一种超大截面圆坯分段垂直铸机的铸坯支撑引导装置的制作方法

1.本实用新型涉及钢铁冶金铸造设备技术领域，具体而言，尤其涉及一种超大截面圆坯分段垂直铸机的铸坯支撑引导装置。


背景技术：

2.φ1000mm～φ2000mm大型轴类铸锻件是大型能源装备需求较多的一类部件，被广泛应用在大型支承辊、风机轴、核电和水电发电机组转子等产品。目前国内外都在探索此类超大截面圆坯的制造技术，其中分段垂直连铸工艺是较为可行技术路线之一。
3.基于超大截面圆坯分段垂直铸机的工艺特点，对铸坯支撑引导装置提出了新的要求：(1)垂直铸机要求可生产最重达200t的超大截面圆坯，因此支撑引导装置的承载能力必须高；(2)慢拉速，对垂直行走位置的精度要求较高；(3)拉坯行程较长，要求行走平稳、不能发生横向位移，避免冲击和磨损结晶器；(4)受铸坯长度影响，设备地基深度较深，因此在要求装置可靠性高的同时维修便捷性必须好；(5)铸坯温度较高，要求装置在具有一定承载能力的同时需要耐高温辐射；(6)作为控制拉速的核心装备，必须具有较高的自动化水平。
4.目前现有分段垂直铸机铸坯支撑引导装置主要有两种，一种是由液压缸驱动型式，这种型式中液压缸缸体长，制造难度大，安装基础深，且由于液压缸布置在深基坑内，安装和检修维护难度大；另一种是链式或卷扬驱动型式，这类型式的铸坯支撑引导装置存在占用空间大、在要求空间内无法安装超大承载能力的设备、精确控制速度能力不足等问题。因此，亟待重新设计一种适用于超大截面圆坯和分段垂直铸机工艺要求的新型铸坯支撑引导装置。


技术实现要素：

5.根据上述提出现有分段垂直铸机铸坯支撑引导装置存在的制造以及安装检修维护难度大、精确控制速度能力不足等技术问题，而提供一种超大截面圆坯分段垂直铸机的铸坯支撑引导装置，能够用于φ1000mm～φ2000mm超大截面圆坯分段垂直铸机的铸坯支撑引导升降，是超大截面圆坯分段垂直铸机的核心设备，承担着将铸坯从结晶器拉出并支承铸坯向下运动的作用，同时在将铸坯完全拉出后能够在特定位置锁定，配合保温装置实现铸坯的缓冷。
6.本实用新型采用的技术手段如下：
7.一种超大截面圆坯分段垂直铸机的铸坯支撑引导装置，包括齿轮箱及导向部件、升降驱动装置、主体框架、承载框架和升降导向立柱；
8.所述主体框架两端分别设置两套所述齿轮箱及导向部件以及至少一套所述升降驱动装置；
9.所述齿轮箱及导向部件包括齿轮箱本体；所述齿轮箱本体固定安装于所述主体框架；
10.所述承载框架位于所述主体框架上方且与所述齿轮箱本体连接；
11.所述升降驱动装置包括液压回转装置、齿轮、传动轴、接轴和轴承；所述接轴两端分别连固定连接一根所述传动轴，两根所述传动轴分别安装于与其位于所述主体框架同一侧的两个所述齿轮箱本体内部，所述传动轴通过两个所述轴承与所述齿轮箱本体相连接，其中一根所述传动轴固定连接至位于所述齿轮箱本体外侧的所述液压回转装置的输出轴；所述传动轴外侧固定安装有一个所述齿轮；
12.每一套所述齿轮箱及导向部件对应一个所述升降导向立柱；所述升降导向立柱包括立柱本体和齿条；所述齿条固定安装于所述立柱本体；所述齿轮与所述齿条相互啮合。
13.进一步地，所述支撑引导装置还包括锁定装置；所述锁定装置包括液压缸、锁定销和支架；所述支架固定安装于所述齿轮箱本体；所述液压缸的缸体固定安装于所述支架且缸头伸入所述支架内并与所述锁定销铰接连接；所述立柱本体上设置有与所述锁定销相匹配的销孔。
14.进一步地，所述齿轮箱本体上部设置关节轴承，所述承载框架通过销轴连接于所述关节轴承。
15.进一步地，所述液压回转装置包括液压马达，所述液压马达的壳体固定安装于所述齿轮箱本体外侧，输出轴固定连接于所述传动轴。
16.进一步地，所述液压回转装置包括用于测量转速的增量型编码器；所述传动轴上安装有用于测量所述铸坯支撑引导装置行走距离的绝对值编码器。
17.进一步地，所述立柱本体上在所述齿条的上、下两端分别焊接设置有挡块。
18.进一步地，所述齿轮两端分别设置有导向环，所述齿条两侧安装有导轨，所述导向环通过过盈配合安装于所述导轨内。
19.进一步地，所述齿轮箱本体上转动安装有两个导向轮，所述立柱本体上与所述齿条安装面相互垂直的侧面焊接安装有滑板，所述导向轮与所述滑板相接触。
20.较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
21.本实用新型提供的超大截面圆坯分段垂直铸机的铸坯支撑引导装置，设备结构相对简单，能够控制精准，运动平稳不偏载，设备维护量小，且具有低速、重载特点，适用于高温作业环境下的超大截面圆坯的支撑引导。
22.基于上述理由本实用新型可在钢铁冶金铸造设备领域广泛推广。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本实用新型所述铸坯支撑引导装置工作状态示意图。
25.图2为本实用新型所述铸坯支撑引导装置结构示意图。
26.图3为所述齿轮箱及导向部件结构示意图。
27.图4为所述升降驱动装置结构示意图。
28.图5为所述锁定装置结构示意图。
29.图6为所述锁定装置内部结构示意图。
30.图7所述主体框架结构示意图。
31.图8所述承载框架结构示意图。
32.图9所述升降导向立柱结构示意图。
33.图中：1、齿轮箱及导向部件；1.1、齿轮箱本体；1.2、导向轮；1.3、关节轴承；2、升降驱动装置；2.1、液压回转装置；2.2、齿轮；2.3、传动轴；2.4、接轴；2.5、轴承；2.6、导向环；3、锁定装置；3.1、液压缸；3.2、锁定销；3.3、支架；4、主体框架；5、承载框架；6、升降导向立柱；6.1、立柱本体；6.2、齿条；6.3、滑板；6.4、导轨；7、引锭系统；8、铸坯。
具体实施方式
34.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
35.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
37.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
38.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
39.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器
件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
40.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
41.实施例1
42.如图2-9所示，本实用新型提供了一种超大截面圆坯分段垂直铸机的铸坯支撑引导装置，包括齿轮箱及导向部件1、升降驱动装置2、主体框架4、承载框架5和升降导向立柱6；
43.所述主体框架4为焊接箱体结构，所述主体框架4两端分别设置两套所述齿轮箱及导向部件1以及至少一套所述升降驱动装置2；
44.所述齿轮箱及导向部件1包括齿轮箱本体1.1；所述齿轮箱本体1.1通过螺栓把合固定安装于所述主体框架4；
45.所述承载框架5为焊接箱体结构，位于所述主体框架4上方且与所述齿轮箱本体1.1连接；
46.所述升降驱动装置2包括液压回转装置2.1、齿轮2.2、传动轴2.3、接轴2.4和轴承2.5；所述接轴2.4两端分别通过键固定连接一根所述传动轴2.3，两根所述传动轴2.3分别安装于与其位于所述主体框架4同一侧的两个所述齿轮箱本体1.1内部，所述传动轴2.3通过两个所述轴承2.5与所述齿轮箱本体1.1相连接，其中一根所述传动轴2.3通过键固定连接至位于所述齿轮箱本体1.1外侧的所述液压回转装置2.1的输出轴；所述传动轴2.3外侧固定安装有一个所述齿轮2.2；
47.每一套所述齿轮箱及导向部件1对应一个所述升降导向立柱6；所述升降导向立柱6包括立柱本体6.1和齿条6.2；所述立柱本体6.1为钢板焊接而成；所述齿条6.2通过螺栓把合固定安装于所述立柱本体6.1；所述齿轮2.2与所述齿条6.2相互啮合。
48.进一步地，所述支撑引导装置还包括锁定装置3；所述锁定装置3包括液压缸3.1、锁定销3.2和支架3.3；所述支架3.3为焊接结构，通过螺栓把合固定安装于所述齿轮箱本体1.1；所述液压缸3.1的缸体通过螺栓把合固定安装于所述支架3.3且缸头伸入所述支架3.3内并与所述锁定销3.2通过销轴铰接连接；所述立柱本体6.1上设置有与所述锁定销3.2相匹配的销孔，铸坯浇注完毕后，所述液压缸3.1缸头能够推动所述锁定销3.2插入所述销孔内，将所述支撑引导装置固定在所述升降导向立柱6上，此时所述液压回转装置2.1处于非工作状态，防止所述齿轮2.2和所述齿条6.2长时间承载。
49.进一步地，所述齿轮箱本体1.1上部设置关节轴承1.3，所述承载框架5通过销轴连接于所述关节轴承1.3。
50.进一步地，所述液压回转装置2.1包括液压马达，所述液压马达的壳体通过螺栓把合固定安装于所述齿轮箱本体1.1外侧，输出轴通过键固定连接于所述传动轴2.3。
51.进一步地，所述液压回转装置2.1包括用于测量转速的增量型编码器；所述传动轴2.3上安装有用于测量所述铸坯支撑引导装置行走距离的绝对值编码器。
52.进一步地，所述升降导向立柱6能够通过地脚螺栓进行底部固定。
53.进一步地，所述立柱本体6.1上在所述齿条6.2的上、下两端分别焊接设置有挡块，用于限制所述齿条6.2在竖直方向上的位置。
54.进一步地，所述齿轮2.2两端分别设置有导向环2.6，所述齿条6.2两侧安装有导轨6.4，所述导向环2.6通过过盈配合安装于所述导轨6.4内，从而使所述齿轮2.2与所述齿条6.2啮合传动同时，保证所述铸坯支撑引导装置在所述齿轮2.2径向上的定位准确，保证所述铸坯支撑引导装置运行平稳。
55.进一步地，所述齿轮箱本体1.1上转动安装有两个导向轮1.2，所述立柱本体6.1上与所述齿条6.2安装面相互垂直的侧面焊接安装有滑板6.3，所述导向轮1.2与所述滑板6.3相接触，在所述齿轮2.2与所述齿条6.2啮合传动同时，所述导向轮1.2沿所述滑板6.3表面上下滑动，使所述铸坯支撑引导装置在所述齿轮2.2轴向上的定位准确，以保证所述铸坯支撑引导装置运行平稳。
56.本实用新型所述超大截面圆坯分段垂直铸机铸坯支撑引导装置的工作过程如下：
57.如图1所示，所述铸坯支撑引导装置布置在铸机结晶器正下方，将所述升降导向立柱6通过地脚螺栓固定在基础上，将所述承载框架5与铸机结晶器的引锭系统7通过螺栓把合，起始工作时，参见图1所示，开启所述液压回转装置2.1，通过所述输出轴驱动所述传动轴2.3转动，进而使所述齿轮2.2转动，所述铸坯支撑引导装置除所述升降导向立柱6外其他部分通过所述齿轮2.2与所述6.2啮合传动整体向上移动，将所述引锭系统7推入结晶器内，当结晶器内铸坯行程坯壳后，所述引锭系统7承载着从结晶器引出的铸坯8，所述液压回转装置2.1驱动所述铸坯支撑引导装置向下运动，缓慢支撑引导拉出；开始支撑引导时，四套所述液压回转装置2.1同时以设定的转速带动所述齿轮2.2转动，所述齿轮2.2与所述齿条6.2啮合传动，带动所述铸坯支撑引导装置按照拉坯速度向下运动，一根所述铸坯8浇注完毕后，所述铸坯支撑引导装置处于最低位置，通过所述锁紧装置3上的所述液压缸3.1动作，将所述锁紧销3.2插入所述立柱本体6.1上的所述销孔内，然后所述液压缸3.1停止工作，所述铸坯8待冷却后由出坯机移出铸机。在工作过程中，所述导向环2.6在所述导轨6.4内上下运动，同时所述导向轮1.2沿所述滑板6.3上下运动，导向灵活，轨迹精准。
58.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。