一种托钢轮的制作方法

一种托钢轮
1.本发明涉及到固定在冷却器上的一种托钢轮，属于热轧棒材生产线的穿水冷却设备领域。
2.穿水冷却设备是目前热轧棒材生产线用来控制热轧棒材降温的标配设备，也是降低合金含量，提高热轧棒材质量，降低生产成本不可替代的设备。目前这类设备在使用过程中，因热轧棒材自重的原因，存在着难以克服的两个问题：即热轧棒材与冷却器内衬套下表面的接触磨损问题，和因热轧棒材偏离冷却器内孔中心而导致的热轧棒材冷却不均问题。
3.截止到目前，在国内外热轧棒材穿水冷却设备领域，并没有能将运动着的热轧棒材约束到冷却器内孔中心的机构或手段。业内已有的发明专利公开号cn102912097a，和实用新型专利公开号cn2524851y等等，都未提及到有类似的结构，专业文献检索的结果也未见有类似的报道。
4.本发明的目的是克服现有技术的不足，提供用在热轧棒材穿水冷却设备中，固定在冷却器上的一种托钢轮，能有效地解决目前存在的冷却器内衬套的磨损问题，和穿水冷却后的热轧棒材的冷却不均问题。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种托钢轮，包括：卡套在多个顺序布置的冷却器上，包括：轮架和铰接在轮架两侧耳轴上的连杆；所述的连杆下端的孔嵌入的滑动轴承对托轮的轴构成约束；连杆上端的孔与中部有径向贯穿螺孔的螺母销轴铰接在一起，螺母销轴通过活节螺丝与支点销轴相连接。
5.进一步地，连杆的下端孔嵌入有工程塑料材质的滑动轴承，这个带有唇边的滑动轴承与托轮的轴及其轴肩相对应，构成了满足托轮载荷特征要求的径向止推装配关系，托轮外表面的v型槽结构可限制热轧棒材的轴向窜动。
6.进一步地，连杆上部的孔与螺母销轴铰接，活节螺丝的螺纹端旋入螺母销轴中间的径向贯穿的螺孔中，活节螺丝有孔的一端，被支点销轴串在了轮架上部两个凸起支点孔的中间；抽出支点销轴并转动活节螺丝，就改变了螺母销轴与支点销轴之间的距离，连杆下部托轮的高度也相应地被改变，构成了托钢轮的托轮高度调节机构。
7.进一步地，托钢轮通过轮架卡套在冷却器的出口端；在冷却器出口端的外圆上，车出卡装轴用钢丝挡圈的沟槽，轮架内阶梯孔的小孔和大孔内径尺寸，分别根据冷却器出口端的外径和卡嵌在沟槽里的轴用钢丝挡圈的外圆尺寸，并按间隙配合来确定；组装后的托钢轮的轮架内阶梯孔的轴肩和拧紧在轮架上的紧定螺钉分别处在轴用钢丝挡圈的内外两侧，确保了托钢轮在冷却器上的可靠定位。
8.再进一步地，托钢轮通过轮架卡套在冷却器的入口端；在冷却器入口端外圆上车出阶梯状，对应的轮架的内孔也相应做出装配的阶梯孔，较大直径区间是两者的间隙配合段，与较小直径形成的轴肩可单向抵消两者的轴向力，并使两者在热轧棒材入口的端面上对齐；通过轮架上径向的螺孔，将带锁母的紧定螺钉拧进冷却器对应位置上的沟槽，确保了托钢轮在冷却器上的可靠定位。
9.进一步地，热轧棒材从多个顺序布置的冷却器中依次通过时，其重量就会落在冷却器之间的托轮上的v型槽中，热轧棒材在其重力和v型槽侧壁的共同作用下，被以机械限位的方式约束在冷却器的内孔中心；避免了热轧棒材与冷却器内衬套的直接接触，满足了
冷却器内衬套永不磨损的结构条件。
10.进一步地，热轧棒材被托轮以机械限位的方式约束在冷却器内孔的中心；因为热轧棒材周围冷却水中的任意质点的速度和温度的分布规律，与热轧棒材横断面上的温度场的分布规律都对称于冷却器内孔几何中心点，这就在结构上满足了热轧棒材冷却均匀所需要的工艺条件。
11.本发明的有益效果：热轧棒材在多个冷却器中穿过时，其重量落到设置在冷却器中间的托轮上，热轧棒材的重量在托轮v型槽的约束下始终处于冷却器内孔的中心，这就从根本上解决了目前普遍存在的问题：避免了热轧棒材与冷却器内衬套的直接接触，不会发生冷却器内衬套的磨损；热轧棒材周围冷却水中任意点的流速和温度，仅与研究点到冷却器内孔的中心点的距离有关，说明冷却环境横断面的物理条件属于轴对称问题，注意到热轧棒材横断面也是轴对称的，两者对称中心轴相重合，所以热轧棒材冷却过程和冷却结果横断面上的温度分布也是轴对称的，热轧棒材横断面上的温度从高向低的传热结果只能是均匀的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面对本发明的实施例描述中用到的附图作简单的介绍。对于本领域技术人员来讲，不需要付出任何创造性劳动，就可以将此发明实施例的内容再现。
13.图1是卡套在冷却器上托钢轮的轴向视图。
14.图2是图1的n-n剖视图，表示卡套在冷却器的出口端部分。
15.图3是图2中的a部放大视图。
16.图4是图1的n-n剖视图，表示卡套在冷却器的入口端部分。
17.图5是图4中的b部放大视图。
18.图6是本发明结构的纵向总体示意图。
19.图中：1-轮架；2-连杆；3-滑动轴承；4-托轮；5-六角开槽螺母；6-开口销；7-螺母销轴；8-支点销轴；9-活节螺丝；10-冷却器；11-热轧棒材；12-轴用钢丝挡圈；13-紧定螺钉。
20.为了使本发明解决的技术问题，采用的技术方案和达到的技术效果更加清晰，下面结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步详细描述。显然，所描述的仅仅是发明的一部分实施例，而不是全部。基于发明中的实施例，本领域的技术人员在没有技术创在性劳动前提下很容易获得其它实施例，都属于本发明保护的范围。
21.如图1、图2、图4所示，本实施例提供一种托钢轮，是用于热轧棒材11穿水冷却设备中的冷却器10上。在热轧棒材11轧制过程中，热轧棒材在穿过冷却器10内孔过程中，与孔内流动的冷却水作热交换，实现快速降温的目的。因为冷却器10中的，冷却管内孔很长，由于冷却前的热轧棒材11的横断面上的温度场是均匀的，或者说是轴对称的；在冷却器10 内孔设计上，必须满足沿冷却长度方向上，横断面上的几何形状都是轴对称的，对称轴就是冷却器10的轴线，则孔内冷却水的速度场和温度场，沿冷却器10长度方向的分布规律，就一定是轴对称的。
22.本实施例提供的一种托钢轮，卡套在多个顺序布置的冷却器10上，包括：轮架1和铰接在轮架1两侧耳轴上的连杆2；所述的连杆2下端的孔嵌入的滑动轴承3对托轮4的轴构
成约束；连杆2上端的孔与中部有径向贯穿螺孔的螺母销轴7铰接在一起，螺母销轴7通过活节螺丝9与支点销轴8相连接。这是本实施例总体概况。
23.优选地，滑动轴承3的材质和润滑方式对于托轮4工作的可靠性有重要的意义，由于热轧棒材11轧制速度较高，托轮4的v型槽的工作直径较小，所以托轮4的转动速度很高。考虑热轧棒材11在穿水冷却设备中的冷却器10内孔中与冷却水进行换热时，用到了大量的冷却水，使滑动轴承3的工作环境就浸泡在冷却水中。其材质的选择，应该考虑利用冷却水作为润滑剂和冷却剂。连杆2的下端孔嵌入有工程塑料材质的滑动轴承3，这个带有唇边的滑动轴承3与托轮4的轴及其轴肩相对应，构成了满足托轮4载荷特征要求的径向止推装配关系，托轮4外表面的v型槽结构可限制热轧棒材11的轴向窜动。托轮4表面选用v型槽结构，是满足不同直径的热轧棒材11有理想的接触和对中的效果。
24.进一步地，热轧棒材11在冷却器10内孔通过并冷却时候时，需要借助布置在冷却器 10之间的托轮4的高度调整机构，来满足热轧棒材11轴线与冷却器10内孔中心相重合的要求。连杆2上部的孔与螺母销轴7铰接，活节螺丝9的螺纹端旋入螺母销轴7中间的径向贯穿的螺孔中，活节螺丝9有孔的一端，被支点销轴8串在了轮架1上部两个凸起支点孔的中间；抽出支点销轴8，转动活节螺丝9就改变了螺母销轴7与支点销轴8之间的距离，连杆2 下部托轮4的高度也相应被改变，构成了托钢轮的托轮4高度调节机构。采用活节螺丝9作为调节和定位的连接件的优点是，改变其拧入螺母销轴7的螺孔深度，相当改变了连接件的长度，所以托轮4高度任意可调。借助六角开槽螺母5和开口销6将连杆2压紧在轮架1和螺母销轴7的轴肩上；托钢轮工作时候，活节螺丝9带孔的一端套在了支点销轴8的中间，而支点销轴8端面的螺纹与轮架1上对应位置的螺孔相配合，就将支点销轴8固定在了轮架 1的支点上，活节螺丝9的位置也就被锁定，托轮4的高度随之被锁定。托轮4高度调整机构具有调整灵活，固定可靠特点。
25.在本实施例中，托钢轮布置在多个冷却器10之间，其与冷却器10关系可以有两种选择。
26.可选地，如图1和图2所示，本实施例提供的托钢轮通过轮架1卡套在冷却器10的出口端；在冷却器10出口端的外圆上，车出卡装轴用钢丝挡圈12的沟槽，轮架1内阶梯孔的小孔和大孔内径尺寸，分别根据冷却器10出口端的外径和卡嵌在沟槽里的轴用钢丝挡圈 12的外径尺寸，并按间隙配合来确定；组装后的托钢轮的轮架1内阶梯孔的轴肩与拧紧的带锁紧螺母的紧定螺钉13分别处在轴用钢丝挡圈12的内外两侧，确保了托钢轮在冷却器10出口端的可靠定位。尽管轴用钢丝挡圈12的钢丝较细，且嵌入其沟槽的深度也仅有钢丝直径的一半，但是轮架1内孔的轴肩靠到钢丝后，轴用钢丝挡圈12外径就被轮架1内阶梯孔的较大孔压住。此结构无论多大的轴向力，也不可能使托钢轮从冷却器10上脱开。拧紧穿过轮架1 上的径向螺纹孔的平头的紧定螺钉13，且正好挡在冷却器10上的轴用钢丝挡圈12的外侧，可防止了轮架1向冷却器10的中心方向滑动。拧紧紧定螺钉13上的锁紧螺母，防止紧定螺钉13退出，确保了托钢轮在冷却器10上的可靠定位。
27.进一步地，如图1和图4所示，托钢轮通过轮架1卡套在冷却器10的入口端；在冷却器10入口端外圆上车出阶梯轴，对应的轮架1的内孔也相应做出装配的阶梯孔，较大直径区间是两者的间隙配合段，较小直径形成的轴肩可单向抵消两者的轴向力，并使它们在热轧棒材11入口的端面上对其；通过轮架1上径向的螺孔，将带锁母的紧定螺钉13前端拧进冷却
器10对应位置上的沟槽，确保了托钢轮在冷却器10入口端的可靠定位。为防止冷却水向热轧棒材入口端喷水，在穿水冷却设备的布置上，设置了与热轧棒材11前进方向一致的冷却水封堵喷嘴，封堵喷嘴喷出的冷却水可保证滑动轴承3的润滑和冷却需要。
28.在该实例中，热轧棒材11从多个顺序布置的冷却器10中依次通过时，落在冷却器10 之间的托轮4上的v型槽中，热轧棒材11在其重力和v型槽侧壁的共同作用下，被以机械限位的方式约束在冷却器10的内孔中心；避免了热轧棒材11与冷却器10内衬套的直接接触，满足了冷却器10内衬套永不磨损的结构条件。实施例中的托轮4的转速很高，多个托轮4的间距仅为一到二米之间，如果将托轮4高度调整到合适的高度，则因热轧棒材11的轴线与冷却器10内孔的中心线重合，将不会发生热轧棒材11与冷却器10内衬套的接触，也就彻底避免了冷却器10内衬套的磨损问题。
29.进一步地，热轧棒材11在通过冷却器10内孔时与冷却水作换热时，如果热轧棒材11 周围冷却水的流速场和温度场分布规律，沿冷却器10全长都呈轴对称分布，且热轧棒材11 在冷却前，其横断面上的温度场是均匀的，也可认为温度分布规律沿长度上也呈轴对称分布的。则热轧棒材11从多个顺序布置的冷却器10中依次通过时，落在冷却器10之间的托轮4 上的v型槽中，热轧棒材11在其重力和v型槽侧壁的共同作用下，被以机械限位的方式约束在冷却器10的内孔中心；避免了热轧棒材11与冷却器10内衬套的直接接触，满足了冷却器10内衬套永不磨损的结构条件。这就从结构上彻底解决了热轧棒材11表面冷却不均的问题。
30.注意:上述仅为本发明的较佳实施例所运用的技术原理，尽管在以上实施例进行了较详细的描述，但本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，对本领域工程技术人员，通过结构的变化、重组，或替代等工作，很容易演绎出更多的等效实施例，也都应该属于本发明的权利保护范围。