该装置侧导向辊始终同步且反向运动，使对称线与铸流中心线始终重合，实现开口度可调整、严格自动对中不偏移；液压驱动机构恒定压力控制，使侧导向辊与铸坯始终保持接触，侧压力保持恒定，保证了铸坯在运行过程中不发生偏移。

Description

方坯导向段的自动对中侧导向装置

技术领域

本发明涉及冶金连铸设备技术领域，特别是涉及一种方坯导向段的自动对中侧导向装置。

背景技术

在方坯连铸机上，位于二冷段的侧导向装置主要作用是使刚性引锭杆或铸坯按照指定的弧线运行，一般包含有托辊和侧导向辊。托辊是在引锭杆或铸坯的下方起支撑作用，侧导向辊在引锭杆或铸坯的左右两侧，防止其走偏。

一般来说，固定式的侧导向辊开口度需要依据引锭杆和铸坯两者之中宽度最大的尺寸设计，所以侧导向辊只能对宽度尺寸较大的进行有效的导向。在实际生产过程中，往往需要在同一台连铸机上浇铸不同宽度的铸坯，如果各宽度尺寸跨度较大时就会导致小断面的铸坯导向不好，在导向段内发生偏斜，进而导致冷却不均匀，产生铸坯质量问题。

目前，连铸机的设计单位和使用单位均在采用不同的方案来解决此问题。例如：中国专利，公开号CN104772445A，公开了用于方坯连铸机的侧导向装置和方坯连铸机的控制方法，并具体公开了采用一套连杆机构，在驱动装置的带动下，使两个侧导向辊产生反向运动，夹紧或者张开，基本能保证引锭杆或铸坯能沿中心线前进，但是，其在送引锭杆时采用16Mpa的系统压力夹紧铸坯是不合适的，由于该侧导向辊无驱动，采用较大的压力夹紧时会导致局部形成较大的阻力(甚至压扁铸坯)，反而不利于送引锭杆或拉铸坯。

又如：中国专利，公开号CN205110723U，公开了新型铸坯纠偏装置，并具体公开了采用等边连杆带动侧导向辊在固定轨道上滑动，从而使两个侧导辊同步夹紧或者张开。但是，在使用过程中，由于其侧导向辊相对固定轨道会产生较大的转矩，长时间会使得轨道变形，从而造成滑动卡阻。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的在于提供一种方坯导向段的自动对中侧导向装置，该装置结构简单，开口度可调整，能够实现严格自动对中，且能保证引锭杆或铸坯运行过程中不发生偏移。

上述目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供的一种方坯导向段的自动对中侧导向装置，包括：包含液压缸的液压驱动机构、两个分别连接在液压缸两端的杠杆、以及连接在杠杆上的侧导向辊，且位于两个杠杆上的两个侧导向辊相向设置，用于夹紧引锭杆或铸坯并进行导向；两个杠杆上均连接有齿轮，位于两个杠杆上的齿轮相同且外齿轮啮合；当液压缸的活塞杆伸长时，杠杆带动相应的齿轮转动，使得两个侧导向辊向中心线相向移动；当液压缸的活塞杆收回时，杠杆带动相应的齿轮转动，使得两个侧导向辊反向移动。

优选地，杠杆的中部连接有转轴，齿轮通过转轴与相应的杠杆连接，且杠杆与转轴之间、齿轮与转轴之间均通过平键连接。

优选地，侧导向装置还包括固定架，固定架与转轴之间通过轴套连接。

优选地，两个侧导向辊分别通过第一销轴连接在两个杠杆的上端。

优选地，杠杆与相应的侧导向辊的结合面之间均设置有5～10mm的间隙。

优选地，两个杠杆的下端分别通过第二销轴连接在液压缸的两端。

优选地，当液压缸的活塞杆完全收回时，两个侧导向辊的间距为最大开口度；当液压缸的活塞杆完全伸出时，两个侧导向辊的间距为最小开口度。

优选地，当两个侧导向辊夹紧引锭杆或铸坯时，液压驱动机构提供恒定压力，使两个侧导向辊与引锭杆或铸坯始终保持接触，且引锭杆或铸坯的侧压力保持恒定。

优选地，液压驱动机构还包括调压阀，调压阀的可调范围为1～5Mpa。

优选地，引锭杆或铸坯两侧受到的侧压力相等，且均为：

F_压＝F_液*L_液/L_压/2

其中，F_压为引锭杆或铸坯侧面所受压力，F_液为液压缸的输出力，L_液为液压缸输出力相对于转动中心的力臂，L_压为引锭杆或铸坯侧面受力中心点相对于转动中心的力臂。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明方坯导向段的自动对中侧导向装置结构简单，开口度可调整，能够实现严格自动对中，且能保证引锭杆或铸坯运行过程中不发生偏移。通过采用外啮合齿轮副保证了侧导向辊始终同步、反向运动，使两个侧导向辊的对称线始终与铸流中心线重合，保证了引锭杆或铸坯在运行过程中不发生偏移；通过液压驱动机构恒定压力控制，使两个侧导向辊与引锭杆或铸坯之间始终保持接触，且引锭杆或铸坯的侧压力保持恒定，从而使得引锭杆或铸坯在运行过程中不发生偏移。

附图说明

图1是方坯导向段的自动对中侧导向装置的主视图；

图2是方坯导向段的自动对中侧导向装置的侧视图；

图3是方坯导向段的自动对中侧导向装置送宽度为W1的铸坯的结构示意图；

图4是方坯导向段的自动对中侧导向装置送宽度为W2的铸坯的结构示意图；

图5是图1中A-A处的剖视图；

图6是图1中B-B处的剖视图；

图7是图1中C-C处的剖视图；

图8是方坯导向段的自动对中侧导向装置的一种实际应用示意图；

图9是方坯导向段的自动对中侧导向装置的整体结构的三维示意图。

其中，附图标号如下：

1—固定架，2—杠杆一，3—杠杆二，4—液压缸，5—侧导向轮一，6—侧导向轮二，7—第一销轴，8—第二销轴，9—第一轴套，10—转轴一，11—第一平键，12—齿轮一，13—第二轴套，14—第二平键，15—齿轮二，16—转轴二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：

图1示意性示出了方坯导向段的自动对中侧导向装置的主视结构；图2示意性示出了方坯导向段的自动对中侧导向装置的侧视结构；图3示意性示出了方坯导向段的自动对中侧导向装置送宽度为W1的连铸坯的结构；图4示意性示出了方坯导向段的自动对中侧导向装置送宽度为W2的连铸坯的结构；图5示意性示出了图1中A-A处的剖视图，同时，也示出了外啮合齿轮的固定以及与杠杆连接方式；图6示意性示出了图1中B-B处的剖视图，同时，也示出了侧导向辊中万向轴的结构；图7示意性示出了图1中C-C处的剖视图，也是侧导向辊的结构；图8示意性示出了方坯导向段的自动对中侧导向装置的一种实际应用，包含了连铸坯宽度分别为W3、W4、W5的三种状态，且W3＜W4＜W5；图9示意性示出了方坯导向段的自动对中侧导向装置的整体结构的三维造型。

如图1-9所示，本发明提供的一种方坯导向段的自动对中侧导向装置，包括：包含液压缸4的液压驱动机构、两个分别连接在液压缸4两端的杠杆(即杠杆一2和杠杆二3)、以及连接在杠杆上的侧导向辊(侧导向辊一和侧导向辊二)，且位于两个杠杆上的两个侧导向辊相向设置，用于夹紧引锭杆或铸坯并进行导向；两个杠杆上均连接有齿轮，位于两个杠杆上的齿轮相同且外齿轮啮合。其中，当液压缸4的活塞杆伸长时，杠杆带动相应的齿轮转动，由于外啮合齿轮副的转动角度相同、相位相反，使得两个侧导向辊向中心线位置转动，减小两个侧导向辊的间距，夹紧引锭杆或铸坯。当液压缸4的活塞杆收回时，杠杆带动相应的齿轮转动，使得两个侧导向辊反向移动，两个侧导向辊处开口度(即间距)增加，从而可以适应宽度更大的断面。

本发明由于两个侧导向辊始终保持相反的运动方向和相同的运动角度，使得本发明从机械结构上保证了引锭杆或铸坯能始终沿着中心线运动，避免了运行过程中发生偏移，使得铸坯导向更准确，输送更稳定。

在一个可选实施例中，两个杠杆上均连接有一个齿轮，位于两个杠杆上的两个齿轮(齿轮一12和齿轮二15)外齿轮啮合且规格相同，即齿数和模数均相同，两个齿轮传动比为1:1。由于外啮合齿轮的特性，当其中一个齿轮在外力矩的作用下沿着轴线转动某一角度时，与其匹配的另一齿轮会沿着相反的方向转动相同角度。当液压缸4的活塞杆伸出或回收时，由于外啮合齿轮的性质，转轴一10和转轴二16的旋转方向相反、角度相等(因为传动比为1)。通过齿轮副带动杠杆一2和杠杆二3按相反的方向旋转且旋转角度相同，从而使得侧导向辊一和侧导向辊二按照各自杠杆的转轴转动，两个侧导向辊间的间距减小或增大，从而实现侧导向间距的可调整功能。该侧导向装置送不同宽度铸坯的示意图如图3和图4所示，其中，图3示出了该侧导向装置用于送宽度为W1的连铸坯的结构；图4示出了侧导向装置用于送宽度为W2的连铸坯的结构，W1＞W2。

在一个可选实施例中，杠杆的中部连接有转轴，齿轮通过转轴连接在相应的杠杆上，且杠杆与转轴之间、齿轮与转轴之间均通过平键连接，其中，转轴一10和转轴二16只能绕自身的轴线转动。杠杆一2和杠杆二3可以为两个相对设置的三角形结构，在对称轴处还可以设置支撑臂，齿轮可以设置在支撑臂端部的顶角处，以上杠杆的结构可以是一体成型而成。如图2所示，侧导向装置还包括固定架1，固定架1与转轴之间通过轴套连接，保证齿轮能沿着轴线转动。

在一个可选实施例中，两个杠杆的下端分别通过第二销轴8连接在液压缸4的两端。为了保证侧导向辊最大、最小开口度能适应不同的宽度断面，按照液压缸4的活塞杆完全收回时对应的两个侧导向辊的间距为最大开口度，液压缸4的活塞杆完全伸出时对应的两个导向辊间间距为最小开口度。

在一个可选实施例中，两个侧导向辊分别通过第一销轴7连接在两个杠杆的上端。由于侧导向辊是按照各自杠杆的旋转轴转动，并不能保证其侧面始终处于如图1所示的铅垂线方向，故本发明在杠杆与侧导向辊的连接方式上采用了第一销轴7连接，使得两者之间能发生相对转动。同时，如图6所示，杠杆与相应的侧导向辊的结合面之间均设置有5～10mm的间隙(根据最大和最小开口度设置)，使侧导向辊只能绕第一销轴7转动比较小的角度，保证了侧导向辊始终处于铅垂线状态，从而让侧导向辊能紧紧贴在引锭杆或铸坯表面，装置中侧导向辊的转动角度对比如图3和图4所示。

本实施例中侧导向装置可以为轴对称结构，下面以左侧为例进行说明，如图5所示，杠杆一2通过第二平键14与转轴一10连接，转轴一10通过第一轴套9和第二轴套13固定在固定架1上，齿轮一12通过第一平键11套在转轴一10上，杠杆一2的上端通过第一销轴7与侧导向辊一连接，下端通过第二销轴8与液压缸4连接。其中，侧导向辊一包括通过万向轴与杠杆一连接的侧导向轮一5，侧导向辊二包括通过万向轴与杠杆二连接的侧导向轮二6。

在一个可选实施例中，由于在生产过程中，该侧导向装置一直处于高温、潮湿的外部环境，为了使液压缸4能正常、长时间的运行，还设置有降温组件(未示出)，降温组件通过从外部喷水的方式对液压缸4的缸体进行冷却。

在一个可选实施例中，在生产过程中，为了保证两个侧导向辊能始终紧紧的贴近引锭杆或者铸坯的侧表面，要求液压驱动机构保持恒定的输出压力，使液压缸4的活塞杆一直处于伸出状态。即在液压驱动机构采用压力控制方式，当两个侧导向辊夹紧引锭杆或铸坯时，液压驱动机构给定一个初始压力值，相应地，使得两个侧导向辊与引锭杆或者铸坯一直保持接触状态，而且引锭杆或者铸坯两侧面受到的侧压力相等，均为：F_压＝F_液*L_液/L_压/2，其中，F_压为引锭杆或铸坯侧面所受压力，F_液为液压缸的输出力，L_液为液压缸输出力相对于转动中心(齿轮的转动中心)的力臂，L_压为引锭杆或铸坯侧面受力中心点相对于转动中心(齿轮的转动中心)的力臂。其中，为了不形成较大的拉坯阻力，液压驱动机构可以选用调压阀，结合实际经验支路压力设定为1～5Mpa可调。

本发明中在侧导向装置的中间部位采用一对完全相同的外啮合齿轮，使得侧导向辊始终同步且反向运动，使对称线与铸流中心线始终重合，实现开口度可调整、严格自动对中不偏移；液压驱动机构恒定压力控制，使侧导向辊与铸坯始终保持接触，侧压力保持恒定，保证了铸坯在运行过程中不发生偏移。

以上结合附图对本发明优选案例性描述，显然本发明具体实现并不受上述具体实施方式的限制，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种方坯导向段的自动对中侧导向装置，其特征在于，包括：包含液压缸的液压驱动机构、两个分别连接在液压缸两端的杠杆、以及连接在杠杆上的侧导向辊，其中，

位于两个杠杆上的两个侧导向辊相向设置，用于夹紧引锭杆或铸坯并进行导向；

两个杠杆上均连接有齿轮，位于两个杠杆上的齿轮相同且外齿轮啮合；当液压缸的活塞杆伸长时，杠杆带动相应的齿轮转动，使得两个侧导向辊向中心线相向移动；当液压缸的活塞杆收回时，杠杆带动相应的齿轮转动，使得两个侧导向辊反向移动。

2.如权利要求1所述的方坯导向段的自动对中侧导向装置，其特征在于，杠杆的中部连接有转轴，齿轮通过转轴与相应的杠杆连接，且杠杆与转轴之间、齿轮与转轴之间均通过平键连接。

3.如权利要求2所述的方坯导向段的自动对中侧导向装置，其特征在于，所述侧导向装置还包括固定架，所述固定架与转轴之间通过轴套连接。

4.如权利要求1所述的方坯导向段的自动对中侧导向装置，其特征在于，两个侧导向辊分别通过第一销轴连接在两个杠杆的上端。

5.如权利要求4所述的方坯导向段的自动对中侧导向装置，其特征在于，杠杆与相应的侧导向辊的结合面之间均设置有5～10mm的间隙。

6.如权利要求1所述的方坯导向段的自动对中侧导向装置，其特征在于，两个杠杆的下端分别通过第二销轴连接在液压缸的两端。

7.如权利要求1所述的方坯导向段的自动对中侧导向装置，其特征在于，当液压缸的活塞杆完全收回时，两个侧导向辊的间距为最大开口度；当液压缸的活塞杆完全伸出时，两个侧导向辊的间距为最小开口度。

8.如权利要求1所述的方坯导向段的自动对中侧导向装置，其特征在于，当两个侧导向辊夹紧引锭杆或铸坯时，所述液压驱动机构提供恒定压力，使两个侧导向辊与引锭杆或铸坯始终保持接触，且引锭杆或铸坯的侧压力保持恒定。

9.如权利要求8所述的方坯导向段的自动对中侧导向装置，其特征在于，所述液压驱动机构还包括调压阀，所述调压阀范围为1～5Mpa。

10.如权利要求8所述的方坯导向段的自动对中侧导向装置，其特征在于，引锭杆或铸坯两侧受到的侧压力相等，且均为：

F_压＝F_液*L_液/L_压/2

其中，F_压为引锭杆或铸坯侧面所受压力，F_液为液压缸的输出力，L_液为液压缸输出力相对于转动中心的力臂，L_压为引锭杆或铸坯侧面受力中心点相对于转动中心的力臂。