ОПОРА И ВРАЩАЮЩИЙСЯ ВВОД ДЛЯ ОХЛАЖДАЕМОГО РОЛИКА Российский патент 2015 года по МПК B21B27/08 F16L27/00 

Данное изобретение относится к опоре и вращающемуся вводу для охлаждаемого ролика.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из публикации ЕР 1048880 А1 известна опора и вращающийся ввод для охлаждаемого ролика, содержащего:

- кронштейн подшипника;

- имеющее цилиндрическую форму тело ролика с центральным по меньшей мере на стороне входа каналом для охлаждающего средства;

- по меньшей мере один подшипник для опоры с возможностью вращения тела ролика относительно кронштейна подшипника, при этом силы передаются из тела ролика через подшипник на кронштейн подшипника;

- наружную крышку подшипника, которая разъемно соединена с кронштейном подшипника; и

- соединенную с наружной крышкой подшипника трубу для ввода охлаждающего средства в канал для охлаждающего средства тела ролика.

Хотя в этом варианте выполнения обеспечивается возможность замены трубы для охлаждающего средства, включая уплотнительный пакет, также в смонтированном состоянии, т.е. без необходимости демонтажа крышки подшипника при замене, однако уплотнительный пакет содержит много отдельных частей, таких как пружинный пакет, так называемое «парящее» кольцо скольжения, опора уплотнения, а также два взаимодействующих друг с другом кольца скольжения, так что быстрая замена уплотнительного пакета невозможна.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей изобретения является создание простой опоры и вращающегося ввода для охлаждаемого ролика при неизменно высокой надежности, так что, с одной стороны, уплотнительный элемент имеет немного отдельных частей и, с другой стороны, возможна быстрая замена уплотнительного элемента.

Эта задача решена с помощью устройства указанного в начале вида тем, что труба для охлаждающего средства соединена с телом ролика по меньшей мере через один имеющий форму втулки уплотнительный элемент с внутренней и наружной боковой поверхностью, при этом внутренняя боковая поверхность соединена уплотняющим образом с неподвижной трубой для охлаждающего средства, а наружная боковая поверхность соединена уплотняющим образом с вращающимся телом ролика. Имеющий форму втулки уплотнительный элемент является единственной отдельной частью, которую при износе можно просто и быстро заменять. Наружная боковая поверхность уплотнительного элемента статично уплотняет непроницаемо для текучей среды осевой канал охлаждающего средства в теле ролика; внутренняя боковая поверхность уплотнительного элемента динамически уплотняет неподвижную трубу для охлаждающего средства относительно вращающегося уплотнительного элемента. За счет конструктивного соединения динамического и статического уплотнения в одном уплотнительном элементе становятся ненужными пружинные элементы, эластичные втулки и т.п., поскольку, например, в случае теплового расширения, труба для охлаждающего средства может сдвигаться относительно уплотнительного элемента, т.е. может быть выполнена с возможностью скольжения. Уплотнительный элемент предпочтительно выполнен из PTFE (политетрафторэтилен), так что обеспечивается высокая химическая стойкость относительно различных охлаждающих сред (обычно в качестве охлаждающей среды применяется вода, возможно, с добавками). Для специалистов в данной области техники понятно, что ролик на основании больших воздействующих сил должен иметь несколько опор. В простейшем случае по обе стороны ролика предусмотрена одна опора и один вращающийся ввод согласно изобретению, при этом первый вращающийся ввод применяется для введения охлаждающей среды, а второй вращающийся ввод - для удаления охлаждающей среды.

Предпочтительно кронштейн подшипника имеет по меньшей мере один канал охлаждающего средства для пропускания находящейся под давлением охлаждающей среды, и наружная крышка имеет по меньшей мере один канал охлаждающего средства для пропускания охлаждающей среды, так что охлаждающая среда может направляться из кронштейна подшипника в наружную крышку подшипника, из наружной крышки подшипника в трубу для охлаждающего средства и из трубы для охлаждающего средства в канал охлаждающего средства тела ролика. С помощью этого варианта выполнения обеспечивается простое и стабильное направление охлаждающей среды.

Согласно одному предпочтительному варианту выполнения уплотнительный элемент имеет на своей наружной боковой поверхности по меньшей мере одно, предпочтительно по меньшей мере два статических уплотнения, а на своей внутренней боковой поверхности по меньшей мере одно, предпочтительно по меньшей мере два динамических уплотнения.

Согласно одному предпочтительному варианту выполнения статическое уплотнение выполнено в виде кольца круглого поперечного сечения, а динамическое уплотнение - в виде кольца скольжения.

С помощью обоих указанных выше вариантов выполнения достигается высокая степень уплотнения как при статическом уплотнении охлаждающей среды между неподвижными относительно друг друга конструктивными элементами (конкретно, телом ролика и уплотнительным элементом), так и при динамическом уплотнении охлаждающей среды между подвижными относительно друг друга конструктивными элементами (конкретно, вращающимся уплотнительным элементом и неподвижной трубой для охлаждающего средства). Такие уплотнительные элементы известны для специалистов в данной области техники под названием «прелоновые кольца» (смотри: http:www.prelon.de).

Относительно надежности уплотнения предпочтительно располагать уплотнительный элемент в зоне средней плоскости подшипника. Под средней плоскостью подшипника понимается плоскость, перпендикулярная оси направляющего ролика заготовки, которая проходит через середину подшипника, при этом в этой зоне можно пренебречь прогибанием ролика.

Целесообразно, что тело ролика соединено без возможности проворачивания с кожухом ролика. В этом случае кожух ролика может быть выполнен особенно стойким к износу, а при износе просто заменяется.

На основании больших опорных сил предпочтительно выполнять опору в виде подшипника качения, в частности самоустанавливающегося роликоподшипника.

Поскольку надежность подшипника сильно зависит от чистоты, предпочтительно выполнять уплотнение по обе стороны подшипника (например, в виде уплотненного с обеих сторон подшипника с закрывающими или уплотнительными дисками или же в виде открытого подшипника с внешними уплотнениями); кроме того, предпочтительно выполнять подшипник со смазкой консистентным смазочным веществом, предпочтительно смазкой свежим консистентным смазочным веществом.

Особенно простая геометрическая форма тела ролика достигается, когда одна торцевая поверхность тела ролика соединена с наружным уплотняющим кольцом. В этом случае наружное уплотняющее кольцо соединено, например, с помощью винтов с телом ролика, при этом наружное уплотняющее кольцо может иметь буртик для опоры кольца подшипника.

Согласно одному варианту выполнения кронштейн подшипника в направлении средней плоскости ролика разъемно соединен с внутренней крышкой подшипника, при этом при необходимости на внутреннюю крышку подшипника опирается внутреннее кольцо или наружное кольцо подшипника.

Согласно другому варианту выполнения подшипник уплотнен на обеих сторонах с помощью динамического уплотнения и при необходимости статического уплотнения, при этом эти уплотнения герметизируют, с одной стороны, внутреннюю крышку подшипника относительно тела ролика и, с другой стороны, наружную крышку подшипника относительно тела ролика или наружного уплотняющего кольца.

С помощью этих обоих указанных выше вариантов выполнения возможно простое эффективное и экономичное уплотнение подшипника.

Согласно одному варианту выполнения наружная крышка подшипника и осевая труба для охлаждающего средства образуют один конструктивный элемент. В качестве альтернативного решения можно вводить осевую трубу для охлаждающего средства в выемку наружной крышки подшипника и разъемно соединять с крышкой.

Согласно одному целесообразному варианту выполнения осевая труба для охлаждающего средства герметизирована с помощью статического уплотнения, например кольца круглого поперечного сечения, относительно наружной крышки подшипника.

Кроме того, целесообразно фиксировать уплотнительный элемент в осевом направлении с помощью фиксирующего элемента, например фиксирующего кольца.

Опора и вращающийся ввод согласно изобретению пригодны как для комбинации из неподвижного и подвижного подшипника, так и для так называемой плавающей опоры ролика.

На основании больших нагрузок, воздействию которых подвергается роликовая проводка заготовки или ролики прокатного стана, предпочтительно применять устройство согласно изобретению в качестве роликовой проводки для установки непрерывного литья или в качестве ролика прокатного стана для рольганга прокатной установки для металла, предпочтительно стали.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Другие преимущества и признаки данного изобретения следуют из приведенного ниже описания не имеющих ограничительного характера примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг.1-4 - четыре варианта выполнения направляющего ролика заготовки с опорой и вращающимся вводом;

фиг.5 - вариант выполнения ролика прокатного стана, при этом охлаждающая среда вводится непосредственно в трубу для охлаждающего средства.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ

На фиг.1 показан первый вариант выполнения выполненного в качестве направляющего ролика 1 заготовки охлаждаемого ролика для направления и опоры отливаемого изделия в установке непрерывного литья. При этом отливаемое изделие поддерживается выше и ниже средней плоскости отливаемого изделия направляющими роликами, при этом множество направляющих роликов установлены в одном направляющем сегменте заготовки. Тело 4 ролика поддерживается по меньшей мере в двух местах с помощью соответствующей выполненной в виде самоустанавливающегося роликоподшипника опоры 6, при этом опоры 6 передают воздействующие на направляющий ролик 1 заготовки силы на кронштейн 2 подшипника и далее в направляющий сегмент заготовки. С целью, с одной стороны, повышения рабочей прочности направляющего ролика 1 заготовки и, с другой стороны, для охлаждения отливаемого изделия с помощью направляющих роликов 1 заготовки направляющий ролик 1 выполнен с охлаждающим приспособлением. При этом охлаждающая среда в виде воды направляется из сегмента по меньшей мере в один канал 3 охлаждающего средства в кронштейне 2 подшипника, из кронштейна 2 подшипника по меньшей мере в один канал 8 охлаждающего средства в наружной крышке 7 подшипника, из наружной крышки 7 подшипника в трубу 9 для охлаждающего средства и из нее в осевой канал 5 охлаждающего средства в теле 4 ролика. При этом наружная крышка 7 подшипника соединена, с одной стороны, с трубой 9 для охлаждающего средства и, с другой стороны, с помощью нескольких винтов с кронштейном подшипника. Для обеспечения надежного уплотнения охлаждающей среды труба 9 для охлаждающего средства соединена с телом 4 ролика через имеющий форму втулки уплотнительный элемент 10, который выполнен в виде прелонового кольца типа V 2. Уплотнительный элемент 10 имеет внутреннюю и наружную боковые поверхности 11, 12, при этом внутренняя боковая поверхность 11 соединена с помощью двух выполненных в виде колец скольжения динамических уплотнений 14 непроницаемо для текучей среды с трубой 9 для охлаждающего средства, а наружная боковая поверхность 12 соединена с помощью двух выполненных в виде колец круглого поперечного сечения статических уплотнений 13 непроницаемо для текучей среды с телом 4 ролика. Соединенный с автоматической смазкой свежим консистентным смазочным веществом самоустанавливающийся роликоподшипник 6 герметизирован с обеих сторон с помощью соответствующего радиального уплотнения и пластинчатого уплотнения, при этом наружные уплотнения установлены между наружной крышкой 7 подшипника и наружным уплотняющим кольцом 18, а внутренние уплотнения установлены между внутренней крышкой 19 подшипника и телом 4 ролика. Для фиксации уплотнительного элемента 10 в осевом направлении он фиксирован с помощью втулки 21 и выполненного в виде фиксирующего кольца фиксирующего элемента 20. Для минимизации прогибания направляющего ролика 1 заготовки относительно трубы 9 для охлаждающего средства уплотнительный элемент 10 расположен в зоне средней плоскости 15 подшипника 6.

На фиг.2 показан другой пример выполнения направляющего ролика 1 заготовки, при этом в этом случае труба 9 для охлаждающего средства выполнена с возможностью введения в наружную крышку 7 подшипника. Соединенная с помощью нескольких винтов с наружной крышкой 7 подшипника труба 9 для охлаждающего средства герметизирована с помощью двух колец круглого поперечного сечения относительно наружной крышки 7 подшипника. С целью обеспечения наглядности канал охлаждающего средства в наружной крышке 7 подшипника не изображен.

На фиг.3 также показан другой вариант выполнения направляющего ролика 1 заготовки, при этом в этом случае по сравнению с фиг.2 применяется другая фиксация в осевом направлении уплотнительного элемента 10. С помощью этого варианта выполнения обеспечивается простая возможность снабжения существующих роликов устройством согласно изобретению, при этом можно использовать размеры существующих кольцеобразных выемок между телом 4 ролика и трубой 9 для охлаждающего средства для размещения уплотнительного элемента 10 и заполнять промежуточное пространство просто втулками 21, так что уплотнительный элемент 10 фиксирован в осевом направлении.

На фиг.4 показан другой вариант выполнения направляющего ролика 1 заготовки, при этом в этом случае уплотнительный элемент 10 фиксирован в осевом направлении, с одной стороны, с помощью втулки 21 и, с другой стороны, с помощью наружного уплотняющего кольца 18.

На фиг.5 показан вариант выполнения охлаждаемого ролика 22 для направления прокатываемого изделия на рольганге в прокатном стане. При этом опора и вращающийся ввод содержат кронштейн 2 подшипника; тело 4 ролика для направления и опоры отливаемого или прокатываемого изделия с центральным по меньшей мере на стороне входа каналом 5 для охлаждающей среды; подшипник 6 для опоры с возможностью вращения тела 4 ролика относительно кронштейна 2 подшипника, при этом силы передаются от тела 4 ролика через подшипник 6 на кронштейн 2 подшипника; наружную крышку 7 подшипника, которая с помощью винтов соединена с кронштейном 2 подшипника; и соединенную с наружной крышкой 7 подшипника трубу 9 для ввода охлаждающей среды в канал 5 охлаждающего средства тела 4 ролика, при этом труба 9 для охлаждающего средства соединена с телом 4 ролика по меньшей мере через один имеющий форму втулки уплотнительный элемент 10 с внутренней и наружной боковыми поверхностями 11, 12, и внутренняя боковая поверхность 11 соединена герметично с трубой 9 для охлаждающего средства, а наружная боковая поверхность 12 соединена герметично с телом ролика 4.

В противоположность указанным выше вариантам выполнения охлаждающая среда направляется не через кронштейн 2 подшипника и наружную крышку 7 подшипник в трубу 9 для охлаждающего средства, а непосредственно из неизображенного трубопровода охлаждающего средства в трубу 9 для охлаждающего средства. Уплотнение трубы 9 для охлаждающего средства, соответственно, канала 5 охлаждающего средства в теле 4 ролика осуществляется аналогично показанным на фиг.1 и 2 вариантам выполнения.

ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ

1 Направляющий ролик заготовки

2 Кронштейн подшипника

3 Канал охлаждающего средства в кронштейне подшипника

4 Тело ролика

5 Канал охлаждающего средства в теле ролика

6 Подшипник

7 Наружная крышка подшипника

8 Канал охлаждающего средства в наружной крышке подшипника

9 Труба для охлаждающего средства

10 Уплотнительный элемент

11 Внутренняя боковая поверхность

12 Наружная боковая поверхность

13 Статическое уплотнение

14 Динамическое уплотнение

15 Средняя плоскость подшипника

16 Кожух ролика

17 Торцевая поверхность

18 Наружное уплотняющее кольцо

19 Внутренняя крышка подшипника

20 Фиксирующий элемент

21 Втулка

22 Ролик

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для направления и поддержания отливаемого или прокатываемого изделия. Ролик (1) имеет тело (4) цилиндрической формы с центральным каналом (5) для охлаждающего средства. Опора содержит по меньшей мере один подшипник (6) с наружной крышкой (7) и кронштейном (2). Труба (9) для охлаждающего средства соединена с телом (4) ролика через уплотнительный элемент (10). Внутренняя боковая поверхность (11) элемента (10) соединена с неподвижной трубой (9) для охлаждающего средства, а наружная боковая поверхность (12) соединена с вращающимся телом (4) ролика. Уплотнительный элемент (10) имеет на наружной боковой поверхности (12) по меньшей мере одно статическое уплотнение (13), а на внутренней боковой поверхности (11) по меньшей мере одно динамическое уплотнение (14). Обеспечивается повышение надежности опоры и возможность быстрой замены уплотнительного элемента. 13 з.п. ф-лы. 5 ил.

1. Опора с вращающимся вводом охлаждающего средства для охлаждаемого ролика, предназначенного для направления и поддержания отливаемого или прокатываемого изделия и имеющего тело цилиндрической формы с центральным на стороне входа каналом для охлаждающего средства, содержащая по меньшей мере один подшипник для опоры тела ролика с возможностью вращения относительно кронштейна подшипника и передачи сил от тела ролика через подшипник на кронштейн, наружную крышку подшипника, неподвижную трубу для охлаждающего средства, отличающаяся тем, что неподвижная труба для охлаждающего средства соединена с телом ролика через имеющий форму втулки уплотнительный элемент для подвода охлаждающего средства от наружной крышки подшипника в канал для охлаждающего средства, выполненный в теле ролика, внутренняя боковая поверхность уплотнительного элемента соединена с неподвижной трубой для охлаждающего средства, а наружная боковая поверхность соединена с вращающимся телом ролика, при этом уплотнительный элемент имеет на своей наружной боковой поверхности по меньшей мере одно, предпочтительно два статических уплотнения, а на своей внутренней боковой поверхности по меньшей мере одно, предпочтительно два динамических уплотнения.

2. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что в кронштейне подшипника выполнен по меньшей мере один канал охлаждающего средства для пропускания находящейся под давлением охлаждающей среды, а в наружной крышке подшипника выполнен по меньшей мере один канал охлаждающего средства для пропускания охлаждающей среды из кронштейна подшипника в наружную крышку подшипника, из наружной крышки подшипника в трубу для охлаждающего средства и из трубы для охлаждающего средства в канал охлаждающего средства тела ролика.

3. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что статическое уплотнение выполнено в виде кольца круглого поперечного сечения, а динамическое уплотнение - в виде кольца скольжения.

4. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что труба для охлаждающего средства выполнена с возможностью сдвига относительно уплотнительного элемента.

5. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что уплотнительный элемент расположен в зоне средней плоскости подшипника.

6. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что тело ролика соединено без возможности проворачивания с кожухом ролика.

7. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что подшипник выполнен с уплотнением с обеих сторон.

8. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что одна торцевая поверхность тела ролика соединена с наружным уплотняющим кольцом.

9. Опора по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что кронштейн подшипника в направлении средней плоскости ролика разъемно соединен с внутренней крышкой подшипника, при этом при необходимости на внутреннюю крышку подшипника опирается внутреннее кольцо или наружное кольцо подшипника.

10. Опора по п. 7, отличающаяся тем, что подшипник уплотнен на обеих сторонах с помощью динамического уплотнения и при необходимости статического уплотнения, при этом эти уплотнения герметизируют, с одной стороны, внутреннюю крышку подшипника относительно тела ролика и, с другой стороны, наружную крышку подшипника относительно тела ролика или наружного уплотняющего кольца.

11. Опора по любому из пп. 1, 2 или 4, отличающаяся тем, что наружная крышка подшипника и труба для охлаждающего средства образуют один конструктивный элемент.

12. Опора по любому из пп. 1, 2 или 4, отличающаяся тем, что труба для охлаждающего средства введена в выемку наружной крышки подшипника и разъемно соединена с ней.

13. Опора по п. 12, отличающаяся тем, что труба для охлаждающего средства герметизирована с помощью статического уплотнения относительно наружной крышки подшипника.

14. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что уплотнительный элемент фиксирован в осевом направлении с помощью фиксирующего элемента.