PL177884B1 - Walec odlewniczy instalacji ciągłego odlewania metali na jednym lub pomiędzy dwoma walcami - Google Patents

Abstract

1. Walec odlewniczy instalacji ciaglego odlewania metali na jednym lub pomiedzy dwoma walcami, zawierajacy piaste i plaszcz, rozmieszczone wspólosiowo oraz urzadzenia laczace plaszcz z piasta, zawie- rajace elementy polaczenia poosiowego, ele- menty polaczenia przy obrocie oraz elementy podpierajace i centrujace promieniowo plaszcz na piascie, znamienny tym, ze ele- menty polaczenia poosiowego posiadaja ograniczniki (4) przesuwu poosiowego plaszcza (3) po piascie (2) umieszczone w plaszczyznie (P) wyraznie srodkowej wzgle- dem osi walca oraz elementy centrujace, za- wierajace sprezyste stozkowe elementy cen- trujace (34, 51, 35, 61), które centruja wylacznie obrzeza plaszcza (3) wzgledem piasty (2). F I G .1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest walec odlewniczy instalacji ciągłego odlewania metali, w szczególności stali, na jednym lub pomiędzy dwoma walcami, przy czym walec ten wyposażony jest w piastę i płaszcz rozmieszczone współosiowo, elementy połączenia płaszcza i piasty, na które składają się elementy łączące przy obrocie oraz elementy podpierające i centrujące płaszcz na piaście.

177 884

Znane są metody odlewania zwane odlewaniem ciągłym pomiędzy walcami, pozwalające uzyskiwać metalowe wyroby o małej grubości, jak np. cienkie taśmy o grubości kilku milimetrów, w szczególności stalowe, bezpośrednio drogą odlewania roztopionych metali. Metody te polegają na wlewaniu roztopionego metalu do przestrzeni, która tworzy się pomiędzy dwoma chłodzonymi walcami odlewniczymi o równoległych osiach i dwiema bocznymi ściankami zamykającymi, umieszczonymi na ogół na frontowych powierzchniach końców tych walców. Metal krzepnie stykając się z powierzchniami walców, które obracają się w przeciwnych kierunkach, wskutek czego spomiędzy nich wychodzi taśma z co najmniej częściowo zakrzepłego metalu o grubości równej odległości pomiędzy walcami. Metoda ta pozwala na uzyskiwanie cienkch taśm metalowych, zwłaszcza ze stali, bezpośrednio ze stopionego metalu, bowiem mała grubość tych taśm umożliwia ich bezpośrednie walcowanie na zimno. Znane są także inne metody odlewania stosowane w celu uzyskania jeszcze cieńszych wyrobów polegające na wylewaniu płynnego metalu na powierzchnię jednego tylko wirującego walca. Stykając się z nią metal krzepnie całkowicie tworząc ciągłą taśmę metalową.

Znane walce, stosowane przy tych metodach odlewania, są na ogół chłodzone od wewnątrz, posiadają piastę i płaszcz umieszczone współosiowo, oraz elementy łączące płaszcz z piastą przy obrocie i przesuwaniu poosiowym, a także elementy podpierające i centrujące płaszcz na piaście.

Walce tego rodzaju są opisane np. w dokumencie FR-A-2654372. Dokument ten opisuje walec wyposażony w piastę, na której opiera się płaszcz wykonany z materiału dobrze przewodzącego ciepło, jak np. stop miedzi. Płaszcz mieści w sobie kanały obiegu płynu chłodzącego i jest umocowany na piaście w strefie środkowej /mierząc poosiowo/ przy zastosowaniu mechanicznego połączenia w kształcie litery T bądź na jaskółczy ogon. Połączenie to zapewnia osiowe ustawienie płaszcza na piaście i przekazywanie jej ruchu obrotowego na płaszcz. Ten sposób połączenia zastosowano również celem uniemożliwienia promieniowego odchylania się płaszcza od piasty pod wpływem rozszerzania się termicznego. Dla uniknięcia skutków tego rozszerzania na obrzeżach płaszcza, te ostatnie są także podtrzymywane przez koliste pierścienie oporowe umieszczone w taki sposób, by uniemożliwić promieniowe przemieszczenia obrzeży, pozostawiając im równocześnie możliwość przemieszczeń w kierunku poosiowym.

Takie rozwiązanie prowadzi jednakże do wykonania płaszcza o znacznej masie niezbędnej dla zapewnienia jego połączenia z piastą, co czyni płaszcz kosztownym tym bardziej, że procesy obróbki niezbędnej dla jego połączenia i zamocowania na paście wymagają wielkiej precyzji. Ponadto połączenie w kształcie litery T bądź na jaskółczy ogon wymaga, by płaszcz miał dużą grubość w swej części środkowej i raczej małą na obrzeżach; te istotne zmiany przekroju powodują że odkształcenia płaszcza podczas rozszerzania są nieregularne.

Opracowano również inne sposoby wykonania walców odlewniczych. Dokument IP-A-04 224054 przedstawia np. walec złożony z płaszcza oraz dwóch połówek piasty. Rozwiercenie płaszcza jest dwustożkowe, a dwie połówki piasty posiadają zbieżność stożkową uzupełniającą względem zbieżności rozwierceń płaszcza, opartego o nie na całej swej długości. Piasty są ze sobą połączone sprężystymi elementami łączącymi, działającymi w kierunku poosiowym walca, których zadaniem jest zapewnienie styku płaszcza z piastami nawet po promieniowym rozszerzeniu się płaszcza. Celem tego sposobu wykonania jest uniemożliwienie przerwania styku płaszcza z piasta pod wpływem cyklicznych odkształceń termicznych płaszcza. W takim układzie napędzanie płaszcza przez piasty następuje przez tarcie na powierzchniach stożkowych i nie można wykluczyć utraty styku pod wpływem odkształceń promieniowych i poosiowych, wynikłych z rozszerzania, przy czym odkształcenia te są różne na obwodzie, co powoduje ryzyko zaburzeń w napędzaniu, tym większe jeśli płaszcz podlega termicznemu wybrzuszeniu.

Ponadto, przy tym sposobie wykonania, utrzymanie umiejscowienia płaszcza w kierunku poosiowym walca jest zależne od symetryczności przemieszczeń połówek piasty. Jeśli przemieszczenia te są ściśle symetryczne, to następuje poosiowe przemieszczanie płaszcza

177 884 względem jego początkowego położenia. Przemieszczanie takie jest niekorzystne dla zachowania niezbędnej szczelności na styku obrzeży płaszcza z bocznymi ściankami zamykającymi przestrzeń, do której wlewa się roztopiony metal. Ścianki te winny zapewnić szczelność tej przestrzeni na obrzeżach walców poprzez styk z czołowymi powierzchniami końców płaszcza. A zatem, w instalacji odlewania pomiędzy dwoma walcami nie jest możliwe zachowanie niezbędnego styku ścianki zamykającej z obrzeżami płaszcza, jeśli osiowe przemieszczenia dwóch walców nie są identyczne.

Ogólnie rzecz biorąc można stwierdzić, że płaszcze walców mają tendencję do odkształceń, zwłaszcza pod wpływem rozszerzania termicznego, a jeśli sposób zamocowania płaszczy do piast nie jest optymalny, wówczas pod naciskiem materiału odlewanego pojawiają się zakłócenia obrotu płaszczy, który nie jest już ściśle regularny i centryczny, co można wytłumaczyć zjawiskiem „bicia poprzecznego”. Zakłócenia te mogą poważnie zaszkodzić jakości odlewu powodując na jego powierzchni wady geometrii i metalurgii.

Z drugiej strony, jeśli podparcie i centryczność nie są zapewnione przez te same elementy, niezależnie od stanu rozszerzania się płaszcza, to wykonana na zimno obróbka kształtu płaszcza nadająca mu doskonałą centryczność względem osi obrotu, może okazać się nie centryczna na gorąco, w wyniku zmiany podpór. Celem niniejszego wynalazku jest rozwiązanie tych problemów, a w szczególności opracowanie ekonomicznej metody wykonania walców odlewniczych, zwłaszcza ich płaszczy, które są elementami podlegającymi zużyciu i winny być łatwo wymienialne, a także wykonalne jak najmniejszym kosztem dla zaoszczędzenia materiału i obróbki.

Celem wynalazku jest również zapewnienie ciągłego i niezmiennego podparcia płaszcza podczas odlewania, niezależnie od tego, czy walce są zimne, czy gorące, a w szczególności: zagwarantowanie dokładnej centryczności płaszcza na piaście, zarówno poosiowej jak i promieniowej, zapewnienie możliwie najdokładniejszej symetrii względem środkowej płaszczyzny walca, prostopadłej do jego osi, zapewnienie regularnego napędzania płaszcza przez piastę oraz ciągłego przekazywania momentu obrotowego pomino ewentualnych odkształceń płaszcza, ograniczenie naprężeń w płaszczu i w piaście nawet przy odkształceniach związanych z rozszerzalnością, zapewnienie oparcia obrzeży płaszcza, gdy podlega on wybrzuszeniu termicznemu, oraz zagwarantowania koncentryczności kształtu rozwiercania płaszcza względem osi obrotu zarówno na zimno jak i na gorąco.

Walec odlewniczy instalacji ciągłego odlewania na jednym lub pomiędzy dwoma walcami, zawierający piastę i płaszcz, rozmieszczone współosiowo, oraz urządzenia łączące płaszcz z piastą, zawierające elementy połączenia poosiowego, elementy połączenia przy obrocie oraz elementy podpierające i centrujące promieniowo płaszcz na piaście, według wynalazku charakteryzuje się tym, że elementy połączenia poosiowego posiadają ograniczniki przesuwu poosiowego płaszcza po piaście umieszczone w płaszczyźnie środkowej względem osi walca oraz elementy centrujące, zawierające sprężyste stożkowe elementy centrujące, które centrują wyłącznie obrzeża płaszcza względem piasty.

Korzystnie stożkowe elementy centrujące posiadają dwa pierścienie oporowe umieszczone centrycznie i przesuwnie na piaście, przy czym każdy pierścień posiada powierzchnię stożkową współpracuj ącą z rozwierceniem o kształcie ogólnie stożkowym, wykonanym na odpowiednim obrzeżu płaszcza, oraz sprężyste urządzenia ściągające, które ściągają ku sobie oba pierścienie oporowe.

Korzystnie urządzenia ściągające posiadają elementy sprężystego połączenia obu pierścieni oporowych, niezależne od piasty i płaszcza.

Korzystnie walec wyposażony jest w elementy dociskające, do wywierania nacisków poosiowych na ograniczniki.

Korzystnie ograniczniki posiadają zgrubienie pierścieniowe piasty oparte o zgrubienie pierścieniowe płaszcza.

Korzystnie elementy dociskające posiadają kołnierz sprężysty i łącznik odległościowy umieszczony pomiędzy płaszczem i piastą, oparty o zgrubienie pierścieniowe, przeciwległe

ΠΊ 884 względem uprzednio wspomnianego zgrubienia pierścieniowego i przykryty kołnierzem sprężystym.

Korzystnie łącznik odległościowy jest podzielony na segmenty w postaci licznych niezależnych elementów dociskających umieszczonych w podłużnych rowkach wykonanych na powierzchniach styku płaszcza z piastą.

Korzystnie pierścienie oporowe są połączone przy obrocie z piastą

Korzystnie co najmniej jedna ze stożkowych powierzchni styku płaszcza z pierścieniami na przednim krańcu płaszcza posiada zatoczenie ukształtowane tak, że w strefie tego zatoczenia wspomniane powierzchnie stożkowe są od siebie oddalone.

Korzystnie elementy sprężystego połączenia pierścieni oporowych posiadają ściągi oraz elementy sprężynujące.

Dzięki wynalazkowi, poosiowa i promieniowa centryczność ustawienia płaszcza na piaście jest zapewniona przez te same elementy, niezależnie od rozszerzania się płaszcza. W rezultacie, dzięki umieszczeniu ograniczników poosiowych w środkowej płaszczyźnie cylindra, odkształcenia poosiowe wynikające z rozszerzania się płaszcza rozkładają się równo po obu stronach tej płaszczyzny, co gwarantuje dokładne i niezmienne umiejscowienie płaszcza, a zatem i optymalną symetrię powierzchni odlewania względem wspomnianej płaszczyzny środkowej.

Z drugiej strony, stożkowe elementy centrujące zapewniają centryczne położenie obrzeży płaszcza, a zatem także całego płaszcza, niezależnie od jego poosiowego położenia. Łatwo zatem zrozumieć, że wynalazek, rozdzielając funkcje centrowania poosiowego i promieniowego pozwala na najdokładniejsze z możliwych umiejscowienie płaszcza względem całego zespołu instalacji odlewniczej niezależnie od rozszerzania się lub wybrzuszenia płaszcza.

Z drugiej strony fakt, że płaszcz nie jest sztywno zamocowany na piaście w jej strefie środkowej eliminuje konieczność pogrubienia płaszcza i jego specjalnej obróbki. W rezultacie przekrój płaszcza jest bardziej regularny na całej jego długości, co zmniejsza ryzyko nieregularnego odkształcania jego powierzchni pod wpływem rozszerzania.

Zgodnie ze szczególną cechą wynalazku, stożkowe elementy centrujące posiadają, dwa pierścienie oporowe centryczne i przesuwne względem piasty z możliwie najmniejszym luzem, przy czym przesuwność ta jest zapewniona dzięki takim środkom, jak żywica ułatwiająca poślizg bądź smarowane olejem łożysko.

Każdy z pierścieni oporowych posiada powierzchnię stożkową współpracującą z rozwierceniem o kształcie ogólnie stożkowym, wykonanym na odpowiednim obrzeżu płaszcza, oraz sprężyste urządzenia ściągające ku sobie oba pierścienie oporowe.

Zaleca się, by te urządzenia ściągające posiadały elementy sprężystego połączenia obu pierścieni oporowych, niezależne od piasty i płaszcza. W efekcie siły oddziaływania pierścieni oporowych na obrzeża płaszcza są równe, co gwarantuje dokładną symetryczność sił oddziałujących na płaszcz.

Zgodnie z inną szczegółową cechą wynalazku, która ma na celu zapewnienie połączenia płaszcza z piastą przy obrocie, walec wyposażony jest w elementy dociskające przeznaczone do wywierania nacisków poosiowych na ograniczniki. Elementy te są tak dobrane, by siła tarcia płaszcza o piastę na ogranicznikach była wystarczająca dla zapewnienia - przynajmniej częściowego - wprawiania płaszcza przez piastę w ruch obrotowy.

Według innej z cech wynalazku, którą można traktować jako uzupełnienie bądź zastąpienie wspomnianych elementów dociskających, pierścienie oporowe są połączone przy obrocie z piastą a dzięki temu połączeniu przy obrocie oraz połączeniu poprzez tarcie obrzeży płaszcza o wspomniane pierścienie oporowe, te ostatnie przenoszą co najmniej częściowo, moment obrotowy z piasty na płaszcz.

Zaleca się, by co najmniej jedna ze stożkowych powierzchni styku płaszcza z pierścieniami, przy frontowych końcach płaszcza posiadała zatoczenie wykonane w taki sposób, by w strefie tego zatoczenia wspomniane powierzchnie stożkowe były odsunięte od siebie na zimno i zbliżały się ku sobie na gorąco, gdy płaszcz podlega termicznemu wybrzuszeniu. Cecha ta

177 884 umożliwia zachowanie, a nawet powiększenie powierzchni styku wspomnianych powierzchni stożkowych podczas odkształcenia się płaszcza w wyniku wybrzuszenia termicznego. W efekcie, o ile te powierzchnie stożkowe płaszcza i piasty mają dokładnie taką samą zbieżność oraz tworzącą dokładnie prostoliniową w stanie nienagrzanym, to podczas wybrzuszenia termicznego płaszcza powstaje pewne odkształcenie zlokalizowane głównie na obrzeżach płaszcza, dążących do obrócenia się wokół siebie samych, powodując tym samym zmniejszenie zbieżności stożkowych powierzchni płaszcza. W następstwie, stożkowy styk płaszcza z pierścieniem oporowym zmniejsza się stopniowo aż do styku wzdłuż jednej linii kołowej, tylko na frontowych krańcach płaszcza. Ten zmniejszony styk jest niekorzystny dla dokładnie centrycznego poosiowego ustawienia płaszcza oraz dla dobrego wprawienia płaszcza w ruch obrotowy.

Zgodnie z wynalazkiem zatoczenie pozwala uniknąć tego zmniejszenia strefy styku przemieszczając, podczas odkszatłcenia w postaci wybrzuszenia, tę strefę styku w kierunku krańców obrzeży płaszcza, jednakże bez powodowania odsunięcia od siebie stożkowych powierzchni styku w ich strefie bliższej środkowej płaszczyzny walca, bądź ewentualnie minimalizując to odsunięcie.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia walec odlewniczy w półprzekroju według płaszczyzny promieniowej; fig. 2 - część fig. 1 oznaczoną literą A w powiększonej skali; fig. 3 - walec w częściowym przekroju wzdłuż osi III-III części uwidocznionej na fig. 2; fig. 4 - walec w uproszczonym schemacie z uwidocznionym wzajemnym położeniem płaszcza, pierścieni oporowych oraz piasty, na zimno; fig. 5 - walec w ujęciu jak na fig. 4, lecz w stanie na gorąco, po termicznym wybrzuszeniu płaszcza.

Walec odlewniczy uwidoczniony na fig. 1 składa się z: wału 1 połączonego z mechanizmem obracającym, nie pokazanym, piasty 2 sztywno połączonej z wałem 1 np. poprzez zaciśnięcie skurczowe i/lub połączenie klinowe, obrobionej skrawaniem po montażu na wale, współosiowo z tym ostatnim, płaszcza 3 z materiału dobrze przewodzącego ciepło, jak miedź lub jej stopy, przy czym płaszcz jest współosiowy z piastą 2 i stanowi wymienną część walca, elementów połączenia poosiowego płaszcza z piastą, na które składają się ograniczniki poosiowe 4, elementów podpierających i centrujących płaszcz 3 na piaście 2, wyposażonych w szczególności w pierścienie oporowe 5, 6 umieszczone pomiędzy piastą 2 i obrzeżami płaszcza oraz z elementów łączących płaszcz z piastą przy obrocie, złożonych, jak to się okaże poniżej, z pierścieni oporowych 5 i 6 wraz z ich elementami łączącymi z jednej strony i z drugiej strony z ograniczników poosiowych 4 oraz z elementów dociskających do tych ograniczników Płaszcz 3, blisko swej powierzchni zewnętrznej 31, posiada kanały chłodzące 32 połączone na swych końcach z kanałami 7 i 8 zasilania i powrotu głównego obwodu, nie uwidocznionego obiegu płynu chłodzącego. Taki obwód chłodzący został opisany w stanie techniki wspomnianym wyżej. Piasta 2 posiada część środkową 21 o średnicy większej niż średnice jej poosiowych końcówek 22 i 23. Ta środkowa część 21 piasty 2 posiada zgrubienie pierścieniowe 24 umieszczone na płaszczyźnie P, prostopadłej do jej osi 11 i przechodzącej wyraźnie przez jej środek. Płaszcz 3 posiada wewnątrz odpowiednie zgrubienie pierścieniowe 33 umieszczone również na płaszczyźnie P. Centryczność ustawienia płaszcza 3 na piaście 2 względem kierunku osi 11 jest zapewniona poprzez oparcie zgrubienia pierścieniowego 33 płaszcza na zgrubieniu pierścieniowym 24 piasty, co dokładnie określa umiejscowienie płaszcza względem piasty, a zatem również względem całej instalacji odlewania. Symetryczność położenia płaszcza względem środkowej płaszczyzny walca jest w ten sposób zapewniona i zachowana nawet wówczas, gdy płaszcz rozszerza się poosiowo w toku odlewania, ponieważ przemieszczenia obrzeży płaszcza wywołane tym rozszerzaniem odbywają się symetrycznie względem wspomnianej środkowej płaszczyzny. Promieniowa centryczność ustawienia płaszcza na piaście jest zapewniona przez stożkowy sprężysty układ centrujący 9 oddziaływujący wyłącznie na obrzeża płaszcza. Ten układ centrujący składa się z dwóch pierścieni oporowych 5 i 6, umieszczonych centrycznie na końcowych odcinkach 22 i 23 piasty i ślizgających się po nich praktycznie bez luzu. Każdy z pierścieni oporowych posiada część stożkową 51 i 61, która

177 884 współpracuje z zatoczeniem 34 i 35, również o kształcie stożkowym i o tej samej zbieżności, wykonanym w obrzeżu płaszcza 3. Pierścienie oporowe 5 i 6 są przyciągane ku sobie przez sprężyste urządzenia ściągające działające w kierunku poosiowym walca, celem oparcia części stożkowych 51 i 61 pierścieni oporowych o stożkowe rozwiercenia 34 i 35 płaszcza, aby zapewnić jego centryczność oraz podparcie jego obrzeży. Należy zaznaczyć, że stożkowy styk pomiędzy płaszczem i pierścieniem oporowym jest zapewniony wyłącznie na obrzeżach płaszcza. Promieniowa centryczność ustawienia płaszcza na piaście jest zatem zapewniona głównie przez obrzeża płaszcza co, jak to zostanie bardziej szczegółowo wyjaśnione poniżej, pozwala zachować centryczność nawet wówczas, gdy środkowa część płaszcza odsuwa się na gorąco - od piasty na skutek termicznego wybrzuszenia związanego z rozszerzaniem.

Sprężyste urządzenia ściągające pierścieni oporowych mogą mieć postać elementów ciągnących pierścienie oporowe w kierunku części środkowej 21 piasty działających niezależnie na każdy pierścień. Zaleca się, by - jak to uwidoczniono na fig. 1 - te urządzenia ściągające posiadały sprężyste elementy łączące pierścienie oporowe, pomiędzy sobą i utworzone przez zespół ściągów 71 rozmieszczonych obwodowo, łączących pierścienie oporowe przechodząc swobodnie przez otwory 25 wywiercone w środkowej części 21 piasty. Na fig. 2 widać, że ściągi 71 przechodzą przez otwory 72 pierścieni oporowych 5 i 6 i posiadają, na swych końcach nakrętki regulacyjne 73.

Sprężyste elementy takie jak np. podkładki sprężynujące 74 są umieszczone pomiędzy nakrętką 73 i pierścieniem oporowym 5 w taki sposób, że oddziałują siłą, przyciągającą pierścienie oporowe ku sobie, pozwalając jednak na ich rozsunięcie. Siła rozciągająca jest regulowana nakrętkami 73 w taki sposób, by nacisk wywierany przez pierścienie oporowe na stożkowe rozwiercenia płaszcza był wystarczający dla uniemożliwienia poślizgu obrotowego umożliwiając jednocześnie lekki poślizg w kierunku poosiowym w stanie nagrzanym, gdy wymiary rozwiercenia stożkowego zmieniają się wskutek rozszerzania się płaszcza.

Siła przyciągająca pierścienie oporowe ku sobie może być zapewniona przez zestaw siłowników i może być regulowana w zależności od warunków odlewania /strumień cieplny do ewakuacji, odkształcenia płaszcza itd./. Pierścienie oporowe 5 i 6 wykonane są z materiału o dobrej jakości pod względem tarcia, dobrej odporności na korozję i wysokiej wytrzymałości mechanicznej, jak np. brązal lub podobny stop.

Zbieżność części stożkowej jest tak dobrana, by uzyskać nawrotność wzajemnych przemieszczeń pierścienia oporowego i płaszcza, co oznacza, że z jednej strony pierścienie oporowe mogą się zbliżać do siebie przy rozszerzaniu promieniowym płaszcza, a z drugiej strony skurcz promieniowy obrzeży płaszcza winien powodować odpychanie się od siebie pierścieni oporowych, ściskając podkładki sprężynujące 74. Zbieżność ta zostanie zatem określona w zależności od charakteru tarcia na styku powierzchni płaszcza i pierścienia oporowego oraz od siły oddziałującej na pierścienie oporowe w taki sposób, aby zminimalizować zjawisko histerezy pomiędzy rozszerzaniem i kurczeniem się, tzn. aby po powrocie walca do określonego stanu termicznego położenie pierścieni oporowych było możliwie najdokładniej takie same jakie zajmowały one poprzednio w tym samym stanie termicznym, niezależnie od rodzaju, wielkości i ilości przemieszczeń, które miały miejsce w międzyczasie. Można więc łatwo zrozumieć, że zbieżność powinna być wystarczająca dla uniknięcia blokowania pierścieni oporowych wewnątrz płaszcza, a zarazem wystarczająco mała, by pierścienie oporowe nie rozsuwały się pod działaniem sił wywoływanych naciskiem materiału w toku odlewania.

Centryczność ustawienia pierścieni oporowych 5 i 6 na końcowych odcinkach 22 i 23 osiowych piasty 2 zapewnia żywica 26, ułatwiająca poślizg, wciśnięta pomiędzy pierścienie oporowe i piastę. Rolę tę mogą także spełniać inne elementy takie jak łożyska lub uszczelki olejowe, które pozwalają zmniejszyć do maksimum luz pomiędzy piastą i pierścieniem oporowym, np. do rzędu 0,05 mm na średnicy, zachowując dobre warunki poślizgu poosiowego pierścieni oporowych po piaście celem uniknięcia zacierania się i związanych z tym zakłóceń ruchów pierścieni oporowych. Dla zapewnienia przeniesienia

177 884 momentu obrotowego z piasty na pierścienie oporowe można stosować jakiś system połączenia przy obrocie, np. kliny lub wpusty.

Zaleca się jednak, by pierścienie oporowe były połączone z piastą złączem zapewniającym ciągłość przenoszenia momentu, oznaczonym symbolem 27, np. typu „Flexacier”, które pozostawia jednocześnie swobodę przesuwu w kierunku poosiowym. Tak więc przeniesienie momentu obrotowego z piasty na płaszcz jest zapewnione poprzez ten system połączenia piasty z pierścieniem oporowym i przez siłę tarcia pomiędzy pierścieniami oporowymi i płaszczem. Zaleca się, by przeniesienie momentu sposobami opisanymi powyżej było uzupełnione napędem poprzez tarcie pomiędzy zgrubieniami pierścieniowymi piasty 24 i płaszcza 33. W tym celu walec posiada elementy dociskające powodujące oparcie zgrubienia pierścieniowego 33 płaszcza o zgrubienie pierścieniowe 24 piasty. Elementy te posiadają sprężysty kołnierz 28 przymocowany do piasty 2 i opierający się o płaszcz za pośrednictwem jednego lub wielu łączników odległościowych 81. Taki łącznik odległościowy może mieć postać ciągłej obręczy umieszczonej pomiędzy płaszczem 3 i środkową częścią 21 piasty 2. Zaleca się, by - jak to uwidoczniono na fig. 3 - łącznik odległościowy 81 był podzielony na segmenty tworząc szereg licznych, niezależnych elementów dociskających 82 w kształcie płytek umieszczonych w podłużnych rowkach wykonanych na powierzchniach styku płaszcza i piasty. Pozwala to zachować, co najmniej na zimno, styk pomiędzy płaszczem i piastą który zapewnia dodatkowo centryczność położenia płaszcza. Te elementy dociskające opierają się o drugie zgrubienie pierścieniowe 36 płaszcza, wykonane w pobliżu zgrubienia pierścieniowego 33 i przeciwległe względem niego. Rozwiązania te pozwalają nadać płaszczowi ciągłą formę o stałym przekroju na całej jego szerokości, co umożliwia maksymalne ograniczenie odkształceń na gorąco i pozwala na zachowanie ich symetryczności względem środkowej płaszczyzny P.

Jak to pokazano wyżej, podparcie oraz centryczność promieniowa płaszcza jest zapewniona głównie dzięki pierścieniom oporowym 5 i 6. Dla zapewnienia ciągłego oparcia płaszcza o stożkowe powierzchnie 51 i 61 pierścieni oporowych, nawet po wybrzuszeniu płaszcza, na zewnętrznych obrzeżach stożkowych rozwierceń płaszcza wykonano zatoczenie 37 w taki sposób, by płaszcz pozostawał oparty o pierścienie oporowe w ich strefie 38 w pobliżu środka walca, gdzie odchyłki spowodowane wybrzuszeniem i deformacją przekroju kołowego są małe /poniżej 0,1 mm/ oraz by zatoczona część płaszcza stopniowo dochodziła do oparcia się o pierścień oporowy, powiększając długość stożkowej powierzchni podparcia wówczas, gdy obrzeża płaszcza podlegają naprężeniom przyciągającym je ku osi walca, bądź wskutek wybrzuszenia termicznego, bądź pod naciskiem wywieranym przez odlewany produkt.

Obecnie, na podstawie fig. 4 i 5 zostanie opisane zachowanie się płaszcza podczas użytkowania walca. Na fig. 4 uwidoczniono schematycznie kształt i położenie płaszcza na zimno. Płaszcz jest oparty na pierścieniach 5 i 6 i centrycznie na nich ustawiony. Podczas odlewania płaszcz rozgrzewa się i rozszerza /zgodnie z kierunkiem strzałki F1/ tworząc wybrzuszenie termiczne /patrz fig. 5/ . Środkowa część płaszcza odchyla się promieniowo od piasty, lecz styk osiowego ogranicznika pomiędzy zgrubieniem pierścieniowym 33 płaszcza i zgrubieniem pierścieniowym 24 piasty zostaje zachowany. Podparcie i centryczność ustawienia płaszcza są wciąż zapewnione przez pierścienie oporowe. W miarę wzrostu temperatury, obrzeża płaszcza mają tendencję do obracania się wokół własnych osi /strzałka F2/ opierając równocześnie stopniowo części zatoczone płaszcza o stożkowe powierzchnie pierścieni oporowych, co nie doprowadza jednakże do przerwania styku w strefie 38 stożkowej powierzchni, ponieważ dokładny obrys zatoczenia został wcześniej określony przy pomocy modelu obliczeniowego odkształceń płaszcza pod wpływem nagrzania. Podczas tych różnorodnych odkształceń płaszcza, pierścienie oporowe podlegają przemieszczeniom zgodnie z kierunkami strzałek F3, celem ustawicznego dopasowywania się do zmian wymiarowych płaszcza.

Wynalazek nie ogranicza się do opisanych wyżej przykładowo wytycznych.

W szczególności zamiast umieszczać zatoczenie płaszcza na zewnętrznym obrzeżu stożkowego rozwiercenia płaszcza, może ono zajmować większą długość stożkowej powierzchni i

177 884 przybierać np. formę oporowej powierzchni toroidalnej o bardzo dużym promieniu. W tym przypadku, tworząca stożkowego rozwiercenia płaszcza nie jest prostoliniowa na całej swej długości, lecz przybiera postać krzywej o dużym promieniu, która podczas odkształceń płaszcza wskutek wybrzuszenia termicznego rozwija się w trakcie toczenia po stożkowej powierzchni pierścienia oporowego i dążąc do osiągnięcia kształtu linii prostej - zwiększa długość styku stożkowego.

Wynalazek ma również zastosowanie do walców odlewniczych dla ciągłego odlewania cienkich elementów metalowych na jednym walcu.

177 884

CO

C_D

A?

177 884

FIG. 4

FIG. 5

1ΊΊ 884

FK3.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Walec odlewniczy instalacji ciągłego odlewania metali na jednym lub pomiędzy dwoma walcami, zawierający piastę i płaszcz, rozmieszczone współosiowo oraz urządzenia łączące płaszcz z piastą, zawierające elementy połączenia poosiowego, elementy połączenia przy obrocie oraz elementy podpierające i centrujące promieniowo płaszcz na piaście, znamienny tym, że elementy połączenia poosiowego posiadają ograniczniki (4) przesuwu poosiowego płaszcza (3) po piaście (2) umieszczone w płaszczyźnie (P) wyraźnie środkowej względem osi walca oraz elementy centrujące, zawierające sprężyste stożkowe elementy centrujące (34, 51,35, 61), które centrują wyłącznie obrzeża płaszcza (3) względem piasty (2).
2. 2. Walec według zastrz. 1, znamienny tym, że stożkowe elementy centrujące (34, 51, 35, 61) posiadają dwa pierścienie oporowe (5, 6) umieszczone centrycznie i przesuwnie na piaście (2), przy czym każdy pierścień posiada powierzchnię stożkową (51, 61) współpracującą z rozwierceniem (34, 35) o kształcie ogólnie stożkowym, wykonanym na odpowiednim obrzeżu płaszcza (3), oraz sprężyste urządzenia ściągające, które ściągają ku sobie oba pierścienie oporowe.
3. 3. Walec według zastrz. 2, znamienny tym, że sprężyste urządzenia ściągające posiadają elementy (71, 73, 74) sprężystego połączenia obu pierścieni oporowych (5, 6), niezależne od piasty i płaszcza.
4. 4. Walec według zastrz. 1, znamienny tym, że jest wyposażony w elementy dociskające (28, 81), do wywierania nacisków poosiowych na ograniczniki (4).
5. 5. Walec według zastrz. 1, znamienny tym, że ograniczniki (4) posiadają zgrubienie pierścieniowe (24) piasty oparte o zgrubienie pierścieniowe (33) płaszcza.
6. 6. Walec według zastrz. 4, znamienny tym, że elementy dociskające posiadają kołnierz sprężysty (28) i łącznik odległościowy (81) umieszczony pomiędzy płaszczem (3) i piastą (2), oparty o zgrubienie pierścieniowe (36) przeciwległe względem zgrubienia pierścieniowego (33) i przykryty kołnierzem sprężystym (28).
7. 7. Walec według zastrz. 6, znamienny tym, że łącznik odległościowy (81) jest podzielony na segmenty w postaci licznych niezależnych elementów dociskających (82) umieszczonych w podłużnych rowkach wykonanych na powierzchniach styku płaszcza (3) z piastą (2).
8. 8. Walec według zastrz. 2, znamienny tym, że pierścienie oporowe (5, 6) są połączone przy obrocie z piastą (2).
9. 9. Walec według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jedna ze stożkowych powierzchni (34, 51) styku płaszcza (3) z pierścieniami (5, 6) na przednim krańcu płaszcza (3) posiada zatoczenie (37) ukształtowane tak, że w strefie tego zatoczenia stożkowe powierzchnie (34, 51) są od siebie oddalone.
10. 10. Walec według zastrz. 3, znamienny tym, że elementy sprężystego połączenia pierścieni oporowych (5, 6) posiadają ściągi (71) oraz elementy sprężynujące (74).