Печной ролик

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 10603 19) Т СССРТКРЫТИЙ САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ледовател ьски й институт металянко, В, В. ЛавА. Драницын о СССР1981.СССР1970.(.Ь ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ М А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к металлургическому оборудованию для нагрева проката и заготовок, и может наиболее эффективно использоваться в печах с роликовым подом, Цель изобретения состоит в повышении стойкости печного ролика. Печной ролик состоит из полой бочки 1 и опорных цапф 2. На наружной поверхности бочкиролика выполнена винтовая канавка 3. В нее уложена проволока, диаметр которой равен ширине канавки 3. 111 аг винтовой канавки 3 составляет 1,52,4, ширина и глубина 0,250,3 толщины бочки, что позволяет исключить концентрацию температурных напряжений в поверхностном слое бочки ролика и повысить его долговечность.з.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к металлургии, в частности к металлургическому оборудованию для нагрева проката и заготовок, и может быть использовано в печах с роликовым подом. 5 Цель изобретения - повышение стойкости ролика.На фиг.представлен ролик, общий вид;на фиг. 2 - бочки ролика, продольный разрез; на фиг. 3распределение температурных напряжений в сечении ролика.Пецной ролик состоит из полой бочки 1 и опорных цапф 2. На наружной поверхности бочки 1 ролика выполнена винтовая канавка 3 с шагом и, в которую уло жена жаропроцная проволока диаметром г).Проволока прикреплена к бочке 1 точечной сваркои. Шаг винтовой канавки п и ее ггубина а составляют 1,5 - 2,4 и 0,25 - 0,30 толшиныбоцки 1 соответственно. Радиус скругления в вершине канавки и ее ширина Ь связаны соотношением Ь = 2 г и равны соответственно О, 25 - 0,15 и 0,25 - 0,30 толщиныбочки 1. Винтовая канавка может быть выполнена многозаходной.Геометрические размеры винтовой канавки выбраны из следующих соображений.Проведенные экспериментальные и теоретические исследования температурного поля и термонапряженного состояния роликов показали, цто определяющим фактором, влияюшим цд их стойкость и долговецность, яв ляются температурные напряжения, которые в 10 - 15 раз выше напряжений от механической нагрузки. Максимальные осевые температурные напряжения, которые возникают в тонком поверхностном слое бочки при контакте нагретого ролика с холодным изделием, достигают 150 - 1 бО МПа, значительно (в 2- 3 раза) превышают предел текучести го материала бочки (упругий расчет) и являются причиной образования остаточного прогиба и растрескивация бочки.Для сушественного уменьшения температурных напряжений в бочке 1 на наружной поверхности выполнена винтовая канавка, вершина которой размещена на такой глубине, где температурные напряжения близки к нулю. Эта глубина составляет 82 мм 4 (фиг. 3), при толшинах бочек. изготовленных в настоягцее время, - 30 - 50 мм. Таким образом, глубина канавки составляет (О,5 - 0,30)1, цто позволяет избежать опасного увеличения напряжений в вершине канавки з счет концентрации напряжений. 50Шаг Ь винтовой канавки составляет 6 в -8 глубин канавки а или (1,5 - 2,4)1, так кяк а= (0,25 - 0,30)1, Экспериментальными исследованиями установлено, цто при Ьс с 1,51 значительно уменьшается плошадь контакта и возрастает контактное давление между изделием и бочкой, а это приводит к повреждению поверхности изделий и служит причиной брака. Экспериментальное исследование роликов с винтовыми канавками и расчет их термонапряженного состояния показьпают, что при увеличении шагов Ь более 2,4 разгрузочный эффект винтовой канавки сказывается незначительно и происходит сушественное возрастание температурных напряжений, которые при Ь - 2,4 .ревышают предел текучести материала бочки. Такие высокие напряжения вызывают остаточный прогиб бочки. Поэтому рациональным и;агом винтовой канавки является Ь =- (1,5 - 2,4). Радиус скруглеция в вершине канавки составляет (0,125 - 0,15)1, так как при уменьшении г менее 0,125 значительно возрастает коэффициент концентрации напряжений, цто вызывает разрушение бочки от значительных напряжений Увеличение радиуса г скругления вершины канавки более 0,15 приводит к уменьшению контактной коверхности ролика с изделием и к травмированию поверхности последнего.Учитывая соотношение между шириной канавки и радиусом скругления вершины Ь = - 2 г, получим, цто ширина канавки составляет (0,25 - 0,30) .Применение жаропэоцной проволоки, уложенной ца дно канавки, позволяет исклюцить теплообмец ее вершины с изделием и тем самым избежать температурных напря. жепий ца поверхности канавки. Диаметр про. волоки равен .пирине канавки, т.е. (0,25- О,ЗО) .Печной ролик работает следмкгци образом.Ролик, установленный в проходной печи. перед загрузкой в нее холодной садки имеет температуру в любой точке иперечного сечения, близкую к температуре раооцего пространства печк. При контакте нагретого ролика с холодной садкой хежлх ними происходит теглообмен и цархжцяя поверхность бочки охлаждается. За счет различного температурного удлинения наружных и внутренних слоев и суцествукщего стеснения их температурных дефорхаций в наружном слое ролика возникают значительные осевые температурные напряжения (фиг. 3), которые являются главной црицицой образования остаточного прогиба и рас трескивания боцки. Наличие на наружной поверхности боцки винтовой канавки с указанными выше геометрицескими размерами позволяет снять стеснение температурным деформациям, цто суцественцо снижает тех.пературные напряжения и тем самым новы- ает стойкость ролика.Предлагаемый печной ролик позволяет на 40 в 50 сократить расход роликов за счет уменьшения количества роликов, зямеценцых по причине остаточного прогиоя и разрушения ооцки.1310003 формула изобретения Составитель В. БелофастовРедактор М. Товтин Техред И. Верес Корректор А ЗимокосовЗаказ 1759,34 Тираж 544 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Рау шская наб д. 4,5Гроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у л. Г 1 роектная, 4 1. Печной ролик, содержаший жаропрочную полую бочку с винтовой канавкой на наружной поверхности и цапфы, от,гн чаюи 4 ийся тем, что, с целью повышения его долговечности за счет исключения остаточного прогиба и растрескивания бочки путем снижения температурных напряжений, винтовая канавка выполнена глубиной 0,25 -0,3,шириной 0,25 0,3 с радиусом скруггления вершины 0,125 0,15 и шагом 1,52 г 1 голгцины бочки. 2. Ролик по п. 1, от,гггчаюг 4 ггис.г тс и, что он снабжен размещенным в винтовой канавке экранирующим элементом, выполненным в виде спирали из жаропрочной проволоки, диаметр которой равен ширине канавки.