[发明专利]一种冷却辊

说明书

技术领域

本发明涉及非晶带材制造设备领域，特别涉及一种非晶带材制造设备用冷却辊。

背景技术

非晶合金是指由于超急冷凝固，合金熔液来不及有序排列结晶，得到一种长程无序排列状态的固态合金。非晶合金的锻造方法通常采用将特定成分的合金熔液通过喷嘴浇注在连续运动的冷却辊上，合金熔液在所述冷却辊表面上快速凝固而形成非晶带材，并帖服于所述冷却辊表面。所以，冷却辊为非晶合金铸造设备的重要组成部分，它的冷却能力直接影响非晶合金的性能和质量，如果冷却辊的冷却能力低，将会导致合金熔液部分晶化，甚至不能形成非晶合金。现有技术中，被广泛应用的冷却辊是铜辊，其内部设有循环水，由于铜的导热系数大，当合金熔液浇注到铜辊的外表面时，合金熔液的热量会迅速传到铜辊的内表面，并由铜辊内表面的循环水将热量带走。

现有技术中，中国专利文献CN1238133C公开了一种旋转冷却辊，其由铜辊和水套构成，铜辊和水套分别为空心结构，水套安装在铜辊的内部，水套的一端开设有数个小孔，水套的另一端沿轴向与进水管固定连接，进水管通过紧固圆螺母与回水管相连，回水管固定在底座上；铜辊为内螺旋，并且通过右盖板和左盖板形成封闭结构，右盖板通过密封连接件与回水管连接，左盖板通过连接盘和固定螺栓与主轴连接。其中，铜辊内表面为内螺旋结构，同时铜辊的旋转方向与所述内螺旋结构的方向相反，这样，高压喷水使铜辊内表面附近的循环水成湍流状态；这样不但使铜辊内表面散热面积增大，而且使铜辊内表面附近的循环水迅速更新，从而使冷却辊的冷却能力显著提高。但是，该专利技术还有以下不足：第一、由于采用高压喷水和内螺旋结构，同时铜辊的旋转方向与所述内螺旋结构的方向相反，因此，铜辊内表面附近的循环水成湍流状态，而水流呈湍流时，其能量损耗增加，水流的阻力大、流量小，水流速度减慢，与合金熔液进行热交换的是循环水的全部，而不是循环水的表层，这样，由于水流的速度较慢，一些已经进行过热交换的循环水不能及时流走，导致铜辊表面的温度升高，降低了该冷却辊的冷却能力，从而影响锻造的非晶合金的性能和质量。第二、在该专利技术中，为了减小水套轴径方向上的受力，所述水套采用空心结构(水套的材料一般为钢、铁)，但是，由于空心结构的动平衡性很难合格，在高速旋转过程中会产生离心性力系不平衡，会缩短却辊的寿命，严重时可能会造成破坏性事故，在空心结构的水套的生产中，往往需要通过去除材料或重新分配质量才能使其达到动平衡状态，这就增加了水套的制作工艺难度，增加了生产成本。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是现有技术中的冷却辊的循环水的水流速度慢，从而使冷却辊的冷却能力低，进而提供一种循环水的水流速度快，冷却能力高的冷却辊。

本发明所要解决的第二个技术问题是现有技术中的冷却辊的水套采用空心结构，其动平衡性差，从而影响冷却辊的质量和寿命，进而提供一种具有动平衡好的内芯的冷却辊。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种冷却辊，包括铜套、内芯和两个盖板，所述两个盖板分别固定连接于所述铜套的开口两端并与所述铜套配合形成一个适于容纳所述内芯的封闭空腔，所述内芯和所述铜套之间具有间隙；

还包括一个主轴，在所述主轴内开设有冷却介质流通通道；

所述铜套和内芯之间的间隙小于3mm；

所述内芯为实心圆柱体结构，所述内芯朝向所述盖板的两个端面分别为进水面和出水面，所述进水面和出水面上分别成型有多个突起的棱条，所述棱条从所述内芯的中心向其周边延伸，每两个相邻的所述棱条之间形成适于冷却介质通过的导流槽；

所述主轴贯穿所述两个盖板和所述内芯的中心设置，包括进水管和出水管，在所述两个盖板与所述铜套形成的封闭空腔内，所述进水管上设有进水口，所述出水管上设有出水口，所述进水管通过所述进水口与所述进水面相连通，所述出水管通过所述出水口与所述出水面相连通。

所述铜套和内芯之间的间隙为1-3mm。

所述内芯为铝制内芯。

所述两个盖板紧贴所述棱条设置，所述棱条与所述主轴边缘之间有空隙。

所述棱条呈弧形，所述进水面上的所述棱条的弯曲方向与所述主轴的旋转方向一致，所述出水面上的所述棱条的弯曲方向与所述主轴的旋转方向相反。

所述进水面上的所述棱条靠近所述内芯中心及周边的两端窄，所述棱条的中间部分宽。

所述出水面上的所述棱条靠近所述内芯中心的一端窄、靠近所述内芯周边的一端宽。

进水面和出水面上所述棱条均匀分布，其数量为40-60个。

所述进水面和出水面在靠近轴心的部分沿轴向方向凹陷。