CN212320390U - 一种具有伸缩功能的悬臂辊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有伸缩功能的悬臂辊装置，属于工业炉领域，包括空心轴，贯穿炉墙设置且相对炉墙前后移动，向前伸入到炉内设置，向后缩回到炉墙内设置，空心轴在伸出状态为，位于炉内部分的外圈设有钢辊外套；支撑轴承组件，设在空心轴远离炉内的一端，对空心轴进行支撑，空心轴在驱动电机的作用下沿其自身的轴线旋转；进水管，设在空心轴的内部且随空心轴转动设置，内部冷却水流动，对空心轴进行冷却。本实用新型可以伸缩和旋转，有效减少悬臂辊从炉内吸收的热量，降低热量损失，此外，由于炉辊温度降低，炉外传动轴的轴承处温度也会降低，改善了轴承的工作环境，可以有效提高轴承及悬臂辊的使用寿命。

Description

一种具有伸缩功能的悬臂辊装置

技术领域

本实用新型属于工业炉领域，涉及一种步进炉用悬臂辊结构，尤其涉及具有伸缩功能的悬臂辊装置。

背景技术

步进式炉简称步进炉，是工业炉行业中广泛使用的一种“连续式加热炉”，该炉从结构上分为炉体、加热设备(电加热或者火焰加热)、运动机构(动梁运动部分、炉门升降部分、入料/出料部分等)、控制部分等组成，本申请中的具有伸缩功能的悬臂辊装置是步进炉的入料和出料部分的结构。

针对步进炉的入料和出料部分，通常情况下，悬臂辊都是安装在与基础固定的框架上，悬臂部分位于高温炉内，需采用耐热钢制造，传动轴部分位于炉外，采用低合金钢制造，通过轴承固定在炉外的钢结构框架上，悬臂辊有水冷辊和非水冷辊，与水冷辊比较，非水冷辊具有节能、节水的优点，但在相同断面的情况下，水冷辊由于水冷却而处于较低温度状态，所以，其承载能力大大高于非水冷辊，此外，由于水冷辊所用耐热钢量较少，因此，成本较低，对于重载水冷辊，其悬臂辊的断面较大，位于炉内的悬臂部分的受热面积也大，那么，通过冷却水带走的热量就多，以上结构造成了热量的损失，而且对结构的使用寿命会造成一定的影响。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题在于提供一种具有伸缩功能的悬臂辊装置，可以伸缩和旋转，有效减少悬臂辊从炉内吸收的热量，降低热量损失，此外，由于炉辊温度降低，炉外传动轴的轴承处温度也会降低，改善了轴承的工作环境，可以有效提高轴承及悬臂辊的使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种具有伸缩功能的悬臂辊装置，包括空心轴，贯穿炉墙设置且相对炉墙前后移动，向前伸入到炉内设置，向后缩回到炉墙内设置，所述空心轴在伸出状态为，位于炉内部分的外圈设有钢辊外套；

支撑轴承组件，设在所述空心轴远离炉内的一端，对所述空心轴进行支撑，空心轴在驱动电机的作用下沿其自身的轴线旋转；

进水管，设在所述空心轴的内部且随所述空心轴转动设置，内部冷却水流动，对空心轴进行冷却。

进一步的，所述钢辊外套的内圈设有多个平行设置的环形空心腔，以减少传热面积。并为所述钢辊外套在空心轴上提供热胀冷缩的空间。

进一步的，所述空心轴的外圈靠近所述钢辊外套的一端设有保温用的纤维套，所述纤维套的外圈设有对其定位且对其防护的钢管套，所述钢管套的外径大于所述钢辊外套的外径，所述炉墙上设有预留孔，所述预留孔的直径大于所述钢管套的直径设置，所述空心轴在所述预留孔内做前后伸缩运动。

进一步的，所述钢管套在轴向的两端设有连接板，所述连接板的一端与所述空心轴的外圈固定连接，另一端与所述钢管套的内壁固定连接，所述纤维套设在所述钢管套、空心轴和连接板形成的空腔内，所述钢管套轴线方向的长度大于所述钢辊外套轴线方向的长度。

进一步的，所述钢管套远离所述钢辊外套的一端设有密封槽，所述密封槽的内圈设有与所述钢管套的外圈贴合并对其密封的密封填料，所述密封槽通过转接板与所述炉墙固定连接。

进一步的，所述空心轴包括焊接为一体的高温段和低温段，所述高温段相对穿过炉墙设置且前后移动，所述低温段设在所述炉墙远离炉内的一侧，所述支撑轴承组件设在所述低温段的两端，所述驱动电机固设在低温段的尾端，所述驱动电机通过减速机驱动空心轴旋转。

进一步的，所述支撑轴承组件数量为两个，所述支撑轴承组件包括轴承座和支撑架，所述轴承座内设有与空心轴配合的调心滚子轴承，两个轴承座的下端均与所述支撑架固定连接，所述支撑架设在移动框架上，所述移动框架由驱动缸驱动带动空心轴前后伸缩。

进一步的，所述移动框架的下端设有组合轴承，与所述组合轴承对应设置的有导轨，所述导轨固定设置，所述组合轴承相对导轨的竖直中心线对称设置，所述导轨为工字形结构，所述组合轴承在导轨两侧转动连接在支架上，所述支架的上端与所述移动框架固锁设置。

进一步的，一个所述移动框架的上端可匹配设置多个支撑架设置，所述移动框架的下端匹配设置多个组合轴承；其中一根轨道上设置具有导向功能的组合轴承；所述组合轴承可由滚轮+轴承+法兰板的组合结构代替。

进一步的，所述空心轴的靠近炉内一端的内部设有对所述空心轴进行封闭的端板，所述端板远离炉内的一侧设有固定板，进水管的一端加装不锈钢套并通过所述固定板支撑，所述进水管的另一端穿过空心轴设置并与固设在空心轴端部的旋转接头转动连接，所述进水管靠近驱动电机的一端设有冷却水的进口和出口，用来循环冷却。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果如下。

1、本实用新型为了减少悬臂辊及冷却水带走的热量损失，设计了本申请中具有伸缩功能的悬臂辊装置，当需要悬臂辊输送物料时，悬臂部分就伸进炉内，形成炉内悬臂辊道，当输送结束、辊道上的物料被取(输送)走后，悬臂部分就缩回到炉墙内，这样，就可以有效减少悬臂辊从炉内吸收的热量，降低热量损失，此外，由于炉辊温度降低，炉外传动轴的轴承处温度也会降低，改善了轴承的工作环境，可以有效提高轴承及悬臂辊的使用寿命；

2、设置支撑轴承组件，对空心轴进行支撑的同时，可以实现空心轴相对轴承支撑组件的转动，在驱动电机的作用下空心轴转动，在驱动缸的作用下，移动框架带动支撑轴承组件前后移动，进而实现了空心轴的前后移动，更好的实现了上述第一条的效果，而且此结构采用的驱动电机和驱动缸均在炉外，采用市购品即可，成本较低，而且降低了后期的维护成本；

3、设置组合轴承，对移动框架进行支撑，同时设置匹配的导轨，保证组合轴承在导轨内的移动精度，进而保证了移动框架和空心轴的前后伸缩精度，而且导轨的上下位置可进行调节，弥补了加工误差，提升了组装的效率；

4、多个支撑轴承组件可设置在一个移动框架上，保证了多个支承轴承组件前后移动的同步性，实现了多个空心轴动作的一致性和高精度，而且可简化结构，降低成本，同时移动框架下端的组合轴承的数量可进行调整，保证移动精度的同时，进一步简化结构，降低成本。

附图说明

构成本实用新型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是本实用新型一种具有伸缩功能的悬臂辊装置剖视的结构示意图；

图2是本实用新型图1的X部详图；

图3是本实用新型图1的B部详图；

图4是本实用新型图1的C部详图；

图5是本实用新型图1的A-A剖视图；

图6是本实用新型组合轴承装配的结构示意图。

附图标记：

1、空心轴；101、高温段；102、低温段；103、端板；2、支撑轴承组件；3、驱动电机；4、移动框架；5、支架；6、配带法兰板的组合轴承；7、配带法兰板且具有导向功能的组合轴承；8、导轨；81、垫块；82、调节螺栓；83、压块；84、固锁螺母；9、驱动缸；91、支座；10、进水管；1001、固定板；1002、不锈钢套；1003、旋转接头； 11、钢辊外套；111、空心腔；112、固定块；12、纤维套；13、钢管套；131、连接板； 14、密封槽；15、密封填料；20、炉墙。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

如图1-图6所示，本实用新型为一种具有伸缩功能的悬臂辊装置，包括空心轴1，贯穿炉墙设置且相对炉墙20前后移动，向前伸入到炉内设置，向后缩回到炉墙内设置，空心轴1在伸出状态为，位于炉内部分的外圈设有钢辊外套11，其直接受热且承重，采用耐热钢制成；

支撑轴承组件2，设在空心轴1远离炉内的一端，对空心轴1进行支撑，空心轴1 在驱动电机3的作用下沿其自身的轴线旋转，空心轴1又可前后移动，当悬臂辊伸入炉内时，悬臂辊作为输送辊道从炉外(或炉内)向炉内(或炉外)输送物料，完成输送任务后，悬臂辊就后退缩回到炉墙内；

进水管10，设在空心轴1的内部且随空心轴1转动设置，内部冷却水流动，对空心轴1进行冷却，本结构中，此空心轴1为水冷悬臂辊结构时，从悬臂辊位于炉外的端部通入冷却水，本结构也可应用在非水冷辊结构上；水管10突出空心轴的部分与旋转接头连接且相对旋转接头转动连接，实现了进水管10的转动，同时保证了与旋转接头在外部连接的冷却水进水管和出水管的固定不动。

优选地，钢辊外套11的内圈设有多个平行设置的环形空心腔111，以减少传热面积，并为钢辊外套11在空心轴1上提供热胀冷缩的空间，空心腔111在钢辊外套11的内圈沿其轴线方向从头到尾均布设置，空心腔111靠近空心轴1的一侧设有倒角，另一侧设有圆角，方便进行加工和制作，钢辊外套11与空心轴1通过固定块112定位，靠近炉内一端的固定块112分别与空心轴1和钢辊外套11焊接为一体设置，钢辊外套11的另一端的固定块112则仅与空心轴1焊接为一体设置。

优选地，空心轴1的外圈靠近钢辊外套11的一端设有保温用的纤维套12，纤维套12的外圈设有对其定位且对其防护的钢管套13，保护纤维层在运动过程中不被损坏，钢管套13的外径大于钢辊外套11的外径，炉墙上设有预留孔，预留孔的直径大于钢管套 13的直径设置，空心轴1在预留孔内做前后伸缩运动。

优选地，钢管套13在轴向的两端设有连接板131，连接板131的一端与空心轴1的外圈固定连接，另一端与钢管套13的内壁固定连接，纤维套设在钢管套13、空心轴1 和连接板131形成的空腔内，钢管套13轴线方向的长度大于钢辊外套轴线方向的长度。

优选地，钢管套13远离钢辊外套11的一端设有密封槽14，密封槽14的内圈设有与钢管套13的外圈贴合并对其密封的密封填料15，密封槽14通过转接板与炉墙固定连接，保证悬臂辊与炉体之间的密封性能。

优选地，空心轴1包括焊接为一体的高温段101和低温段102，高温段101相对穿过炉墙设置且前后移动，低温段设在炉墙远离炉内的一侧，低温段也相对炉墙20前后移动，低温段102的左极限位置位于炉墙20的右侧，支撑轴承组件2设在低温段的两端，驱动电机3固设在低温段102的尾端，驱动电机3通过减速机驱动空心轴1旋转，保证空心轴1稳定的转动，而且使得结构更加紧凑。

优选地，支撑轴承组件2数量为两个，支撑轴承组件2包括轴承座和支撑架，轴承座内设有与空心轴1配合的调心滚子轴承，两个轴承座的下端均与支撑架固定连接，支撑架设在移动框架4上，移动框架4由驱动缸9驱动带动空心轴1前后伸缩，驱动缸9 可以是为气缸或油缸，或者电动推缸，电机丝杠等其他等效结构，驱动缸9的一端铰接在支座91上，支座91固设在地基上，另一端与移动框架4铰接设置。

优选地，移动框架4的下端设有组合轴承，与组合轴承对应设置的有导轨8，导轨8固定设置，组合轴承相对导轨8的竖直中心线对称设置，导轨8为工字形结构，组合轴承在导轨8两侧转动连接在支架5上，组合轴承分为配带法兰板的组合轴承6和配带法兰板且具有导向功能的组合轴承7，配带法兰板的组合轴承6的数量为多个，其中一根轨道上设置具有导向功能的组合轴承7用来进行导向，支架5的上端与移动框架固锁设置，导轨8上下同宽设置，上下内表面经加工后适宜做组合轴承的导轨8，此导轨8也可采用工字钢直接加工而成，在实际使用的过程中，导轨8固锁在垫块81上，垫块81设置在地基面上，导轨8长度方向的两端设有调节螺栓82，调节螺栓82的一端穿过导轨8 后与垫块81螺纹连接，调节螺栓82向上突出导轨8的部分设有压块83，压块83的上端设有两个固锁螺母84，此结构在垫块81与导轨8之间增加垫片，并相应调整调节螺栓82的上下位置，即可实现导轨8上下位置的微量调节，保证导轨8与组合轴承、支撑轴承组件2以及驱动缸9实现高度的配合，一定程度上弥补加工误差，提升了装配的工作效率。

优选地，一个移动框架4的上端可匹配设置多个支撑架设置，移动框架4的下端匹配设置多个组合轴承；组合轴承可用滚轮+轴承+法兰板的组合结构代替，组合轴承是市购品，可直接从市场上购买，如果悬臂辊数量较少，相应移动框架4的宽度较窄，那对应的组合轴承也可以相应减少，根据承载的多少进行调整。

优选地，空心轴1的靠近炉内一端的内部设有对空心轴进行封闭的端板103，端板103远离炉内的一侧设有固定板1001，进水管10的一端加装不锈钢套1002并通过固定板1001支撑，进水管10的另一端穿过空心轴1设置并与固设在空心轴1端部的旋转接头1003转动连接，进水管10靠近驱动电机3的一端设有冷却水的进口和出口，用来循环冷却。

在实际的使用过程中，悬臂辊的壁厚较厚，而且长度较长，采用本实用新型可有效减少散热损失。需要送料的时候，首先驱动缸9的活塞杆伸出，悬臂辊进入炉内，然后，驱动电机3启动，带动空心轴1旋转，完成输送任务后，驱动缸9的活塞杆缩回，悬臂辊及时缩回到炉墙内，高温和低温区分设置，对结构是一种保护，可提升结构的使用寿命，而且高低温区分设置后，结构设计合理，非高温部分可采用普通的材质，降低了整个结构的成本，更加方便维护，降低了维护成本，本结构提供了一种国内首创的用于步进炉上具有伸缩功能的悬臂辊装置，实践证明可有效减少热量损失，节约能源。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种具有伸缩功能的悬臂辊装置，其特征在于：包括空心轴，贯穿炉墙设置且相对炉墙前后移动，向前伸入到炉内设置，向后缩回到炉墙内设置，所述空心轴在伸出状态为，位于炉内部分的外圈设有钢辊外套；

支撑轴承组件，设在所述空心轴远离炉内的一端，对所述空心轴进行支撑，空心轴在驱动电机的作用下沿其自身的轴线旋转；

进水管，设在所述空心轴的内部且随所述空心轴转动设置，内部冷却水流动，对空心轴进行冷却。

2.根据权利要求1所述的一种具有伸缩功能的悬臂辊装置，其特征在于：所述钢辊外套的内圈设有多个平行设置的环形空心腔，减少传热面积并为所述钢辊外套在空心轴上提供热胀冷缩的空间。

3.根据权利要求1所述的一种具有伸缩功能的悬臂辊装置，其特征在于：所述空心轴的外圈靠近所述钢辊外套的一端设有保温用的纤维套，所述纤维套的外圈设有对其定位且对其防护的钢管套，所述钢管套的外径大于所述钢辊外套的外径，所述炉墙上设有预留孔，所述预留孔的直径大于所述钢管套的直径设置，所述空心轴在所述预留孔内做前后伸缩运动。

4.根据权利要求3所述的一种具有伸缩功能的悬臂辊装置，其特征在于：所述钢管套在轴向的两端设有连接板，所述连接板的一端与所述空心轴的外圈固定连接，另一端与所述钢管套的内壁固定连接，所述纤维套设在所述钢管套、空心轴和连接板形成的空腔内，所述钢管套轴线方向的长度大于所述钢辊外套轴线方向的长度。

5.根据权利要求3所述的一种具有伸缩功能的悬臂辊装置，其特征在于：所述钢管套远离所述钢辊外套的一端设有密封槽，所述密封槽的内圈设有与所述钢管套的外圈贴合并对其密封的密封填料，所述密封槽通过转接板与炉墙固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种具有伸缩功能的悬臂辊装置，其特征在于：所述空心轴包括焊接为一体的高温段和低温段，所述高温段相对穿过炉墙设置且前后移动，所述低温段设在所述炉墙远离炉内的一侧，所述支撑轴承组件设在所述低温段的两端，所述驱动电机固设在低温段的尾端，所述驱动电机通过减速机驱动空心轴旋转。

7.根据权利要求6所述的一种具有伸缩功能的悬臂辊装置，其特征在于：所述支撑轴承组件数量为两个，所述支撑轴承组件包括轴承座和支撑架，所述轴承座内设有与空心轴配合的调心滚子轴承，两个轴承座的下端均与所述支撑架固定连接，所述支撑架设在移动框架上，所述移动框架由驱动缸驱动带动空心轴前后伸缩。

8.根据权利要求7所述的一种具有伸缩功能的悬臂辊装置，其特征在于：所述移动框架的下端设有配带法兰板的组合轴承，与所述组合轴承对应设置的有导轨，所述导轨固定设置，所述组合轴承相对导轨的竖直中心线对称设置，所述导轨为工字形结构，所述组合轴承在导轨两侧转动连接在支架上，所述支架的上端与所述移动框架固锁设置。

9.根据权利要求8所述的一种具有伸缩功能的悬臂辊装置，其特征在于：一个所述移动框架的上端可匹配设置多个支撑架设置，所述移动框架的下端匹配设置多个组合轴承；其中一根轨道上设置具有导向功能的组合轴承；所述组合轴承可用滚轮+轴承+法兰板的组合结构代替。

10.根据权利要求1所述的一种具有伸缩功能的悬臂辊装置，其特征在于：所述空心轴的靠近炉内一端的内部设有对所述空心轴进行封闭的端板，所述端板远离炉内的一侧设有固定板，进水管的一端加装不锈钢套并通过所述固定板支撑，所述进水管的另一端穿过空心轴设置并与固设在空心轴端部的旋转接头转动连接，所述进水管靠近驱动电机的一端设有冷却水的进口和出口，用来循环冷却。

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