УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С СОСТОЯЩИМ ИЗ ДВУХ ЧАСТЕЙ КОЛЬЦЕВЫМ ТЕЛОМ Российский патент 2007 года по МПК B21B31/07 

Изобретение касается уплотнения для валка, установленного на подшипниках с возможностью вращения, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также прокатного устройства по ограничительной части пункта 9 формулы изобретения.

Прокатные устройства указанного вида применяют в прокатном производстве в черной и цветной металлургии. Они имеют уплотнительные устройства в области опирания несущих валков.

Уплотнительные устройства служат для уплотнения валков, установленных на подшипниках с возможностью вращения, и располагаются вблизи опор валка, охватывающих шейку валка снаружи. Уплотнение нужно для того, чтобы воспрепятствовать попаданию смазочных материалов из подшипников, например подшипников с масляной пленкой, на бочку валка, или охлаждающих средств, которые частично смешаны с окалиной, в подшипник. При этом имеются уплотнения, которые расположены стационарно в подушке прокатной клети и имеют уплотняющие язычки, которые прилегают своими свободными концами к вращающимся при работе цапфам валков. Во многих случаях применяются и такие уплотнения, которые наоборот имеют уплотняющие язычки, вращающиеся совместно с цапфой валка, причем эти уплотняющие язычки своими свободными концами под воздействием центробежной силы прижимаются к стационарной сопряженной детали. Уплотнения такого рода часто обозначаются как Х- или DF-системы уплотнения.

При этом к части уплотнения, прилегающей к валку, предъявляются высокие требования стабильности, во всяком случае необходимо избегать отхода этой части. Напротив, к уплотняющим язычкам предъявляются требования наличия высокой упругости, посредством которой должен обеспечиваться контакт со стационарной сопряженной деталью. Одновременно поверхность должна иметь достаточную твердость, чтобы избежать значительного износа при возникающем относительном перемещении.

Уплотнение упомянутого вначале типа раскрыто, например, в US 4099731. Здесь уплотнение состоит из, по меньшей мере, одного установленного на цапфе валка и охватывающего эту цапфу кольцевого тела, которое снабжено, по меньшей мере, одним выступающим и плотно прилегающим к стационарной подушке прокатной клети во время вращения валка язычком. Кольцевое тело уплотнения выполнено, по меньшей мере, из двух частей. Первая часть прилегает к конструктивной части валка и выполнена по существу в виде Г-образного профиля. Вторая часть кольцевого тела уплотнения имеет два язычка. Вторая часть прикладывается к обеим стенкам Г-образного профиля первой части. Причем ориентированная перпендикулярно аксиальному направлению полка Г-образного профиля ограничивает с одной стороны аксиальное смещение второй части. Однако для устранения угрозы всей посадке всего уплотнительного устройства необходимо предотвращение аксиального смещения с двух сторон. Для этого вторая часть снабжена привулканизированной к ней металлической полосой, которой она прилегает к ориентированной в аксиальном направлении полке Г-образного профиля первой части. Металлическая полоса снабжена сквозным отверстием, которое при прилегании второй части к обеим полкам первой части совмещается с отверстием в первой части. Через отверстие в первой части пропускается болт и вкручивается в отверстие металлической ленты. Указанные мероприятия для предотвращения аксиального смещения, в частности соединение металлической ленты и второй части посредством вулканизации, являются очень затратными и трудоемкими.

В основе изобретения лежит задача оптимизации уплотнительных и прокатных устройств с точки зрения указанных выше требований, а также устранение угрозы посадке всего уплотнительного устройства более простыми и менее трудоемкими средствами.

Изобретение решает эту задачу с помощью уплотнения с признаками пункта 1 формулы изобретения, а также прокатного устройства с признаками пункта 8 формулы изобретения. Преимущественные варианты осуществления представлены в зависимых пунктах 2-7 формулы изобретения.

Согласно изобретению учет описанных различных требований к уплотнению достигается с помощью конструкции, вращающейся с валком составной уплотнительной части.

Если специально варьировать свойствами материалов, определяющими твердость и/или упругость частей, то имеется возможность непосредственной оптимизации этих критических параметров.

Особую механическую стабильность можно получить, если вторую несущую язычки часть расположить в выемке первой части, прилегающей к цапфе валка.

Для целей уплотнения будет особенно благоприятно, если предусмотрено, по меньшей мере, два язычка, из которых один направлен наружу, а второй внутрь.

При этом язычки оптимальным образом с точки зрения их контакта со стационарной деталью могут быть нагружены специальной пружиной.

Другие преимущества и отличия изобретения следуют из представленного на чертежах и описанного ниже примера осуществления изобретения.

На чертежах показано:

Фиг.1 - уплотненный согласно уровню техники валок в разрезе с выделенной деталью обычного уплотнительного устройства, которое имеет вращающуюся вместе с валком часть в качестве носителя уплотняющих язычков.

Фиг.2 - разрез соответствующего изобретению уплотнительного устройства.

В соответствии с уровнем техники (фиг.1) в прокатном устройстве имеется валок 1, из которого здесь подробно представлена только аксиальная опорная шейка 2, выполненный таким образом, что опорная цапфа 2 запрессована в охватывающую цапфовую втулку 3. Для фиксации цапфовой втулки 3 на опорной цапфе 2 могут быть предусмотрены призматические шпонки 4.

Цапфовые втулки 3 установлены с возможностью вращения в подшипниковые втулки 6, причем последние располагаются в радиально расположенных снаружи так называемых подушках 7 прокатной клети.

Между цапфовыми втулками 13 и подшипниковыми втулками 6 предусмотрена смазка, причем жидкая смазка 8 представляет собой, например, масло.

К подушкам 7 прокатной клети по оси в направлении бочки валка 1 примыкает внутренняя запорная крышка 9, которая своей обращенной к бочке валка 1 торцевой поверхностью 10 подпирает устройство 11 для отвода охлаждающей среды. Устройство 11 для отвода охлаждающей среды имеет пружинящую консоль 12, которая своим свободным концом при работе перемещается по обращенной наружу торцевой поверхности 13 опорной цапфы 2. Кроме того, предусмотрено вращающееся вместе с цапфой 2 валка уплотнение 14, которое выполнено как одно целое.

В варианте осуществления изобретения примерно изображен валок 15, который принципиально соответствует в отношении деталей 2-13, за исключением подшипниковых втулок 3 и смазки 8, показанным на фиг.1 согласно уровню техники элементам 1-13 конструкции.

Вместо уплотнения 14 согласно изобретению предусмотрено уплотнение 16, которое содержит, по меньшей мере, две вращающиеся вместе с валком 15 части 17 и 18.

Часть 17 прилегает к опорной цапфе 2 и имеет для этого следующую за конфигурацией опорной цапфы 2 и прилегающую к ней несущую поверхность 19. Таким образом, достигается надежное крепление по отношению к отрыву уплотнительного устройства 16 от опорной цапфы 2. Опорная цапфа 2 может быть различного диаметра.

Первая часть 17 уплотнения состоит, например, из материала NM 74/70 или 80. Она может быть прижата зажимным кольцом 20 к цапфе 2 валка.

Вторая часть 18 состоит из другого по упругости и твердости поверхности материала или другого резинового материала. Таким образом, может быть обеспечена неизменная длительная упругость в первую очередь уплотняющих язычков 21, 22 второй части 18, которые по существующему до сих пор исполнению быстро изнашивались. Для этой цели высокая упругость части 18 преимущественно сочетается с большой твердостью поверхности, в частности язычков 21, 22, которые находятся во фрикционном контакте с подушкой 7 прокатной клети.

Поскольку два язычка 21 и 22 аксиально направлены в противоположные стороны, то обеспечивается высокий уплотняющий эффект. Оба уплотняющих язычка 21 и 22 могут быть прижаты за счет прижимного усилия установленных пружин 23 и 24 к подушке 7 прокатной клети или к другой стационарной опоре. Таким образом, возможен высокий эксцентриситет. Уплотняющие язычки 21 и 22 могут образовывать соответственно отдельную внешнюю кольцевую часть и не должны быть связаны в одно целое.

Механическая стойкость еще более повышается благодаря тому, что часть 18 располагается в выемке первой, прилегающей к цапфе 2 валка части 17. В частности, стенки выемки удерживают часть 18 относительно аксиально действующих усилий. Благодаря этому также могут восприниматься и силы, действующие на уплотняющие язычки 21, 22 в аксиальном направлении, без смещения уплотняющих язычков 21, 22 и угрозы всей посадке всего уплотнительного устройства 16.

Валок 15 с уплотнительным устройством 16 может быть составной частью прокатного устройства, состоящего из многовалковой прокатной клети с несколькими рабочими и несколькими опорными валками.

Возможно также исполнение прокатной клети с дополнительными промежуточными валками между рабочими и опорными валками.

Заявленной составной частью изобретения является также прокатное устройство с приведенными выше уплотнительными устройствами с различным количеством и геометрией расположения валков.

Перечень позиций

1. Валок.

2. Опорная цапфа.

3. Цапфовая втулка.

4. Призматическая шпонка.

5. -

6. Подшипниковая втулка.

7. Подушка прокатной клети.

8. Смазка.

9. Запорная крышка.

10. Торцевая поверхность.

11. Устройство для отвода охлаждающей среды.

12. Консоль устройства для отвода охлаждающей среды.

13. Торцевая поверхность.

14. Уплотнение.

15. Валок.

16. Уплотнительное устройство.

17. Первая часть уплотнительного устройства.

18. Вторая часть уплотнительного устройства.

19. Несущая поверхность первой части.

20. Зажимное кольцо.

21. Язычок.

22. Язычок.

23. Пружина.

24. Пружина.

Изобретение относится к уплотнительным устройствам валков прокатных станов. Уплотнительное устройство для установленного с возможностью вращения валка включает, по меньшей мере, одно установленное на цапфе валка и охватывающее ее кольцевое тело, имеющее, по меньшей мере, один выступающий и плотно прилегающий во время вращения валка к стационарному элементу конструкции язычок, это кольцевое тело выполнено, по меньшей мере, из двух частей, причем первая часть прилегает к валку, а вторая часть имеет, по меньшей мере, один язычок, причем вторая часть кольцевого тела расположена в выемке первой части, стенки которой удерживают вторую часть от аксиального смещения. Прокатное устройство имеет, по меньшей мере, один установленный в клети с возможностью вращения валок и, по меньшей мере, одно вышеописанное уплотняющее устройство, уплотняющее валок относительно стационарной области прокатного устройства. Изобретение обеспечивает предотвращение аксиального смещения частей уплотнения, устранение угрозы посадки всего устройства, механическую стабильность. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Уплотнительное устройство (16) для валка (15), установленного на подшипниках с возможностью вращения, содержащее, по меньшей мере, одно установленное на цапфе (2) валка и охватывающее эту цапфу кольцевое тело, которое снабжено, по меньшей мере, одним выступающим и плотно прилегающим к стационарной подушке (7) прокатной клети во время вращения валка язычком (21, 22), причем кольцевое тело выполнено, по меньшей мере, из двух частей (17, 18), первая часть (17) которого прилегает к конструктивной части (2) валка (15), а вторая часть (18) которого имеет, по меньшей мере, один выступающий язычок (21, 22), причем вторая часть (18) расположена в выемке первой части (17), стенки которой удерживают вторую часть от аксиального смещения.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первая часть (17) и вторая часть (18) имеют различный модуль упругости.3. Устройство по любому из п.1 или 2, отличающееся тем, что первая часть (17) и вторая часть (18) имеют различную твердость поверхности.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первая часть (17) и вторая часть (18) выполнены из различных материалов.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вторая часть (18) имеет, по меньшей мере, один язычок (21), аксиально направленный к бочке валка (15), и один язычок (22), аксиально направленный в противоположную сторону.6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что язычок или язычки (21, 22) выполнены упругими подобно резине.7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что язычок или язычки (21, 22) подпружинены.8. Прокатное устройство, по меньшей мере, с одним установленным в клети с возможностью вращения валком (15) и, по меньшей мере, одним уплотняющим устройством, уплотняющим валок относительно стационарной области (7) прокатного устройства, отличающееся тем, что уплотнительное устройство (16) выполнено по п.1.