SU1126793A1 - Печной ролик - Google Patents

Abstract

ПЕЧНОЙ РОЛИК, содержащий водоохлаждаемые оси, цапфы и полую I бочку, контактирующую i своей внут- ренней поверхностью с наружной поверхностью цапф и закрепленную на них посредством штифтов, отличающийс  тем, что, с целью пговьшени  долговечности ролика, контактирукицие поверхности полой бочки и цапф выполнены с коническими участками со стороны торцов бочки, при этом отношение длины конического участка бочки к рассто нию от торца до фиксируюощх штифтов составл ет 0,6-0,8, а угол конусности равен 14-24. . г

Description

Изобретение относитс  к механическому оборудованию дл  термической обработки проката и может быть наиболее эффективно использовано в термических проходных печах с роликовым подом металлургических и машиностроительных заводов.

Известен печной ролик, состо щий из охлаждаемой оси и жаропрочной бочки, у которого, с целью повышеки  долговечности и обеспечени  свободной компенсации температур ных линейных расширений, ось вьшолнена с лысками. Бочка снабжена по торцам насаженными на лыски оси металлическими шайбами, в которые устанавливают стопорные пальцы дл  передачи крут щего момента Г1

Недостатком цечного ролика  вл етс  его низка  долговечность, так как во врем  эксплуатации охлаждаема  ось, шайбы и бочка имеют различные температуры и удлин ютс  в радиальном направлении на различную величину . Это приводит к перегрузке стопор ньш пальцев и их разрушению. Кроме того, образуютс  радиальные зазоры между шайбами и охлаждаемым валом, через которые происходит высьтание термоизол ционного порошка, что значительно увеличивает потери тепла с охлаждаемой водой.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  печной ролик, содержащий водоохлаждаемые оси, цапфы и полую бочку, контактирующую своей внутренней поверхностью с наружной поверхностью цапф и закрепленную на них посредством штифтов L2j . .

Недостатком известной конструкции  вл етс  низка  долговечность ролика из-за разрушени  кольцевого сварг ного шва и фиксирующих радиальных штифтов, которые происход т из-за различных радиальных и осевых удлинений и цапф, имекнцих неодинаковую температуру в месте соединени .

Цель изобретени  - повьш1ение- долговечности ролика.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что у печного ролика, содержащего водоохлаждаемые оси, цапфы и полую бочку, контактирующую своей внутренней поверхностью с наружной поверхностью цапф и закрепленную на них посредством штифтов, контактирующие поверхности полой бочки

выполнены с коническими участками со стороны торцов бочки, при этом отношение длины конического участка бочки к рассто нию от торца бочки до фиксирующих штифтов составл ет 0,6-0,8, а угол конусности равен 14-24 .

Такое конструктивное выполнение ролика снижает нагрузку, действующую на штифты вдоль оси бочки. Если при наличии сварного шва она была равна Р оС Е , ДТ F, то при наличии конического участка с уклоном fb

Р uiE . -а,Т. F.tg/«, где оС - температурный коэффициент линейного расширени , практически одинаковый дл  материала бочки и цапф;

Е - модуль упругости материала бочки; ДТ - разность температуры бочк

и цапфы ролика;

F - площадь поперечного сечени  бочки ролика в месте соединени  с цапфами. Значительное (в 5-8 раз ) уменьшение нагрузки способствует увеличени долговечности роликов.

Кроме того, такое конструктивное выполнение печного ролика позвол ет повысить долговечность ролика за счет увеличени  надежности соединени  цапф с бочкой, которое достигаетс  путем увеличени  нат га во врем  эксплуатации на коническом участке их соединени . Бочка ролика имеюща  более высокую температуру, чем цапфа, удлин етс  в осевом направлении на большую величину, что приводит к увеличению нат га на коническом участке соединени  по сравнению с цилиндрическим. Возрастание нат га увеличивает силы трени  при передаче крут щего момента, действующие на поверхности соединени , и повьшает надежность соединени  бочки с цапфами.

На фиг. I показан печной ролик в сборе; на фиг. 2 - узел соединени цапфы с бочкой.

Печной ролик состоит из двух цапф 1, соединенных с жаропрочной . полой бочкой 2 фиксирующими радиальными штифтами 3. Внутренн   поверхность полой бочки ролика с двух сторон имеет конические участки длиной образующей ВС а. Уклон наклона об разующей конического участка к горизонтальной плоскости составл е р 7-12, а угол конусности, сле довательно, 2/5 14-24 . Цапфы ролика в месте соединени  с бочкой имеют цилиндрический участок с дли ной образующей АВ и конический уча ток ВК. Уклон конического участка цапфы ВК такой же, как и у бочки 2 равен 7-12. Рассто ние от торца бочки до места установки штифтов 3 - DE Ь , а отношение B.C/DE « 06-0,8. Бочки и цапфы роликов изготавли вают из аустенитных жаропрочных сталей (например, дл  бочек - ст. 20Х25Н20С2, дл  цапф -ст. Х18Н9), дл  которых температурный коэффициент линейного расширени  при тем пературе эксплуатации С800-1000 С) практически одинаков и равен (18-20)МО- градГеометрические размеры соединени  бочки с цапфами были выбраны в результате экспериментальных исследований и проверки различных конструктивных решений в услови х эксплуатации. Установлено,: что бочка в месте ее соединени  с цапф ми имеет температуру на 20-30°С выше, чем последние. Это приводит сн тию нат га на цилиндрической поверхности не более, чем на 0,050 ,06 мм. Однако наличие коническог участка на поверхности соединени  приводит к увеличению нат га (на коническом участке ) за счет осевог смещени  конических поверхностей бочки и цапфы, имеющих различные т пературы. Длина участка ABC соедин . ии  цапфы с бочкой дл  роликов не превышает 400 мм, что приводит к увеличению нат га на 0,03-0,06 мм и возрастанию сил трени  на поверхности соединени . Дальнейшее увеличение нат га на коническом участке за счет увеличенр  2 /Ь более 24 приводит к значительному возрастанию сил, действующих на штифты, и их разрушению (срезу). Уменьшение 2 менее 14 и отношени  ВС/ДЕ 0,6 приводит к возрастанию нагрузок на штифты от крут щего момента за счет уменьшени  сил трени  между бочкой и цапфами. Печной ролик работает следующим образом. Цапфы 1 ролика во врем  эксплуатации имеют более низкую температуру , чем бочка 2, поэтому радиальное температурное удлинение цапф меньше, чем удлинени  бочки. Это приводит к уменьшению начального монтажного нат га на поверхности соединени  Однако кроме радиального происходит и осевое смещение поверхности соединени  бочки 2 и цапфы 1, что вы-зывает образование дополнительного радиального нат га на коническом участке ВС. Крут щий момент от цапфы 1 к бочке 2 передаетс  посредством сил трени  между ними и с помощью фиксирующих штифтов 3. Наличие конического участка ВС приводит к увеличению сил трени  и разгрузке штифтов от крут щего момента. Отсутствие кольцевого сварного шва и наличие ксшического участка уменьшает нагрузку на штифты в 5-8 раз, в результате применение предлоенного печного ролика позволит исключить поломки в местах соединени  бочки с цапфами и повысить срок его службы.

s:

Фиг.г

Claims (1)

1. ПЕЧНОЙ РОЛИК, содержащий водоохлаждаемые оси, цапфы и полую * бочку, контактирующуюiсвоей внутренней поверхностью с наружной поверхностью цапф и закрепленную на них посредством штифтов, отличающийся тем, что, с целью новьяпения долговечности ролика, контактирующие поверхности полой бочки и цапф выполнены с коническими участками со стороны торцов бочки, при этом отношение длины конического участка бочки к расстоянию от торца до фиксирующих штифтов составляет 0,6-0,8, а угол конусности равен 14-24®. .

   Λ

   I126793