扇形段用分段式芯轴辊

技术领域

本发明属于连铸技术领域，涉及一种扇形段用分段式芯轴辊。

背景技术

扇形段是连铸机中的重要设备，驱动辊是扇形段的关键之处，在生产中，上、下驱动辊依靠液压缸夹紧铸坯，通过电机驱动将铸坯拉走。扇形段驱动辊工作环境恶劣：驱动辊与高温铸坯直接接触；驱动辊是连铸机扇形段的拉坯动力源，依靠辊子与铸坯之间的摩擦力克服铸坯在结晶器内和二冷区的阻力，辊子与高温铸坯之间压力大，接触紧密；辊子的转速较低，铸坯断面越大，辊子转速越低，一般在0.5～5m/min之间。

在一定程度上，驱动辊的使用寿命决定扇形段的使用寿命，延长驱动辊的使用寿命对于提升连铸机生产效率意义重大。延长驱动辊的使用寿命关键有两点，一是要各分段辊的同轴性好，同步性好，辊子在生产过程转动中，不会对密封件、轴承等产生破坏；二是辊子本身的冷却防护效果好，冷却面靠近辊子表面。

目前，根据辊子分节间的连接形式不同，扇形段驱动辊结构主要有芯轴式和整体辊式。芯轴式辊子结构只能采用中心小孔径通水冷却，冷却面离辊子表面远，不适合大辊径辊子，尤其是辊径大于300mm辊子，同时，为了保证辊子的传热和装配效果，芯轴和辊套之间需涂抹铜泥，防止芯轴和辊套在高温下生锈或发生咬合，运行成本高。整体辊式中间轴承座采用剖分轴承结构形式，成本高昂，一般来讲，整体辊也采用中心小孔径通水冷却，冷却面离辊子表面远，冷却效果差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种扇形段用分段式芯轴辊，各分段辊、轴套等形成一个整体，各分段辊在轴向和径向都没有相互转动和脱离，辊身的冷却面靠近辊子表面，辊子表面冷却效果好，辊子的使用维护成本低，辊子的使用寿命长。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种扇形段用分段式芯轴辊，包括中间分段芯轴辊以及连接在其两端的边部分段辊，所述中间分段芯轴辊的两侧带有长端轴，所述长端轴穿过所述边部分段辊，且延伸至所述边部分段辊远离所述中间分段芯轴辊的一端，所述长端轴作为所述边部分段辊的芯轴。

可选的，所述长端轴为阶梯轴，与所述边部分段辊的两端内支承面相配合，所述长端轴与所述边部分段辊的内支承面的配合处设有密封结构。

可选的，所述长端轴与所述边部分段辊相配合的一端的端面上设有第一台阶齿，所述边部分段辊的端面上设有与其相配合的第二台阶齿，所述第一台阶齿与第二台阶齿配合连接，传递扭矩并阻止所述边部分段辊与所述中间分段芯轴辊之间相互转动。

可选的，所述中间分段芯轴辊中空，所述中间分段芯轴辊每端的所述长端轴上设有至少两组散射水孔，所述中间分段芯轴辊与所述边部分段辊的内部空间由所述散射水孔连通成水流通路。

可选的，所述中间分段芯轴辊内设有芯部水管，水流在所述芯部水管内沿第一方向流通，水流在所述芯部水管外侧沿第二方向流通，所述第一方向与所述第二方向相反。

可选的，所述芯部水管由至少一个隔水环固定在所述中间分段芯轴辊两侧长端轴上的两组散射水孔之间。

可选的，所述芯部水管的一端连接有双通道旋转接头。

可选的，所述中间分段芯轴辊与所述边部分段辊的配合处外侧设有中间轴承座，在所述中间轴承座上设有至少一个中间轴承。

可选的，所述边部分段辊远离所述中间分段芯轴辊的一端上设有边部轴承座，在所述边部轴承座上设有边部轴承。

可选的，所述边部轴承座与所述边部分段辊之间设有轴套。所述密封结构为密封圈，可以采用O型密封圈，可以采用一重密封或多重密封。

可选的，所述中间分段芯轴辊两侧的边部分段辊远离所述中间分段芯轴辊的一端上，分别设有定位块及圆螺母。

可选的，拧紧圆螺母将边部轴承、各分段辊、轴套和定位块等形成一个整体。

本发明的有益效果在于：

1.本方案的一些实施例中，由于中间分段芯轴辊的两侧长端轴即为边部分段辊的芯轴，边部分段辊和中间分段芯轴辊各分段辊易保持同心；阶梯轴结构可以有效的减短分段辊内支承面和中间分段芯轴辊的两侧长端轴外表面的配合安装距离，降低密封结构因安装因素导致的损坏概率。

2.本方案的一些实施例中，各分段辊在轴向和径向都没有相互转动和脱离，同步性好，采用台阶齿结构防止中间分段芯轴辊与边部分段辊的相互转动，可以有效保护密封结构，不会对密封结构造成破坏。

3.本方案的一些实施例中，密封结构处于辊子内部，使用环境好，不受连铸铸坯的直接热辐射，而且密封结构靠近水冷通道，密封结构使用环境好，使用寿命更长。

4.本方案的一些实施例中，中间分段芯轴辊上设置的散射水孔属于并联式水通道，不容易发生堵塞。辊身的冷却面靠近辊子表面，辊子表面冷却效果好，提高使用寿命辊子表面冷却效果好。

5.本方案的一些实施例中，轴承为常用的球面滚子轴承，也不需要涂抹铜泥等，使用维护成本低。

6、本方案的一些实施例中，将各分段辊、轴套等形成一个整体，辊子各分段辊在轴向不会发生脱离，不会对密封结构造成破坏。

7、本发明的分段式芯轴辊，可以在中间轴承座上设置2个轴承，以增加辊子的支承能力。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为一种实施例的整体结构示意图；

图2为图1的A区放大图；

图3为图1的B区放大图；

图4为一种实施例内中间分段芯轴辊的结构示意图；

图5为一种实施例内边部分段辊的结构示意图；

图6为一种实施例内冷却水流向示意图；

图7为带有两个中间轴承的实施例示意图。

附图标记：1中间分段芯轴辊，2边部分段辊，3中间轴承座，4边部轴承座，5圆螺母，6双通道旋转接头，7定位块，8轴套，9密封圈，10芯部水管，11隔水环，12散射水孔，13第一台阶齿，14阶梯轴，15第二台阶齿。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图7，本发明的目的在于提供一种扇形段用分段式芯轴辊，各分段辊、边部轴承、轴套8、定位块7和圆螺母5等形成一个整体，各分段辊在轴向和径向都没有相互转动和脱离，辊身的冷却面靠近辊子表面，辊子表面冷却效果好，辊子的使用维护成本低，辊子的使用寿命长。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种扇形段用分段式芯轴辊，包括中间分段芯轴辊1、边部分段辊2、轴承、轴承座、轴套8、定位块7、圆螺母5、双通道旋转接头6、芯部水管10和水密封圈9等，中间分段芯轴辊1的两侧带有长端轴，从中心穿过边部分段辊2，与边部分段辊2两端内侧配合，中间分段芯轴辊1的两侧长端轴即为边部分段辊2的芯轴，边部分段辊2和中间分段芯轴辊1更好保持同心。

中间分段芯轴辊1的两侧长端轴为阶梯轴14，与边部分段辊2两端内支承面配合，并设置有密封结构。由于此处的密封结构为径向密封，阶梯轴14结构可以有效的减短分段辊内支承面和中间分段芯轴辊1的两侧长端轴外表面的配合安装距离，降低密封结构因安装因素导致的损坏概率。密封结构处于辊子内部，不受连铸铸坯的直接热辐射，而且密封结构靠近水冷通道，密封结构使用环境好，使用寿命更长。密封结构可以为1重密封，也可以为2重密封，密封效果更好，在一些实施例中，采用密封圈9作为密封结构。

中间分段芯轴辊1辊肩带第一台阶齿13，与两边的边部分段辊2端面的第二台阶齿15配合连接，传递扭矩，分段辊之间没有相互转动，不会对密封结构造成破坏。中间分段芯轴辊1的两侧长端轴带有多组散射水孔12，芯部水管10带有多组隔水环11，边部分段辊2处的冷却水从芯部通过一组散射水孔12进入边部分段辊2的中空腔体，又从另外一组散射水孔12回到芯部。散射水孔12属于并联式水通道，不容易发生堵塞。辊身的冷却面靠近辊子表面，辊子表面冷却效果好，提高使用寿命。

辊子的一侧边部轴承座4处设置定位块，另一侧带有拧紧圆螺母5，将边部轴承、各分段辊、轴套8和定位块7等形成一个整体，辊子各分段辊在轴向不会发生脱离，不会对密封结构造成破坏。辊子中间轴承座3设有1个轴承，为了增加辊子的支承能力，辊子中间轴承座3可以设有2个轴承。

本方案的一些实施例可以采用以下步骤安装：

1、中间轴承和中间轴承座3安装到边部分段辊2的端轴上；

2、将密封圈9等放入到中间分段芯轴辊1两侧长端轴的沟槽内；

3、中间分段芯轴辊1两侧长端轴分别插入到边部分段辊2中部，穿过边部分段辊2；

4、安装好辊子边部轴承和边部轴承座4，并固定好定位块7，紧固好圆螺母5，各分段辊、轴套8等形成一个整体；

5、装配好辊子的连接法兰和双通道旋转接头6以及芯部水管10，完成整个驱动辊的安装；

6、辊子的安装和维护，不需要破坏任何零部件，也不用涂抹铜泥等；

7、冷却水从双通道旋转接头6进入，从芯部水管10的远处端头流出，经过中间分段芯轴辊1长端轴芯部，通过一组散射型通水孔进入边部分段辊2的中空腔体，又从另外一组散射水孔12回到芯部，流经中间分段芯轴辊1的腔体进入中间分段芯轴辊1另一侧长端轴芯部，再通过一组散射水孔12进入另一根边部分段辊2的中空腔体，再从另外一组散射水孔12回到芯部，最终回到双通道旋转接头6处，从出水口流出。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。