УЗЕЛ УПЛОТНЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК B21B31/07 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится вообще к так называемым «консольным» прокатным станам, где рабочие ролики консольно закреплены на концах валов роликов, которые выступают из корпусов, содержащих подшипники валов, зубчатые колеса, механизмы для регулирования раздвигания роликов и др. В частности настоящее изобретение относится к усовершенствованному узлу уплотнения для предотвращения утечки смазочных материалов из таких корпусов и для предотвращения проникновения внешних загрязняющих веществ, например, охлаждающей воды и захваченной грязи, вторичной окалины и др.

Описание уровня техники

Как описано, например, в патенте США № 4,910,987 (Woodrow), известные узлы уплотнения обычно используют неподвижные уплотнения с двумя кромками в контакте со смежными поверхностями маслоотбойных колец, закрепленных на вращающихся валах роликов. Такие конструкции имеют ряд недостатков, включающих утечку в результате быстрого износа и термической деградации кромок уплотнения и неспособность самостоятельно компенсировать рассогласования между вращающимися и неподвижными элементами, возникающими в результате зазоров в подшипниках и прогибов осей под воздействием нагрузки.

Краткая сущность изобретения

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения маслоотбойное кольцо прикреплено к валу ролика. Маслоотбойное кольцо содержит аксиально разнесенные, выступающие радиально наружу фланцы. Держатель уплотнения окружает маслоотбойное кольцо. Держатель уплотнения содержит аксиально разнесенные внутренние ободки, выступающие радиально в пространство между фланцами маслоотбойного кольца. Кольцевые уплотнения поддерживаются внутренними ободками держателя уплотнения. Внутренние ободки упруго поджаты друг от друга, чтобы удерживать кольцевые уплотнения в уплотнительном контакте с фланцами маслоотбойного кольца, когда кольцевые уплотнения подвергаются нормальному фрикционному износу.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения держатель уплотнения является самоустанавливающимся, чтобы компенсировать рассогласования между вращающимися и неподвижными элементами, возникающие в результате зазоров в подшипниках и прогибов осей под воздействием нагрузки, тем самым поддерживая оптимальное расположение и контакт кольцевых уплотнений с фланцами маслоотбойного кольца.

Эти и другие признаки и сопутствующие преимущества настоящего изобретения будут описаны ниже более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой вид с частичным разрезом, выполненным через рабочую клеть консольного прокатного стана, показывающий один из валов роликов, выступающий наружу из корпуса, с узлом уплотнения в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивающим уплотнение между валом и корпусом;

Фиг. 2А и 2В представляют собой увеличенные виды участков, обведенных кружками, указанных ссылочными позициями «2А» и «2В» на Фиг.1; и

Фиг.3 представляет собой увеличенный вид в поперечном разрезе, выполненном через узел уплотнения.

Подробное описание

Вначале со ссылкой на Фиг.1 показан участок консольного прокатного стана, в котором вал 10 ролика расположен с возможностью вращения на втулочных подшипниках 12а, 12b, содержащихся в эксцентриковой гильзе 14, которая в свою очередь расположена с возможностью вращения на передней и задней пластинах 16а, 16b узла 18 корпуса. Вал 10 содержит зубчатое колесо 20, которое сцепляется с другим зубчатым колесом парного вала (не показанного). Конец упомянутого вала выступает наружу из передней пластины 16а корпуса. Рабочий ролик 22 удерживается на выступающем наружу конце вала и зафиксирован на месте посредством внутренней конусной втулки 24 и крышки 26. Узел уплотнения в соответствии с настоящим изобретением обозначен в целом ссылочной позицией 28.

Со ссылкой дополнительно на Фиг. 2А, 2В и 3 можно видеть, что узел уплотнения включает в себя маслоотбойное кольцо 30, установленное на валу 10 с возможностью вращения вместе с ним. Маслоотбойное кольцо зажато между выступом 32 на валу и рабочим роликом 22 и содержит выступающие радиально наружу фланцы 30а, 30b, образующие между ними аксиальное пространство 34. Уплотнительные кольца 36 образуют уплотнение между маслоотбойным кольцом и валом.

К передней пластине 16а корпуса прикреплена уплотнительная пластина 38. Уплотнительная пластина образует круглое отверстие, центрированное с осью А₁ вращения эксцентриковой гильзы 14.

В круглом отверстии уплотнительной пластины 38 расположен с возможностью вращения круглый держатель 40 уплотнения. Держатель уплотнения включает в себя выполненные заодно целое первый внутренний ободок 40а и отдельный, расположенный аксиально на расстоянии второй внутренний ободок 40b. Внутренние ободки 40а, 40b расположены эксцентрично относительно отверстия уплотнительной пластины и аксиально центрированы с осью А₂ вращения вала 10 и выступают радиально внутрь в пространство 34 между фланцами 30а, 30b маслоотбойного кольца 30. Кольцевые уплотнения поддерживаются посредством первого и второго внутренних ободков 40а, 40b держателя 40 уплотнения. Внутренние ободки упруго поджаты друг от друга посредством удерживания кольцевых уплотнений 42 в контакте с фланцами 30а, 30b маслоотбойного кольца. Предпочтительно необходимые для этого упругие усилия обеспечиваются посредством узлов 44 тарельчатых пружин, расположенных в разнесенных в окружном направлении участках вокруг маслоотбойного кольца 30.

Установочный штифт 46 выступает из держателя 40 уплотнения в отверстие 48 в передней поверхности эксцентриковой гильзы 14. Установочный штифт служит для прикрепления с возможностью вращения держателя уплотнения к эксцентриковой гильзе, при этом отверстие 48 выполнено с возможностью поворота штифта 46.

С учетом вышеизложенного специалистам в данной области техники будет понятно, что узел уплотнения настоящего изобретения обеспечивает значительные преимущества. Например, благодаря упругому поджатию друг от друга внутренних ободков 40а, 40b держателя 40 уплотнения кольцевые уплотнения 42 удерживаются в контакте с фланцами 30а, 30b маслоотбойного кольца на протяжении всего срока службы уплотнений, когда они подвергаются нормальному износу. Держатель 40 уплотнения является самоустанавливающимся относительно вала ролика в любые моменты времени и при всех условиях нагружения.

Вышеописанный вариант осуществления настоящего изобретения предназначен только для описания его принципов и не должен рассматриваться как ограничивающий. Объем настоящего изобретения определяется не приведенным выше описанием, а прилагаемой формулой изобретения, и все изменения и модификации, которые находятся в пределах сущности и объема эквивалентности формулы изобретения, должны быть включены в нее.

Изобретение предназначено для уплотнения консольных рабочих роликов прокатного стана. Узел уплотнения установлен между корпусом и валом ролика, выступающим наружу из корпуса и расположенным в нем с возможностью вращения в эксцентриковой гильзе. Стабильность уплотнения соединения посредством своевременной компенсации износа контактирующих поверхностей обеспечивается за счет того, что узел содержит маслоотбойное кольцо, установленное на упомянутом валу ролика с возможностью вращения вместе с ним, причем маслоотбойное кольцо содержит выступающие радиально наружу фланцы, образующие аксиальное пространство между ними, держатель уплотнения, окружающий маслоотбойное кольцо, содержащий аксиально разнесенные первый и второй внутренние ободки, выступающие радиально внутрь в пространство между фланцами маслоотбойного кольца, кольцевые уплотнения, удерживаемые посредством упомянутых внутренних ободков, и средства для упругого отжатая упомянутых внутренних ободков друг от друга для удерживания упомянутых кольцевых уплотнений в контакте с фланцами маслоотбойного кольца. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Узел уплотнения консольных рабочих роликов прокатного стана, установленный между корпусом и валом ролика, выступающим наружу из корпуса и расположенным в нем с возможностью вращения в эксцентриковой гильзе, выполненной с возможностью поворота, содержащий:
маслоотбойное кольцо, установленное на упомянутом валу ролика с возможностью вращения вместе с ним, причем упомянутое маслоотбойное кольцо содержит выступающие радиально наружу фланцы, образующие аксиальное пространство между ними;
держатель уплотнения, окружающий маслоотбойное кольцо, содержащий аксиально разнесенные первый и второй внутренние ободки, выступающие радиально внутрь в пространство между фланцами упомянутого маслоотбойного кольца;
кольцевые уплотнения, удерживаемые посредством упомянутых внутренних ободков и
средства для упругого отжатая упомянутых внутренних ободков друг от друга для удерживания упомянутых кольцевых уплотнений в контакте с фланцами упомянутого маслоотбойного кольца.

2. Узел уплотнения по п. 1, который содержит уплотнительную пластину, прикрепленную к упомянутому корпусу и имеющую круглое отверстие, аксиально центрированное с осью вращения упомянутой эксцентриковой гильзы, причем упомянутый держатель уплотнения поддерживается упомянутой уплотнительной пластиной и выполнен с возможностью вращения в ее упомянутом круглом отверстии, при этом первый и второй внутренние ободки упомянутого держателя уплотнения и кольцевые уплотнения, удерживаемые на нем, расположены эксцентрично относительно упомянутого круглого отверстия и аксиально центрированы с осью вращения упомянутого вала.

3. Узел уплотнения по п. 1, который содержит установочное средство для закрепления с возможностью вращения упомянутого держателя уплотнения в упомянутой эксцентриковой гильзе.

4. Узел уплотнения по п. 3, в котором упомянутое установочное средство выполнено в виде штифта, выступающего из упомянутого держателя уплотнения в отверстие в упомянутой эксцентриковой гильзе.

5. Узел уплотнения по п. 2, в котором упомянутый держатель уплотнения выполнен в виде круглой пластины, а его первый внутренний ободок выполнен за одно целое с упомянутой круглой пластиной, при этом второй внутренний ободок выполнен в виде кольцеобразного элемента, отдельного от упомянутой круглой пластины и поддерживаемого на ее внутреннем крае.

6. Узел уплотнения по п. 1, в котором упомянутые средства для упругого поджатая упомянутых первого и второго внутренних ободков друг от друга выполнены в виде узлов тарельчатых пружин, расположенных между упомянутыми внутренними ободками на разнесенных в окружном направлении участках вокруг упомянутого маслоотбойного кольца.

7. Узел уплотнения по п. 4, в котором штифт установлен в упомянутом отверстии эксцентриковой гильзы с возможностью поворота.

8. Узел уплотнения консольных рабочих роликов прокатного стана, установленный между корпусом и валом ролика, выступающим наружу из упомянутого корпуса и расположенным в нем с возможностью вращения в эксцентриковой гильзе, которая выполнена с возможностью поворота, содержащий:
маслоотбойное кольцо, установленное на валу с возможностью вращения вместе с ним, причем упомянутое маслоотбойное кольцо содержит выступающие радиально наружу фланцы, образующие аксиальное пространство между ними;
уплотнительную концевую пластину, прикрепленную к корпусу и содержащую круглое отверстие, аксиально центрированное с осью вращения упомянутой эксцентриковой гильзы;
держатель уплотнения, окружающий упомянутое маслоотбойное кольцо, причем упомянутый держатель уплотнения удерживается посредством упомянутой уплотнительной концевой пластины с возможностью вращения в упомянутом круглом отверстии и содержит первый и второй внутренние ободки, выступающие радиально внутрь в пространство между фланцами упомянутого маслоотбойного кольца;
установочное средство для закрепления упомянутого держателя уплотнения в упомянутой эксцентриковой гильзе с возможностью вращения, причем упомянутое установочное средство выполнено в виде штифта, выступающего из упомянутого держателя уплотнения в отверстие упомянутой эксцентриковой гильзы с возможностью поворота упомянутого штифта относительно упомянутой эксцентриковой гильзы;
кольцевые уплотнения, удерживаемые внутренними ободками упомянутого держателя уплотнения, и
средства для упругого отжатия упомянутых внутренних ободков друг от друга для удерживания упомянутых кольцевых уплотнений в контакте с фланцами упомянутого маслоотбойного кольца.