热浸镀沉没辊磁悬浮装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及热浸镀沉没辊，特别涉及一种热浸镀沉没辊磁悬浮装置。解决了目前热浸镀沉没辊轴套和衬套的寿命相对较短导致频繁更换的缺陷。热浸镀沉没辊磁悬浮装置，包括沉没辊，其特征是，沉没辊两端的轴颈位于中空的支架内，支架永磁体和沉没辊永磁体依靠吸引力或通过磁体中心孔螺栓分别固定在支架和沉没辊轴颈的固定槽内，气体密封组件为法兰结构，利用紧固件固定在支架端面上，导气管固定在支架上，气体密封组件、导气管和支架之间的空间构成气体密封系统。主要用于带钢的热浸镀。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及热浸镀沉没辊，特别涉及一种热浸镀沉没辊磁悬浮装置。
技术介绍
近年来，汽车、建筑材料和家电等工业的快速发展和不断壮大，热浸镀技术，尤其是带钢热镀锌及其合金、热镀铝及其合金技术(以下简称为热镀锌技术)的研究和开发日益受到关注，其中，镀液内沉没辊及其轴套和衬套(又称臂套)的长寿技术是重要的研发方向之一。在带钢热镀锌生产过程中，沉没辊通过轴套和衬套固定在支架上，沉浸在460~480℃的熔融锌液中；它们完全依靠带钢的摩擦力驱动旋转来改变带钢的运动方向，从而完成浸镀过程。这中间，主要存在以下问题1.沉没辊和带钢之间相互摩擦磨损，在熔融锌液的化学腐蚀作用下，沉没辊表面磨损加剧；反过来，摩擦力会影响带钢表面质量。2.沉没辊轴套和衬套在高温锌液的化学腐蚀作用下，其表面形成比基体硬得多的硬质相磨粒磨损，使得轴套和衬套的使用寿命非常短，一般为10~20天；轴套和衬套的磨粒磨损反过来也影响沉没辊的磨损和使用寿命。3.轴套和衬套磨损失效后，必须停机更换，每次时间不小于10小时，严重影响了生产的连续性和生产效率；由于轴套和衬套的寿命相对较短，更换它们是生产停机的主要原因，而又直接增加了生产成本。4.带钢和沉没辊之间，轴套和衬套之间摩擦力限制了带钢运行速度的进一步提高。为解决以上问题，大量研究主要集中在表面热喷涂陶瓷，比如SiC、WC或SiAlON等材料方面，以提高沉没辊及其轴套和衬套的耐锌液腐蚀和耐磨粒磨损性能，经检索，如CN1077207“高耐磨自熔合金热喷涂材料”和CN1279301“金属熔融镀槽中辊轴的表面处理方法”等都是这方面的专利，但这些专利都不能彻底解决锌液中轴套和衬套之间的磨粒磨损问题。经检索，热浸镀领域没有任何采用磁悬浮技术的专利。而采用磁悬浮技术的其它专利主要集中在磁悬浮列车、导轨和轴承等方面。其中，只有磁悬浮轴承涉及到无摩擦旋转，比如CN1287230、CN1381679、CN1177066、CN1104730、CN1039290、ZL98204731、ZL00237069、ZL01226336、ZL01233562、ZL97210018、ZL00200759、ZL94227789等专利。而这些专利无一例外的采用单个或多个闭合环形磁铁，且相邻磁极紧密相连，整个磁结构为均等结构。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题是，解决由于沉没辊轴套和衬套磨损失效而更换频繁的问题，提高生产的连续性和效率，降低生产成本；同时延长沉没辊使用寿命，为进一步提高热浸镀产品质量和速度提供可能。本技术的技术思路是，利用永磁体同极相斥异极相吸的原理，取消目前热浸镀技术中普遍采用的涂层轴套和衬套，而采用普通钢铁材料制作的轴套和衬套，或直接在沉没辊轴颈和支架上安装若干对永磁体；支架永磁体和沉没辊永磁体相同磁极的推斥力使沉没辊悬浮起来。磁路的非均等结构保证部分磁场力抵消了沉没辊重力，使沉没辊悬浮在支架正中央。由于永磁体同极磁场的相互推斥力使得沉没辊悬浮在支架内，实现了完全非接触旋转。本技术的技术方案是，热浸镀沉没辊磁悬浮装置，包括沉没辊，沉没辊两端的轴颈位于中空的支架内，支架永磁体和沉没辊永磁体依靠吸引力或通过磁体中心孔螺栓分别固定在支架和沉没辊轴颈的固定槽内，固定槽截面根据永磁体形状设计成矩形、T形或上小下大的梯形等。气体密封组件为法兰结构，利用紧固件固定在支架端面上。导气管可以固定在支架上，也可以直接引出锌锅外固定，其口径要求能覆盖支架和轴动配合全部的气隙，把少量可能泄漏的气体排出锌液外。这样，气体密封组件、导气管和支架之间的空间组成气体密封系统。支架永磁体和沉没辊永磁体均须采用AlNiCo或其它耐高温永磁体，为单块轴向充磁的长方体或圆弧体等，永磁体表面均需进行WC等陶瓷涂膜处理，与沉没辊固定的沉没辊永磁体在沉没辊轴颈圆周上均等分布，而与支架固定的支架永磁体在圆周上为非均等磁路结构，具体有2种实施结构。结构一是沿支架水平轴线方向把磁体分为上半部分和下半部分，下半部分永磁体为圆周均等分布，上半部分为圆周非均等分布，以支架最右边永磁体，如图1所示的a永磁体为起点，按逆时针方向在支架圆周上至少设置1块以上永磁体，并满足公式Σi=1nFicosαi=0,]]>n为设置永磁体的个数，Fi为任意第i个支架永磁体对沉没辊永磁体的推斥力，α为永磁体沿径向中心线与水平线的夹角。第2种结构如图5所示支架永磁体在圆周上全部为均等分布，而永磁体的磁场强度为非均等分布，以永磁体a为起点，按逆时针方向，保证它们产生的磁场推斥力的水平分力同样遵守第1种方法的公式。在垂直方向上，以上2种结构都需满足公式Σi=1nFisinαi+Ft=G,]]>式中Ft为带钢向上的张力，G为沉没辊重力。当Ft为零时，即沉没辊处于非工作状态，沉没辊悬浮位置较低，悬浮工作气隙为0～10mm；当沉没辊开始工作，即从静态到动态转变时，沉没辊悬浮位置上升到支架磁体圆周正中央，悬浮气隙0～50mm。在气体密封组件上装配圆锥或其它形状的顶头，沉没辊两端形状与之相匹配，对沉没辊轴向自由度约束，保证没有轴向串动。本技术的有益效果是，目前热浸镀生产中，沉没辊轴套和衬套的磨损失效寿命比沉没辊短很多，因而轴套和衬套的更换是决定热浸镀生产停机的主要因素。本专利技术取消了目前技术中的沉没辊轴套和衬套，实现了沉没辊轴和悬臂之间非接触旋转，完全避免了原来的摩擦磨损问题；该结构简单，安装方便。极大的降低了生产成本，节省了停机更换时间，极大的提高了热镀锌生产的连续性和工作效率。另外，由于本1技术实现了轴颈和支架之间的零摩擦旋转，即沉没辊磁悬浮，热镀锌时，带钢只需要很小的摩擦力就可以带动沉没辊来改变自己的运动方向，从而减轻了沉没辊的摩擦磨损并延长了其寿命，也为进一步提高热浸镀速度和产品质量成为可能。假设热浸镀速度为80m/min，每更换一次轴套和衬套的时间为10小时，那么采用本专利技术技术和装置后每次可以提高产量48000m，全年提高产量百万米以上，节省轴套和衬套30~50套。附图说明图1为本技术结构示意图图2为图1的A-A截面图图3为本技术实施例1的结构示意图图4为本技术实施例1的A-A截面图图5为本技术实施例2的A-A截面图图中1-沉没辊，2-带钢，3-支架，3-1-固定支架，3-2-悬臂，3-3-悬臂分体，4-支架永磁体，5-沉没辊永磁体，6-紧固件，7-气体密封组件，8-导气管。具体实施方式实施例1参照图1，2，3，4，热浸镀沉没辊磁悬浮装置，由固定支架3-1、悬臂3-2、悬臂分体3-3、紧固件6、沉没辊1、沉没辊永磁体5、支架永磁体4和气体密封组件7和导气管8组成。沉没辊永磁体5和支架永磁体4产生相互的推斥力使沉没辊1悬浮起来，悬浮距离1～10mm，实现了沉没辊轴颈、悬臂3-2和悬臂分体3-3之间的无摩擦旋转。支架永磁体4的磁路结构为非对称结构，其中沉没辊永磁体尺寸为50×50×70mm，支架永磁体尺寸为60×60×80mm；沉没辊永磁体为16块均匀分布，支架永磁体按照16块均匀分布布局方式，去掉在与最上方永磁体相邻的下方2块永磁体，总共14块永磁体。热镀锌生产中，向本文档来自技高网...

【技术保护点】
热浸镀沉没辊磁悬浮装置，包括沉没辊，其特征是，沉没辊两端的轴颈位于中空的支架内，支架永磁体和沉没辊永磁体依靠吸引力或通过磁体中心孔螺栓分别固定在支架和沉没辊轴颈的固定槽内，气体密封组件为法兰结构，利用紧固件固定在支架端面上，导气管固定在支架上，气体密封组件、导气管和支架之间的空间构成气体密封系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯晓光，周月明，胡子国，陈向勇，张永杰，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]