ОПОРНЫЙ УЗЕЛ РОЛИКА РОЛЬГАНГА ОБЖИМНОГО СТАНА Российский патент 2003 года по МПК B21B39/00 

Изобретение может быть использовано в машиностроительной и металлургической промышленности, при изготовлении и эксплуатации обжимных прокатных станов.

Известен опорный узел полого ролика рольганга обжимного прокатного стана, состоящий из цапфы ролика с напрессованным на нее подшипником качения, размещенных в корпусе подпружинной опоры (1).

Недостатки приведенного устройства:
1. Опорный узел уменьшает напряжение в бочке ролика, подшипника и корпуса опоры только от вертикально действующих динамических нагрузок от ударов полосы при выходе из валков и при кантовках.

2. Ударная вертикальная нагрузка от полосы через ролик подается на пружинящие элементы не непосредственно, а через цапфу, подшипник и корпус опоры. Это приводит к тому, что снижение силы удара на подшипник и корпус опоры при наличии пружинных амортизаторов незначительное и опорный узел быстро разрушается.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание опорного узла ролика рольганга обжимного стана, в котором значительно снижены ударные нагрузки от слитков на подшипник и корпус опорного узла и увеличена стойкость деталей.

Поставленная задача достигается за счет того, что предложен узел опоры ролика рольганга обжимного стана, содержащий корпус, в расточке которого на подшипник качения установлена цапфа ролика, имеющая цилиндрический участок и хвостовик с фиксирующей гайкой, при этом узел снабжен фланцевой втулкой, состоящей из фланца и ступицы, установленной так, что она охватывает цилиндрический участок цапфы с гарантированным радиальным зазором и на наружном ее диаметре насажен указанный подшипник, фланец втулки выполнен с проемами по наружному диаметру и расположен за габаритом корпуса, хвостовик цапфы выполнен конической формы и на него насажен диск со ступицей, контактирующий с фланцевой втулкой, контакт между фланцевой втулкой и ступицей диска выполнен по шаровой поверхности, фланцевая втулка через упругие элементы-пружины, установленные с двух сторон фланца, кольцо и болты с шайбой также соединена с диском со ступицей, для увеличения площади шарового контакта между фланцевой втулкой и ступицей диска и для подвижной фиксации фланцевой втулки выполнены два полукольца с внутренней шаровой поверхностью, установленные на торце ступицы диска и закрепленные на ней через проемы во фланце втулки болтами.

Сущность признаков заявленного устройства подтверждается тем, что:
1. Предлагаемый опорный узел ролика имеет упругие элементы-пружины, размещенные на определенном диаметре фланцевой втулки и по количеству оптимально относительно действующей на ролик нагрузки.

2. Конструкция узла опоры позволяет воспринимать спокойные нагрузки от веса ролика и слитка и амортизировать динамические нагрузки от ударов в ролик в любом направлении.

3. При работе узла опоры созданы условия, при которых ударная нагрузка любого направления от полосы через ролик и диск передается непосредственно на пружины и фланцевую втулку, а затем на подшипник и корпус опоры, благодаря чему ударные нагрузки гасятся пружинами и до подшипника и корпуса опоры не доходят.

Предлагаемая конструкция опорного узла изображена на чертежах, где на фиг. 1 - общий вид опорного узла; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - положение ролика в конце удара полосы.

Опорный узел ролика 1 состоит из цапфы 2 ролика и подшипника 3 качения, размещенных в корпусе опоры 4. Подшипник 3 напрессован до упора 5 на цилиндрическую часть 6 фланцевой втулки 7 с фланцем 8 с внутренним отверстием 9, диаметр которого больше диаметра цапфы 2. На хвостовик 10 цапфы 2 напрессован диск 11, состоящий из ступицы и фланца с проемами 12, зафиксированный гайкой 13 и стопорной шайбой 14. Фланцевая втулка 7 через спиральные пружины 15, установленные с двух сторон фланца 8, кольцо 16 и болты 17 соединена с фланцем диска 11 и контактирует с ним по сферической поверхности 18, на цилиндрическом выступе 19 фланцевой втулки 7 напрессовано кольцо 20, фиксирующее подшипник 3, а на торце втулки 7 установлены два полуфланца 21 с внутренней шаровой поверхностью, закрепленные на ней через проемы 12 в диске 11 болтами 22 со стопорными шайбами 23. Для регулировки шарового зазора между фланцевой втулкой 7 и ступицей диска 11 выполнена регулировочная прокладка 24. Для точной регулировки предварительно сжатых пружин, установленных при сборке узла в первом ряду между фланцем 8 и фланцем диска 11 выполнены регулировочные шайбы 25.

Настройка опоры. После сборки ролика с опорами и предварительно поджатым к фланцу диска 11 кольцом 16 пружинами 15 и болтами 17 фланцем 8 фланцевой втулки 7 на стенде производится окончательная затяжка пружин первого и второго ряда с использованием шайб 25. Затяжка производится из расчета спокойной нагрузки на подшипник 3 опорного узла при работе стана, равной половине суммы весов ролика и приходящегося на ролик веса слитка, максимально по количеству, прокатываемого на стане. Затяжка пружин болтами с помощью шайб 25 производится на одинаковый минимальный размер или усилие, при котором ось фланцевой втулки 7 при вращении ролика устойчиво совпадает с осью цапфы 2 (2).

Работа опоры. При прохождении слитков по рольгангу на ролик действуют различные спокойные и динамические нагрузки от веса и ударов слитков. При действии этих ударов ролик 1 на мгновение отклоняется от первоначальной оси вращения 1-1, при этом с роликом отклоняется диск 11, напрессованный на хвостовик 10 цапфы 2 и зафиксированный гайкой 13 с шайбой 14. Вместе с диском 11 отклоняется фланец 8 фланцевой втулки 7, прижатый к фланцу диска 11 кольцом 16, пружинами 15 и болтами 17 с шайбой 25, но на цилиндрической части 6 фланцевой втулки 7 напрессован сферический подшипник 3 качения, зафиксированный на фланцевой втулке 7 упором 5 и кольцом 20 и установленный в корпусе опоры по посадке движения. За счет этого при отклонении фланца 8 происходит поворот фланцевой втулки 7 и фланца 8 по часовой стрелке относительно центра 0₁ сферической поверхности 18 и одновременный поворот с внутренней обоймой подшипника 3 вокруг центра 0 сферы подшипника. Размер кольцевого зазора между стенкой отверстия 9 цапфой 2 определен принимаемой максимальной величиной отклонения h ролика, равной 25-30 мм, поэтому угол поворота фланцевой втулки 7 будет малый и некоторое колебание расстояния между центрами компенсируется осевым зазором в подшипнике и пружинах. Колебания втулки 7 смягчаются пружинами, действующими на ее фланец 8. Таким образом, все динамические нагрузки любого направления от ударов слитка в ролик смягчаются, не доходя до подшипника и корпуса опорного узла.

Использование предлагаемого опорного узла ролика позволяет повысить эксплуатационную надежность работы рольгангов прокатного стана, исключив аварийные простои прокатного стана.

Источники информации
1. Королев А.А. Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов. - М.: Металлургия, 1985, с.342, 348-351.

2. Справочник металлиста. - М.: Машиностроение, 1981, с.713-715.

Использование: изобретение относится к машиностроительной и металлургической промышленности, при изготовлении и эксплуатации обжимных станов. Сущность: опорный узел ролика рольганга обжимного стана содержит корпус, в расточке которого на подшипнике качения установлена цапфа ролика, причем узел снабжен втулкой с фланцем, втулка установлена так, что она охватывает цапфу с гарантированным радиальным зазором и на наружном ее диаметре насажен указанный подшипник. Фланец втулки выполнен с проемами по наружному диаметру и расположен за габаритом корпуса. На хвостовик цапфы насажен диск со ступицей, контактирующий с фланцевой втулкой по шаровой поверхности, фланцевая втулка через упругие элементы - пружины, установленные с двух сторон фланца, кольцо и болты также соединена с диском со ступицей. Для увеличения площади шарового контакта выполнены два полукольца с внутренней шаровой поверхностью, установленные на торце ступицы диска. При прохождении слитков по рольгангу на ролики действуют различные спокойные и ударные нагрузки, от которых ролик отклоняется от первоначальной оси вращения. Отклонению ролика в любом направлении препятствуют пружины, которые смягчают все нагрузки и предохраняют от ударов подшипник и корпус опоры. Все динамические нагрузки смягчаются, не доходя до подшипника и корпуса опорного узла. Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность работы рольгангов обжимного стана, исключить его аварийные простои. 4 ил.

Опорный узел ролика рольганга обжимного стана, содержащий корпус, в расточке которого на подшипнике качения установлена цапфа ролика, имеющая цилиндрический участок и хвостовик с фиксирующей гайкой, отличающийся тем, что узел снабжен фланцевой втулкой, состоящей из фланца и ступицы, при этом фланцевая втулка установлена так, что она охватывает цилиндрический участок цапфы с гарантированным радиальным зазором и на наружном ее диаметре насажен указанный подшипник, фланец втулки выполнен с проемами по наружному диаметру и расположен за габаритом корпуса, хвостовик цапфы выполнен конической формы и на него насажен диск со ступицей, контактирующий с фланцевой втулкой, контакт между фланцевой втулкой и ступицей диска выполнен по шаровой поверхности, фланцевая втулка через упругие элементы - пружины, установленные с двух сторон фланца, кольцо и болты с шайбой также соединены с диском со ступицей, для увеличения площади шарового контакта между фланцевой втулкой и ступицей диска и для подвижной фиксации фланцевой втулки выполнены два полукольца с внутренней шаровой поверхностью, установленные на торце ступицы диска и закрепленные на ней через проемы во фланце втулки болтами.