РАБОЧАЯ КЛЕТЬ ПРОКАТНОГО СТАНА Российский патент 2000 года по МПК B21B31/02 

Изобретение относится к области металлургического машиностроения и может быть использовано при конструировании прокатных станов и их эксплуатации на металлургических предприятиях.

Предшествующий уровень техники
Известна приводимая в качестве аналога, конструкция рабочей клети, которая выполнена в виде установленных в станине валков с подушками, имеющими гидродинамические подшипники, для установки которых между опорными поверхностями подушек, нажимными винтами и станины установлены сферические подпятники (Тодер И.А., Тарабаев Г.И. Крупногабаритные гидродинамические подшипники. - М. : Машиностроение, 1976, с. 21-31). Недостатком этого известного технического решения является то, что под нагрузкой в устройстве для самоустановки возникает момент сопротивления, который значительно больше, чем момент поворота, устраняющий перекос подшипника. Кроме того, планки, установленные по торцам подушек для фиксации их в осевом направлении, препятствуют повороту подушек с подшипниками. Все это обуславливает то, что в подшипнике постоянно имеется перекос, который отрицательно влияет на его работоспособность, предопределяя преждевременный местный износ и выход подшипника из строя.

Известны также более совершенные аналоги конструкций рабочих клетей прокатных станов, состоящих из станин, в направляющих окнах которых расположены подушки с подшипниками и валки, причем между верхними и нижними подушками установлены цилиндры гидрораспора. Для компенсации угла поворота подшипников между подушками и нажимными винтами установлены сферические подпятники (Труды ВНИИМЕТМАШ, сб. N 33 "Конструкции, исследования и внедрение новых машин листовых прокатных станов". - М., 1972 г., с. 54-59).В этих устройствах в некоторой степени улучшаются условия работы подшипников, но только при определенных условиях расположения оси нажимного винта по отношению к оси подшипника. Основной недостаток этих конструкций заключаются в том, что давление в цилиндрах гидрораспора не зависит от величины давления смазки в подшипниках при возникновении их перекоса, т.к. гидроцилиндры предназначены для регулирования толщины полосы. В итоге, как и в первом аналоге, снижается несущая способность подшипников и, следовательно, их долговечность.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемому изобретению по технической сущности является рабочая клеть прокатного стана по а.с. СССР N 1371728, В 21 В 31/02, 1984. Конструкция рабочей клети прокатного стана - прототипа содержит валки, станину, в направляющих окнах которой расположены контактирующие с ними своими боковыми поверхностями подушки с гидростатодинамическими подшипниками, имеющими, по меньшей мере, два гидростатических кармана вдоль продольной оси подшипника для подвода смазки от источника высокого давления.

В этом устройстве при возникновении перекоса подшипника происходит перераспределение подаваемой в карманы смазки: большее количество смазки подается в более нагруженные карманы, вследствие чего несколько повышается нагрузочная способность подшипника. Вместе с тем, и в рабочей клети прокатного стана - прототипа сохраняется тот же основной недостаток, что и в аналогах. Этот недостаток заключается в том, что перераспределением расхода смазки через карманы невозможно устранять перекос подшипника.

Раскрытие изобретения
Заявляемая рабочая клеть прокатного стана устраняет перечисленные выше недостатки аналогов и прототипа тем, что в рабочей клети прокатного стана, содержащей валки, станину, в направляющих окнах которой расположены контактирующие с ними своими боковыми поверхностями подушки с гидростатодинамическими подшипниками, имеющими, по меньшей мере, два гидростатических кармана вдоль продольной оси подшипника для подвода смазки от источника высокого давления, согласно изобретению подушки снабжены шарнирными пальцами, расположенными на своих боковых поверхностях по центру подшипника, а в направляющих окнах станины выполнены вертикальные пазы, в которые входят пальцы, а между верхними и нижними подушками со смещением в сторону бочки валка от центра подшипника установлены гидроцилиндры распора, рабочие полости которых соединены гидравлически с гидростатическими карманами, расположенными ближе к бочке валка.

Заявленная рабочая клеть прокатного стана поясняется чертежами.

На фиг. 1 показана рабочая клеть в продольном разрезе; на фиг. 2 - поперечный разрез I-I по осям подшипников; на фиг. 3 - разрез II-II на фиг.2.

В окне станины 1 между направляющими 2 расположены верхняя 3 и нижняя 4 подушки с гидростатодинамическими подшипниками 5, в которых вдоль продольной оси выполнены, по меньшей мере, по два гидростатических кармана 6,7, один из которых 6 расположен ближе к бочке валка 8. Гидростатические карманы 6,7 соединены гидравлически с источником 9 смазки высокого давления соответственно через дроссели 10 и 11. Причем дроссель 10, соединяющий карман 6, имеет меньшее гидравлическое сопротивление, чем дроссель 11, соединяющий карман 7. Верхняя подушка 3 опирается через сферический подпятник 12 на нажимной винт 13, а нижняя подушка 4 опирается на опору 14. На боковых поверхностях подушек 3 и 4, контактирующих с направляющими 2 станины 1 по центру подшипника 5 выполнены шарнирные пальцы 15, а в направляющих 2 - вертикальные пазы 16, в которые входят указанные пальцы 15. Между верхней 3 и нижней 4 подушками установлены гидроцилиндры 17 распора на максимально возможном расстоянии "а" от центра подшипника 5 вдоль его продольной оси в сторону бочки валка 8. При этом рабочие полости 18 гидроцилиндров 17 соединены гидравлически с гидростатическими карманами 6.

Промышленная применимость.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При нормальной работе подшипников 5, без перекосов, зазор 19 подшипников 5 равномерный и давление в карманах 6 и 7 примерно одинаковое. Давление в гидроцилиндрах 17 недостаточное для осуществления поворота подушек 3 и 4.

При возникновении перекоса в подшипниках 5, например в результате прогиба валков 8 под нагрузкой, в подшипнике 5 образуется неравномерный зазор 19: в зоне кармана 6, ближе к валку 8, зазор значительно меньше, чем зазор в зоне кармана 7. В результате этого перекоса происходит перераспределение давления смазки в карманах 6, 7, а именно: в кармане 6 как в области меньшего зазора давление смазки будет значительно выше, чем в кармане 7. Повышение давления смазки в кармане 6 передается по трубопроводу 20 в рабочие полости 18 гидроцилиндров 17 распора, которые, воздействуя на подушки 3 и 4, создают вокруг шарнирных пальцев 15 благодаря расстоянию "а" поворотный момент, устраняющий перекос подшипников. Значение поворотного момента тем больше, чем больше перекос и больше расстояние "а" от центра подшипников 5 до гидроцилиндров 17.

Технический результат.

Такое конструктивное выполнение рабочей клети прокатного стана позволяет обеспечить самоустановку подшипников под нагрузкой, повысить их нагрузочную способность и уменьшить износ.

Использование: область прокатного производства, а именно в листовых и сортовых прокатных станах с гидростатодинамическими подшипниками. Сущность изобретения: подушки с гидростатодинамическими подшипниками соединены шарнирно по центру подшипника с направляющими окнами станины. Гидроцилиндры распора, расположенные между подушками, гидравлически связаны с гидростатическими карманами подшипника. Технический результат: обеспечение самоустановки подшипников под нагрузкой, повышение их нагрузочной способности и уменьшение износа. 3 ил.

Рабочая клеть прокатного стана, содержащая валки, станину, в направляющих окнах которой расположены контактирующие с ними своими боковыми поверхностями подушки с гидростатодинамическими подшипниками, имеющими, по меньшей мере, два гидростатических кармана вдоль продольной оси подшипника для подвода смазки от источника высокого давления, отличающаяся тем, что подушки снабжены шарнирными пальцами, расположенными на своих боковых поверхностях по центру подшипника, а в направляющих окнах станицы выполнены вертикальные пазы, в которые входят пальцы, а между верхними и нижними подушками со смещением в сторону бочки валка от центра подшипника установлены гидроцилиндры распора, рабочие полости которых соединены гидравлически с гидростатическими карманами, расположенными ближе к бочке валка.