УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДШИПНИКОВ ВАЛКОВ Российский патент 2009 года по МПК B21B31/07 

Изобретение относится к уплотнительному устройству для подшипников валков, в частности подшипников с масляной пленкой или подшипников качения, в котором соединенное с шейкой валка или втулкой шейки кольцевое уплотнение имеет цилиндрическую уплотнительную поверхность, к которой прилегает расположенный в держателе без возможности проворачивания соединенный с подушкой упругий уплотнительный элемент.

Для обеспечения равномерного трения между втулкой шейки и вкладышем подшипника в зазор между втулкой шейки и вкладышем подшипника непрерывно подают смазочное средство. Это предполагает отвод избыточного и/или израсходованного смазочного средства. На противоположной валку стороне, т.е. на конце шейки валка это возможно без больших проблем. Однако на обращенной к валку стороне необходимо предусматривать уплотнительное устройство, которое исключает неконтролируемый выход смазочного средства на валок и шейку валка.

Такое уплотнительное устройство известно из ЕР 0297322 В1. В нем раскрыто уплотнительное устройство для подшипников валков в дрессировочных клетях, в которых шейка валка имеет конический участок между торцевой поверхностью валка и снабженной втулкой шейки, размещенной во вкладыше подшипника в корпусе подшипника областью шейки валка, содержащее цельное кольцевое гибкое усиленное проволочным кольцом и при необходимости стальной лентой уплотнительное тело, которое надвинуто на конический участок и прилегает к нему кольцевыми уплотнительными выступами и которое наружным кольцевым концом, по меньшей мере, одного из двух расположенных на расстоянии друг от друга в осевом направлении радиальных упругих кольцевых ребер с упругим фрикционным контактом прилегает, по меньшей мере, к одной неподвижной относительно корпуса или неподвижной относительно крышки корпуса расположенной сбоку от кольцевого буртика кольцевой уплотнительной поверхности.

Из DE 2731313 С2 известно уплотнительное устройство для подшипников валков в прокатных клетях, в которых шейка валка имеет конический участок между торцевой поверхностью валка и снабженной втулкой шейки, размещенной во втулке подшипника в корпусе подшипника областью шейки валка, содержащее цельное кольцевое гибкое уплотнительное тело, которое надвинуто на конический участок и прилегает к нему кольцевыми уплотнительными выступами.

Из DE 3119951 А1 известно, что в прокатном стане или прокатной клети для применения в комбинации с шейкой валка, которая окружена вкладышем подшипника, который установлен с возможностью вращения в неподвижном и расположенном в подушке подшипника вкладыше подшипника, используется окружающая конический участок шейки валка уплотнительная конструкция и круговая уплотнительная пластина, которая охватывает коническую часть шейки валка и закрепляет относительно подушки подшипника, при этом между вкладышем подшипника и неподвижно расположенной втулкой подается смазочное масло. К круговому и гибкому эластичному уплотнительному элементу, который установлен на конической части шейки валка так, что он может вращаться вместе с конической частью шейки валка, относится проходящий от этого уплотнительного элемента наружу фланец, который находится в уплотнительном контакте с соседней поверхностью уплотнительной концевой пластины. На уплотнительной концевой пластине расположено и закреплено наружное кольцевое уплотнение. Это наружное кольцевое уплотнение имеет цилиндрическую внутреннюю поверхность, которая вместе с внутренней поверхностью уплотнительной концевой пластины образует открытое к торцевой стороне бочки валка круговое полое пространство. Внутреннее кольцевое уплотнение прилегает своей внутренней частью к гибкому эластичному уплотнительному элементу, в то время как наружная окружная часть проходит до указанного выше полого пространства, в то время как дополнительно к этому манжеты или выступы находятся в уплотнительном контакте с внутренней цилиндрической поверхностью наружного кольцевого уплотнения и с торцевой поверхностью валков.

Известно создание поверхности кольцевого уплотнения с помощью выточного шлифования или соответственно шлифования в канавке, при этом предварительно создается основная структура посредством токарной обработки. Кроме того, известно, что поверхность кольцевого уплотнения имеет аналогичную резьбе структуру. Она может быть разделена в зависимости от требований и выполнения кольцевого уплотнения и выполнена в виде винтовой линии правого или левого вращения.

Согласно WO 02/076645 A, соответствующей ограничительной части пункта 1 формулы данного изобретения, прилегающие к поверхности кольцевого уплотнения эластичные уплотнительные элементы или соответственно их уплотнительные манжеты находятся в непосредственном контакте с его поверхностью и, когда валки вращаются, на них воздействует структура валков, и после определенного времени они разрушаются.

В основу изобретения положена задача создания устройства указанного в начале вида, обеспечивающего увеличение срока службы эластичных уплотнительных элементов и уменьшение трения.

Эта задача решается согласно изобретению за счет того, что уплотнительная поверхность кольцевого уплотнения накатана посредством полирования роликами. Предпочтительные варианты выполнения изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Решающее преимущество устройства согласно изобретению состоит в том, что за счет накатки посредством полирования роликами уплотнительная поверхность подвергается наклепу и минимизируется шероховатость. При этом имеющиеся лежащие в микронном диапазоне возвышения уменьшаются и упрочняются относительно имеющейся шлифованной уплотнительной поверхности.

Имеющуюся теперь уплотнительную поверхность можно в ходе дополнительной стадии обработки плазменно-диффузионным способом в горячей струе плазмы (480-520°С) подвергнуть плазменному азотированию. За счет этого уплотнительная поверхность становится еще тверже и износоустойчивее.

За счет дополнительного оксидирования уплотнительной поверхности или той части уплотнительной поверхности, которая находится в контакте с эластичным уплотнительным элементом, достигается гладкая поверхность и одновременно уменьшается трение. Кроме того, обработанная с помощью оксидирования поверхность защищена от коррозии.

Дополнительно к этому, исключается недостаток снабжаемых до сих пор покрытиями поверхностей, состоящий в том, что этот слой действует как теплоизоляционный, и за счет этого повышается температура манжеты/манжет.

Ниже приводится описание примера выполнения изобретения со ссылками на очень схематичные чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - частичный разрез валка с подшипником с масляной пленкой; и

фиг.2 - область уплотнения в увеличенном масштабе.

На фиг.1 показан валок 1, который имеет шейку 2 валка. На шейке 2 валка находится втулка 3 шейки. Она в свою очередь расположена во вкладыше 4 подшипника. Между втулкой 3 шейки и вкладышем 4 подшипника вводится смазочное средство, например масло, для минимизации трения. Вкладыш 4 подшипника расположен в подушке 5, которая расположена в окнах станины прокатной клети (не показано).

Для того чтобы масло не попадало на валок 1 и шейку 2 валка, на втулке 3 шейки закреплено, как показано на фиг.2, кольцевое уплотнение 6. Оно имеет цилиндрическую уплотнительную поверхность 7. Напротив уплотнительной поверхности 7 находится держатель 8, в котором размещен эластичный уплотнительный элемент 9, 10 и который удерживает уплотнительный элемент 9, 10 неподвижно и без возможности проворачивания.

Уплотнительная поверхность 7 в уплотнительном кольце 6 выполнена цилиндрической, чтобы даже при осевом сдвиге валка 1 с шейкой 2 валка в подшипнике валка иметь постоянный контакт с эластичным уплотнительным элементом 9, 10 или соответственно уплотнительной манжетой 11, 12.

Изобретение относится к устройству уплотнения для подшипников валков, в частности подшипников с жидкостным трением или подшипников качения. В устройстве кольцевое уплотнение, соединенное с шейкой валка или втулкой шейки, имеет цилиндрическую уплотнительную поверхность, к которой прилегает эластичный уплотнительный элемент, расположенный без возможности проворачивания в держателе, соединенном с подушкой, при этом уплотнительная поверхность подвергнута накатке посредством полирования роликами, плазменному азотированию, оксидированию, эластичный уплотнительный элемент является радиальным кольцевым уплотнением вала, имеющим опорные элементы. Обеспечивается увеличение срока службы эластичных уплотнительных элементов и уменьшение трения. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Уплотнительное устройство для подшипников валков, в частности, подшипников с масляной пленкой или подшипников качения, в котором соединенное с шейкой (2) валка или втулкой (3) шейки кольцевое уплотнение (6) имеет цилиндрическую уплотнительную поверхность (7), к которой прилегает расположенный без возможности проворачивания в держателе (8), соединенном с подушкой (5), эластичный уплотнительный элемент (9, 10), отличающееся тем, что уплотнительная поверхность (7) подвергнута накатке посредством полирования роликами.

2. Уплотнительное устройство по п.1, отличающееся тем, что уплотнительная поверхность (7) подвергнута плазменному азотированию.

3. Уплотнительное устройство по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что уплотнительная поверхность (7) подвергнута оксидированию.

4. Уплотнительное устройство по п.1, отличающееся тем, что эластичный уплотнительный элемент (9, 10) является радиальным кольцевым уплотнением вала.

5. Уплотнительное устройство по п.4, отличающееся тем, что радиальное кольцевое уплотнение вала имеет опорные элементы.