CN210321119U - 一种竖炉用齿辊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种竖炉用齿辊装置，包括主轴和齿套；齿套的外壁上设有至少两排凸齿；齿套的内壁上设有至少一排键槽，键槽与齿套同长度方向设置；两排凸齿之间的齿槽和键槽为不平行设置；主轴上设有与键槽相匹配的键以及用于水冷的通孔，且齿套通过连接件可拆卸式设置在主轴上。应用本实用新型技术方案，效果是：整体结构精简；主轴上设有水冷的通孔，便于齿辊装置的冷却降温，有效地解决了漏水的问题；键槽与两排凸齿之间的齿槽(也可以理解为齿根)不平行，齿套在与物料挤压过程中，键槽与齿根两个薄弱位置受力错开，避免应力集中，齿套的强度也大为提高，能有效防止部件损坏，从而延长部件的使用寿命。

Description

一种竖炉用齿辊装置

技术领域

本实用新型涉及冶金技术领域，具体涉及一种竖炉用齿辊装置。

背景技术

齿辊卸料机为冶金行业竖炉球团生产的关键设备，其作用是将竖炉内的大块破碎，并不断往下排料，保证炉内畅通顺行。

最早的齿辊卸料器结构为整体式铸造件，材质为45铸钢。齿辊卸料器由于长度一般在4米以上，在炉内高温下使用会弯曲变形，故必须设计为空心轴通水冷却，才能保证其不发生弯曲。但该产品为铸造件，各种铸造缺陷在高温条件下极易产生裂纹而漏水，故冶金行业已废弃，取而代之用第二代分体式齿辊。第二代分体式齿辊结构为分体式，设计为主轴与齿套两个独立的零件，轴与套采用双键联接，主轴为通孔用循环水冷却，齿套采用耐热钢铸造而成。从使用情况来看，有效地解决了漏水的问题，但齿套由于铸造缺陷在高温下出现开裂而失去破碎作用，效果仍不理想，甚至严重影响了生产。

现有齿套的耐磨性与耐高温性能良好，但连续出现开裂脱落现象，造成竖炉下部漏斗被脱落的齿套堵塞而无法排料，严重制约了生产。主要原因在于：一是铸造缺陷，此缺陷在生产工艺过程中难以控制，从开裂的齿套情况来看，内部存在大量气孔、夹渣，组织疏松，因齿辊卸料机在生产过程中不停地转动，炉内料层及大块对齿辊套的挤压，严重的铸造缺陷使得强度和韧性在高温下大大降低；二是应力集中，由于键槽与齿根平行，齿套均在应力集中的键槽处产生裂纹而失效。

综上，开发一种结构精简、能满足高温使用要求且能延长装置使用寿命的竖炉用齿辊装置具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种结构精简、能满足高温使用要求且能延长装置使用寿命的竖炉用齿辊装置，具体技术方案如下：

一种竖炉用齿辊装置，包括主轴和齿套；

所述齿套的外壁上设有至少两排凸齿；所述齿套的内壁上设有至少一排键槽，所述键槽与所述齿套同长度方向设置；两排所述凸齿之间的齿槽和所述键槽为不平行设置；

所述主轴上设有与所述键槽相匹配的键以及用于水冷的通孔，且所述齿套通过连接件可拆卸式设置在所述主轴上。

以上技术方案中优选的，所述齿套的外壁上均布有八至十二排凸齿。

以上技术方案中优选的，两排凸齿之间的齿槽和所述键槽之间形成15°-45°夹角。

以上技术方案中优选的，所述凸齿的高度为70-75mm，所述齿套的壁厚为105-110mm。

以上技术方案中优选的，所述齿套为锻造工艺制成的构件；所述齿套的材质为1Cr18Ni9i。

以上技术方案中优选的，所述连接件包括位于所述齿套两端的两组连接单件，所述连接单件包括螺母和压环，所述螺母和压环均套设在所述主轴上，且所述压环位于所述螺母和所述齿套的端部之间；所述主轴上设有与所述螺母相匹配的外螺纹。

以上技术方案中优选的，所述键槽为圆角形状的键槽，圆角的转弯半径为5-10mm。

应用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本实用新型的竖炉用齿辊装置包括主轴和齿套；所述齿套的外壁上设有至少两排凸齿；所述齿套的内壁上设有至少一排键槽，所述键槽与所述齿套同长度方向设置；两排所述凸齿之间的齿槽和所述键槽为不平行设置；所述主轴上设有与所述键槽相匹配的键以及用于水冷的通孔，且所述齿套通过连接件可拆卸式设置在所述主轴上。整体结构精简；主轴上设有水冷的通孔，便于齿辊装置的冷却降温，有效地解决了漏水的问题；键槽与两排凸齿之间的齿槽(也可以理解为齿根)不平行，齿套在与物料挤压过程中，键槽与齿根两个薄弱位置受力错开，避免应力集中，齿套的强度也大为提高，能有效防止部件损坏，从而延长部件的使用寿命。

(2)本实用新型中所述齿套的外壁上均布有八至十二排凸齿，根据实际需求选择，满足不同需求；两排所述凸齿之间的齿槽和所述键槽之间形成15°-45°夹角，加工方便，且能有效将键槽与齿根两个薄弱位置受力错开，避免应力集中。

(3)本实用新型中所述凸齿的高度为55-60mm(现有技术一般为70mm)，所述齿套的壁厚为105-110mm(现有技术一般为95mm)，齿套装配尺寸及最大外圆尺寸不变，降低齿顶高度至少10mm，增加齿套壁厚至少10mm，提高整个齿套的结构强度。

(4)本实用新型中所述齿套为锻造工艺制成的构件；所述齿套的材质为1Cr18Ni9i。齿套为采用1Cr18Ni9i钢锭通过锻造工艺制成构件，组织细密，完全克服了铸件有气孔、疏松、夹渣等缺陷，屈服强度大大增加。现有齿套材质为ZG40Cr25Ni20，不可锻造，且成本高。

(5)本实用新型中所述连接件包括位于所述齿套两端的两组连接单件，所述连接单件包括螺母和压环，连接件采用两组，且各包含螺母和压环，安装拆卸方便，且连接牢固。

(6)本实用新型中所述键槽为圆角形状的键槽，圆角的转弯半径为5-10mm。键槽和键均由原来的直角改为圆角设计，进一步避免应力集中，延长部件使用寿命。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是实施例中竖炉用齿辊装置的装配结构示意图；

图2是图1中齿套的结构示意图；

其中：1、主轴，1.1、键，2、齿套，2.1、凸齿，2.2、键槽，3、连接件，3.1、螺母，3.2、压环。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例：

参见图1(图1是局部剖视图，图1中齿套采用方框示意且采用了5个齿套并列设置)和图2，一种竖炉用齿辊装置，包括主轴1和齿套2，详情如下：

所述主轴1上设有键1.1以及用于水冷的通孔(未图示，和现有技术相同)，且所述齿套2通过连接件3可拆卸式设置在所述主轴1上(此处图1中仅示意了五个齿套串联设置的方式)。所述连接件3包括位于所述齿套2两端的两组连接单件，所述连接单件包括螺母3.1和压环3.2，所述螺母3.1和压环3.2均套设在所述主轴1上，且所述压环3.2位于所述螺母3.1和所述齿套2的端部之间；所述主轴1上设有与所述螺母3.1相匹配的外螺纹。

所述齿套2的外壁上设有至少两排凸齿2.1(图2中示意了十二排)；所述齿套2的内壁上设有至少一排与所述键1.1相匹配的键槽2.2(图1和图2中均示意了两排)，所述键槽2.2与所述齿套2同长度方向设置；两排所述凸齿2.1之间的齿槽和所述键槽2.2为不平行设置。具体是：

两排所述凸齿2.1之间的齿槽和所述键槽2.2之间形成15°-45°夹角，即单排凸齿的齿根连线在水平面的投影和键槽在水平面上的投影之间形成15°-45°夹角(此处优选30°)。

所述凸齿2.1的高度为60mm，所述齿套2的壁厚为105mm。

所述齿套2为锻造工艺制成的构件，材质为1Cr18Ni9i，详情是：选用1Cr18Ni9i钢锭进行锻打成毛坯，然后机加工(齿形铣床加工，内孔及端面机加工，键槽线切割)，具体加工工艺可参照现有技术。

所述键槽2.2为圆角形状的键槽，所述键1.1的结构与所述键槽相匹配，均为圆角，圆角的转弯半径为5-10mm(优选10mm)。

应用本实用新型的技术方案，工作原理同现有技术，其效果是：(1)采用1Cr18Ni9i锻造制成构件，构件组织细密，完全克服了铸件有气孔、疏松、夹渣等缺陷，屈服强度大大增加；(2)外形安装尺寸不变，但齿套齿型布置由直齿分布改为斜齿分布，键槽与齿根不平行，齿套在与物料挤压过程中，键槽与齿根两个薄弱位置受力错开，避免应力集中，齿套的强度也得到提高；(3)在保证齿套装配尺寸及最大外圆尺寸不变的前提下，降低齿顶高度10mm，则齿套壁厚增加10mm，其强度得到提升；(4)键槽由原来的直角改为圆角R＝10，与其联结的键尺寸相应改进，有效避免了应力集中。

将本实用新型方案进行应用，取得了以下成效：1、使用寿命由原来的不到8个月提升到24个月以上；2、保证了生产的顺利进行，降低了检修或抢修时间，极大地降低了工人劳动强度；3、现场使用8根齿辊卸料器，共计40个齿套，改进后可节约成本80万元/年。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种竖炉用齿辊装置，其特征在于，包括主轴(1)和齿套(2)；

所述齿套(2)的外壁上设有至少两排凸齿(2.1)；所述齿套(2)的内壁上设有至少一排键槽(2.2)，所述键槽(2.2)与所述齿套(2)同长度方向设置；两排所述凸齿(2.1)之间的齿槽和所述键槽(2.2)为不平行设置；

所述主轴(1)上设有与所述键槽(2.2)相匹配的键(1.1)以及用于水冷的通孔，且所述齿套(2)通过连接件(3)可拆卸式设置在所述主轴(1)上。

2.根据权利要求1所述的竖炉用齿辊装置，其特征在于，所述齿套(2)的外壁上均布有八至十二排凸齿(2.1)。

3.根据权利要求1所述的竖炉用齿辊装置，其特征在于，两排所述凸齿(2.1)之间的齿槽和所述键槽(2.2)之间形成15°-45°夹角。

4.根据权利要求1所述的竖炉用齿辊装置，其特征在于，所述凸齿(2.1)的高度为55-60mm，所述齿套(2)的壁厚为105-110mm。

5.根据权利要求1所述的竖炉用齿辊装置，其特征在于，所述齿套(2)为锻造工艺制成的构件；所述齿套(2)的材质为1Cr18Ni9i。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的竖炉用齿辊装置，其特征在于，所述连接件(3)包括位于所述齿套(2)两端的两组连接单件，所述连接单件包括螺母(3.1)和压环(3.2)，所述螺母(3.1)和压环(3.2)均套设在所述主轴(1)上，且所述压环(3.2)位于所述螺母(3.1)和所述齿套(2)的端部之间；所述主轴(1)上设有与所述螺母(3.1)相匹配的外螺纹。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的竖炉用齿辊装置，其特征在于，所述键槽(2.2)为圆角形状的键槽，圆角的转弯半径为5-10mm。

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