专利名称：一种无径向间隙的结晶器振动偏心机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及连续铸钢设备，尤其是涉及一种连铸机结晶器振动偏心机构。
背景技术：
在连续铸造生产中，为了使钢坯顺利从结晶器拉出，结晶器要做上下往复振动。现 有的机械式振动发生装置一般是由电动机，减速器或变速减速器，偏心机构及连杆机构组 成，其中偏心机构是产生振动的关键部件，一般由偏心轴和偏心套组成，这两个部件的配合 与固定是偏心机构在安装，运行及调整偏心距过程中的重点和难点。连铸生产工艺要求振 动机构的振幅要根据不同钢种和拉速进行调整，因此要调整偏心轴与偏心套的相对位置来 控制偏心机构的偏心距，以实现不同的振幅，这就要求偏心轴与偏心套之间有一定的间隙， 能使它们进行相对转动，从而方便而精确的调整偏心距。但是由于间隙的存在，机构在运转 过程中，偏心套与偏心轴之间存在径向间隙，从而影响连铸结晶器振动精度及产生机构振 动冲击现象，同时偏心套和偏心轴还产生磨损，当磨损到一定程度就不能保证固定的偏心 距，随着磨损加剧，偏心轴与偏心套之间的间隙增大，导致整个振动系统产生巨大的冲击和 噪音，甚至损坏，这样将会严重影响铸坯的质量，需要更换偏心机构，而连铸机的高作业率 会使得偏心机构很容易损坏，频繁地更换偏心机构将严重影响生产的顺利进行，给企业造 成巨大的经济损失。但是如果偏心轴与偏心套是过盈配合，不仅会使偏心机构的装配、拆卸 以及偏心距调整变得十分困难，还会因长时间使用，导致偏心轴与偏心套锈死，使得偏心机 构的偏心距不可调。现有偏心轴的外表面和偏心套的内表面均为圆柱体，其装配形式主要 有以下几种。
中国专利ZL200720045858. 5公开了一种钢坯连铸振动台偏心机构，该机构中的 偏心轴外表面和偏心套内表面上设置一组或多组键槽，偏心轴和偏心套靠键进行固定联 接。这种方式要求键与键槽紧密配合，以得到稳定而精确的偏心距，在调节偏心距时，需要 将键敲打取出，使得偏心距的调整非常困难，而且一旦键与安装位置的键槽发生磨损，会造 成较大的运动冲击，影响连铸机的生产。
中国专利200920214004. 4公开了一种连铸机结晶器偏心装置，该装置在偏心轴 上装有偏心套、基准齿套和调整齿套，调整齿套的梯形齿和基准齿套的梯形齿配合，基准齿 套的矩形齿和偏心套的矩形齿配合，基准齿套内表面和偏心轴外表面开有键槽，他们之间 通过键固定联接，转动偏心套和基准齿套可以调整偏心装置的偏心距。该装置提高了偏心 距的调节精度，相对于键连接的偏心装置调节方便，但是偏心套、调整齿套与偏心轴之间的 间隙仍旧不可避免，机构在运行过程中各部件会产生相对运动，从而导致磨损破坏。
中国专利200910261475. 5公开了一种机械振动装置的振幅调节方法及结构，该 装置由一个偏心轴和至少一个偏心套组成，偏心轴与偏心套通过键或者螺栓固定。当偏心 轴与偏心套通过键固定时，在偏心轴外表面开有多个键槽，偏心套内表面开有一个键槽，将 偏心轴和偏心套上的键槽对齐后通过键进行固定联接；当偏心轴与偏心套用螺栓固定联接 时，在偏心套上开有径向螺栓孔，确定偏心轴与偏心套的相对位置后，将螺栓拧紧，固定二者的相对位置。这两种连接方式的共同缺点是调整困难、不便于拆卸。
另外还有一种由偏心轴和偏心套组成的偏心机构，其偏心套两端呈锯齿状，当偏心套安装在偏心轴上后，偏心套的两端分别配合两个固定套，这两个固定套内表面开有一条贯穿的键槽，与偏心轴上的键配合，可沿偏心轴滑动，但不可转动，并且与偏心套连接的一端带有相应的锯齿，从而与偏心套连成一体。偏心轴两端具有螺纹，在两个固定套的外端分别用螺母固定，这样偏心轴与偏心套固定联接在一起。当调节偏心距时，松开螺母，分开固定套与偏心套，旋转偏心套至合适位置，然后使固定套与偏心套重新配合，用螺母固定， 即可使偏心机构得到新的偏心距。为了能够容易的使偏心轴和偏心套发生相对转动以调节偏心距，这种联接方式也会在偏心轴与偏心套之间留有间隙。所以偏心轴外表面与偏心套内表面为圆柱体的偏心机构，不可避免的因间隙过大影响结晶器振动精度和产生磨损，或者因间隙过小不易调节偏心距。发明内容
本发明的目的在于通过新的配合面不仅彻底消除偏心轴与偏心套在运动过程中的径向振动间隙和磨损现象，提高结晶器振动精度，延长偏心机构工作寿命，并且使其易于装配、拆卸和调节偏心距。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案如下一种无径向间隙的结晶器振动偏心机构，包括偏心轴和偏心套，其特征在于该偏心轴和偏心套的配合部分依次由大圆柱面、圆台面和小圆柱面连接而成,偏心轴和偏心套上各自的大圆柱面、圆台面和小圆柱面连接处的端面直径相等，偏心轴与偏心套上的圆台面锥角相同，两圆台面处为无间隙配合，偏心轴和偏心套在大圆柱面和小圆柱面处为间隙配合，偏心轴和偏心套上各自有一个外径相等的凸起盘体，两个盘体分别与偏心轴和偏心套上的大圆柱面相连，且在各自的盘体圆周上都开有键槽，键安装在两盘体对齐的键槽中，两个盘体通过夹环紧固在一起；偏心轴大圆柱面、圆台面、小圆柱面和偏心轴上凸起盘体的外圆轴线重合，该轴线与主轴线平行且存在偏心距；偏心套内侧大圆柱面、圆台面、小圆柱面和偏心套外侧凸起盘体的外圆轴线重合, 该轴线与偏心套外侧除凸起盘体部分的轴线平行且存在偏心距。
本偏心机构偏心轴与偏心套上的圆台面锥角α为8° 30°。
本偏心机构可以在偏心套盘体的圆周上开有一个键槽，在偏心轴盘体的圆周上开有多个键槽，两个盘体上键槽的尺寸相同，在所述偏心轴和偏心轴盘体的圆周上分别开有至少2个均匀分布的光孔。
本偏心机构还可以在偏心套盘体轴向开有至少2个均匀分布的螺纹通孔，分别安装有螺栓。
本偏心机构所述夹环由两个半圆通过螺栓连接，内部开有横截面为梯形的凹槽， 偏心轴和偏心套盘体与夹环的配合部分横截面为梯形，夹环内部梯形凹槽两侧面夹角β 为8。 30°。
另外，本偏心机构所述夹环的一个半圆部分，可以在其内径上开有一个键槽，与键配合，在键槽正中位置开有一个用于安装螺栓的台阶孔，所述键的中心上开有一个与螺栓相连接的螺纹孔。
本发明所述的偏心机构，采用了大圆柱面、圆台面和小圆柱面联接的配合面,在机构运转过程中，圆台面处为无间隙配合，彻底消除了偏心轴与偏心套之间的径向间隙。圆柱面处采用间隙配合，使得偏心机构可以方便的进行安装、拆卸和调试。两个凸起的盘体上的键和夹环限制了偏心轴和偏心套的相对转动，保证了恒定的偏心距。另外，由于夹环内部开有横截面为梯形的凹槽，两个盘体与夹环配合部分的横截面为梯形，从而使两个盘体在用卡环固定之后，其相对表面之间留有较小的间隙，这样就可以保证偏心轴和偏心套两圆台面之间紧密配合。在两个凸起盘体的圆周上设置一定数量的键槽和光孔，并在偏心轴的盘体上设置连接螺栓，不但可方便地调节偏心距，同时也便于偏心套的拆卸。
综上所述，本发明在偏心轴和偏心套配合部分所采用的与现有技术不同的配合面不仅可彻底消除偏心轴与偏心套在运动过程中的径向振动间隙和磨损现象，延长偏心机构工作寿命，而且由于在偏心轴和偏心套上分别设置了其外径相等的凸起盘体并采用夹环固定方式，从而使整个机构易于装配和拆卸，并可方便地调节偏心距。另外，本发明还具有结构简单、运行平稳、振动精度高、便于制造等特点。
本发明共有附图6幅，其中
图1是图2的A-A剖视图2是本发明中偏心轴的侧视图3是图4的B-B剖视图4是本发明中偏心套的侧视图5是本发明偏心机构的装配图；
图6是本发明中夹环的剖视图。
图中1-圆柱面，2_圆柱面,3_偏心轴盘体,4_圆柱面,5、5 ^ _大圆柱面，6、 6丨-圆台面，7、7丨-小圆柱面，8-偏心套盘体，9-偏心轴，10-键，11-夹环，12-偏心套， 13-螺栓，14-螺栓，15-连杆，α-圆台面的锥角，β _夹环内部梯形凹槽两侧面夹角。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1给出了偏心轴9的结构，圆柱面I通过联轴器与减速机相连，圆柱面2和4处安装轴承，轴承与底座相连，用来支撑和固定偏心机构，偏心轴9的配合部分由大圆柱面5、 圆台面6和小圆柱面7依次连接组成，各回旋面在连接处的端面直径相等，圆台面6的锥角 α为8° 30°，这样有利于偏心轴9与偏心套12紧固和拆装，称偏心轴9工作时的旋转轴线，即偏心轴9轴头的轴线为主轴线，偏心轴大圆柱面5、圆台面6、小圆柱面7和偏心轴 9上凸起盘体3的外圆轴线重合，该轴线与主轴线平行且存在偏心距。
在图3中，偏心套12内部由大圆柱面5 ',圆台面6'和小圆柱面7 '组成,各回旋面在连接处的端面直径相等。圆台面6和6'的锥度相同，偏心轴9与偏心套12在圆柱面5、5'和7、7'处为间隙配合，所以偏心套12可以方便的在偏心轴9上转动以调节偏心距，偏心套12内侧大圆柱面5 ^、圆台面6 ^、小圆柱面7 ^和偏心套12外侧凸起盘体8 的外圆轴线重合，该轴线与偏心套12外侧除凸起盘体8部分的轴线平行且存在偏心距。
在图2和图4中，作为本发明的优选方案，盘体3的圆周上开有4个键槽，盘体8的圆周上开有I个键槽，把偏心套12安装到偏心轴9上，盘体8上的键槽分别与盘体3上的4个键槽对齐时，可以获得4个预先设定的偏心距。
偏心套12安装到偏心轴9上后，根据实际需要的偏心·距，确定盘体3上所要对齐的键槽。为了便于在偏心轴9上转动偏心套12，以调节盘体8上的键槽与盘体3上的键槽位置，分别在盘体3的圆周上开了 3个光孔，在盘体8的圆周上开了 4个光孔，如图2和图 4所示。对齐键槽时，可将两个铁棒分别插入两个盘体合适位置的光孔中，旋转铁棒使偏心轴9和偏心套12发生相对转动，从而调节两个盘体上的键槽位置，使其对齐。
在盘体3和盘体8对齐后的键槽中装配上键10进行定位，键10限制了偏心轴9 与偏心套12的相对转动，这样偏心机构不仅可以得到精确的偏心距，而且在运转过程中可以保持固定的偏心距。
夹环11由两个半圆部分组成，如图6所示，夹环内部开有凹槽，凹槽的横截面为梯形，夹环内部梯形凹槽两侧面夹角β =8° 30°，有利于夹紧固定偏心轴9和偏心套12，其中一半夹环的内径上开有一个键槽，与键10配合，在键槽的中心位置开有台阶孔，用来安装螺栓。
当偏心套12与偏心轴9通过键10定位后，将开有键槽的一半夹环安装到盘体3 和盘体8上，并且键槽与键10配合，键10正中开有螺纹孔，螺栓14通过夹环上的台阶孔拧到键10上，这样使键10不会产生轴向位移，然后安装上另一半夹环，通过螺栓将两部分夹环紧固，即可得到安装完毕的偏心机构，其装配图如图5所示。
在偏心机构运转过程中，圆台面7和7 ’为无间隙配合，所以偏心轴9和偏心套12 之间不会产生径向位移，键10使得偏心轴9与偏心套12不会发生相对转动，可以保持固定的偏心距，经过夹环11紧固的偏心轴9和偏心套12形成整体，整个偏心机构运行平稳、无噪声，使用寿命得到了极大地提高。
当偏心机构需要拆卸时，将夹环11和键10拆下，图2中盘体3的轴向上开有四个螺纹通孔，分别安装有4个螺栓13，拧动盘体3上的螺栓13使偏心套12与偏心轴9脱离后，可方便的拆卸。
当根据工艺要求，调节偏心机构的偏心距时，将夹环11和键10拆下，分别在盘体 3和盘体8上合适位置的光孔中插入铁棒，通过转动铁棒使偏心套12旋转，为了旋转方便， 也可以拧动盘体3上的螺栓13，将偏心套顶出一定距离后，再用铁棒转动偏心套12，当偏心套12上的键槽与偏心轴9上需要的键槽对齐后，安装上键10重新进行定位，将带有键槽的一半夹环安装到盘体3和盘体8上，与键10配合，拧上螺栓14后，安装上另一半夹环，用螺栓将其紧固，即可获得具有新偏心距的偏心机构。
权利要求
1.一种无径向间隙的结晶器振动偏心机构，包括偏心轴和偏心套，其特征在于所述偏心轴(9)上与偏心套(12)的配合部分依次由大圆柱面(5)、圆台面(6)和小圆柱面(7) 连接而成，所述偏心套(12)内部与偏心轴(9)的配合部分依次由大圆柱面(5 ')、圆台面 (6 ;)和小圆柱面(7 ^ )连接而成，所述偏心轴(9)和偏心套(12)上各自的大圆柱面、圆台面和小圆柱面连接处的端面直径相等，所述圆台面(6)和(6 ')的锥角相同，所述圆台面(6)和(6 ’ )处为无间隙配合,所述偏心轴(9)和偏心套(12)在大圆柱面和小圆柱面处为间隙配合，所述偏心轴(9)上有一个凸起的盘体(3)与大圆柱面(5)相连，所述偏心套(12) 上有一个与盘体(3)外径相等的盘体(8)，所述盘体(8)与大圆柱面(5 ’ )相连，所述盘体 (3)和盘体(8)各自圆周上都开有键槽，键(10)安装到盘体(3)和盘体(8)对齐的键槽中， 通过夹环(11)将盘体(3)和盘体(8)紧固在一起；偏心轴大圆柱面(5)、圆台面(6)、小圆柱面(7)和偏心轴(9)上凸起盘体(3)的外圆轴线重合，该轴线与主轴线平行且存在偏心距； 偏心套(12)内侧大圆柱面(5 ^ )、圆台面W )、小圆柱面(7 ^ )和偏心套(12)外侧凸起盘体(8)的外圆轴线重合，该轴线与偏心套(12)外侧除凸起盘体(8)部分的轴线平行且存在偏心距。
2.根据权利要求1所述的无径向间隙的结晶器振动偏心机构，其特征在于所述圆台面(6)和W )的锥角α为8° 30。。
3.根据权利要求1或2所述的无径向间隙的结晶器振动偏心机构，其特征在于所述盘体(8)的圆周上开有一个键槽，所述盘体(3)的圆周上开有多个键槽，两个盘体上键槽的尺寸相同，所述盘体(3)和盘体(8)的圆周上分别开有至少2个均匀分布的光孔。
4.根据权利要求1或2或3所述的无径向间隙的结晶器振动偏心机构，其特征在于 所述盘体(3)轴向开有至少2个均匀分布的螺纹通孔，分别安装有螺栓(13)。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的无径向间隙的结晶器振动偏心机构，其特征在于所述夹环(11)由两个半圆通过螺栓连接，内部开有横截面为梯形的凹槽，所述盘体(3)和盘体(8)与夹环(11)的配合部分横截面为梯形，夹环内部梯形凹槽两侧面夹角β为8。 30°。
6.根据权利要求5所述的无径向间隙的结晶器振动偏心机构，其特征在于所述夹环(11)的一个半圆部分，在内径上开有一个键槽，与键(10)配合，在键槽正中位置开有一个用于安装螺栓(14)的台阶孔，所述键(10)的中心上开有一个与螺栓(14)相连接的螺纹孔。
全文摘要
本发明公开一种无径向间隙的结晶器振动偏心机构，涉及连续铸造设备，其特征在于，偏心轴与偏心套的配合部分由大圆柱面、圆台面和小圆柱面连接而成，所述偏心轴和偏心套上各自有一个外径相等的盘体，分别与偏心轴和偏心套上的大圆柱面相连，且在各自的圆周上都开有键槽，键安装在对齐的键槽中，两个盘体通过夹环紧固在一起。偏心机构在圆台面处采用无间隙配合，使偏心轴和偏心套不会产生径向位移，克服了现有偏心机构因预留装配间隙而导致偏心轴与偏心套之间发生径向振动和磨损的缺点，偏心轴和偏心套在圆柱面处采用间隙配合，使得偏心机构的安装、拆卸和偏心距调节简单易行。本发明结构简单、使用寿命长、运行平稳、振动精度高。
文档编号B22D11/053GK102990019SQ201210506530
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者任廷志, 刘大伟, 马财生 申请人:燕山大学