Роликовые конвейеры (рольганги) служат для перемещения длинномерных изделий, а также штучных или мелких изделий на поддонах.
Рис. Рис. 2.42. Схемы приводов роликов: а — индивидуальный; б — групповой с коническими шестернями и продольным приводным валом; в — групповой с помощью тяговой цепи; г — групповой с храповым редуктором
В печах с роликовым подом движение материала осуществляется с помощью ряда параллельно расположенных роликов. Концы роликов проходят через боковые стенки печи, опираясь на подшипники. В движение ролики приводятся микродвигателем через специальную передачу. Благодаря силам трения, возникающим между поверхностью вращающихся роликов и поверхностью деталей или поддонов, осуществляется их перемещение вдоль печи. Чтобы не зажать ролики в отверстиях печи при разогреве, кладка печи выполнятся с температурными швами, компенсирующими её тепловое расширение
Ролики приводятся во вращение либо индивидуальным, либо групповым приводом. Индивидуальный привод (рис. 2.42.а) применяется в больших печах, где каждый ролик снабжён редуктором и электродвигателем. Групповой привод осуществляется при помощи конических шестерён, насаженных на конец каждого ролика, и общего приводного вала (рис. 2.42.6), либо цепных шестерён 2 и втулочно-роликовой цепи 1, охватывающей ряд роликов (рис. 2.42.в). При этом для высокотемпературных печей применяются двухрядные цепи, что обеспечивает бесперебойность работы рольганга при обрыве одной из цепей. Цепи к звёздочкам роликов прижимаются планками. Натяжение цепи производится роликовым пружинным или грузовым устройством. На рис. 2.42.г показана схема и храповой привод роликовой печи. На концы роликов 1 насаживаются храповые колёса 4, а на планке 3, свободно вращающейся на оси ролика, укрепляются собачки 2. При качании балки 5, объединяющей все планки, храповые колёса перемещаются на один зуб. Храповой привод наиболее дёшев, прост в изготовлении и обеспечивает большое передаточное число. Однако при использовании указанного привода вращение роликов и движение изделий по печи будут прерывистыми.
Рольганги печей работают в одном из следующих режимов: непрерывном, реверсивном (в режиме «покачивания») и периодическом с кратковременными остановками. При непрерывной и периодической работе применяют групповые приводы, при работе в реверсивном режиме — групповые и индивидуальный привод для каждого ролика. Последние два режима применяются в основном в печах прокатного производства.
В закалочных печах во избежание подстуживания передней части изделий при выгрузки их в закалочный бак часть роликов со стороны разгрузки подсоединяют к приводу, сообщающему им повышенную скорость (примерно 0,35 м/с).
В печах с рабочей температурой выше 600 °С для обеспечения бесперебойного вращения роликов, исключающего их прогиб, может предусматриваться аварийный привод с возможностью его подключения к аварийной электрической сети, а в отдельных случаях также рукоятка для вращения роликов вручную.
Конструкция роликовых конвейеров зависит главным образом от температуры нагрева изделий. Наиболее распространённые конструкции роликов показаны на рис. 2.43.
До температур печи 900…950 ºС в качестве роликов применяют жаростойкие гладкие трубы 1 с охлаждением цапф 2 водой (рис. 2.43.а). При транспортировке тонких листов для улучшения их нагрева и увеличения шага роликов на трубы 1 насаживают жаростойкие литые диски 2 (рис. 2.43.6), размещая их в шахматном порядке с заходом диска каждого ролика между дисками двух соседних роликов; это позволяет принять больший шаг роликов и исключает возможность ухода нагреваемого листа под ролик. В случае более высоких температур диски роликов делают керамическими. Ролики печей для нагрева труб, сортового проката, рельсов и т. п. выполняют с опорными кольцами 2 (рис. 2.43.в), которые предохраняют кладку стен печи от смешённых в стороны изделий.
При температурах 1000...1200 ºС применяют ролики с водоохлаждаемым валом или бочкой. У роликов с водоохлаждаемым валом несущим элементом является вал, бочка роликов образует только опорную поверхность. Для того чтобы бочка ролика не влияла на нагрев изделий, её температура должна быть не более чем на 20...50 °С ниже температуры изделий. Поэтому бочку теплоизолируют от охлаждаемого вала (рис. 2.43.г).
Рис. 2.43. Типовые конструкции роликов
В печах с температурой выше 1100 °С некоторые зарубежные фирмы применяют сборные ролики. Каждый из них представляет собой центральную водоохлаждаемую ось диаметром 50 мм, вокруг которой размещается цилиндрические стержни, изготовленные из карбида кремния и смонтированные на боковых жаростойких дисках. Наружный диаметр ролика равен 360 мм.
Расчёт роликов на прочность производят по изгибающему моменту Миз от массы транспортируемого изделия и собственной массы роликов. Нагрузку на один ролик от массы изделий принимают в зависимости от вида изделий, их длины и пластичности при заданной температуре нагрева.
Мощность привода вращения роликов определяют по статическому моменту, необходимому для проскальзывания ролика под неподвижным изделием Мст, а также динамическому моменту от разгона транспортируемого изделия и самих роликов Мдин
(2.73),
где Qp — вес роликов, объединённых одним приводом, Н; Qm — вес изделий, лежащих на этих роликах, Н; f — коэффициент трения в подшипнике (цапфах 1, d — диаметр цапфы подшипника, м; f1 — коэффициент трения скольжения изделия по ролику; для горячего металла f1 ~ 0,3, для холодного f1 ~ 0,15; D - диаметр бочки ролика, м.
(2.74),
где Qp*D2 — маховой момент всех роликов, объединённых одним приводам, Н*м2. Qп*D2 — маховой момент поступательного движения металла относительно оси ролика, Н*м2; εр — угловое ускорение ролика, рад/с2.Мощность привода определяется по формуле
(2.75),
где n — частота вращения электродвигателя, об/мин; i — общее передаточное число привода; η — к.п.д. привода.