Опора прокатного валка Советский патент 1988 года по МПК B21B31/02 

(Л

Изобретение касается прокатного производства,в частности комбики- роваиньсх опор для валков высокоскоростных листопрокатных станов.Целью изобретения является повышение ресурса опоры путем равномерного распределения нагрузки по телам качения осевого подшипника. Опора состоит из шейки валка 1, многорядного радиального подшипника 2 и осевого подшип

со

со

О5

инка 3 двустороннего действия, установленных в подушке А, уплотнений 5 и узла фиксации 6, Подушка 4 зафиксирована в подушке опорного валка или в станине 7 защелкой 8с По обе стороны наружного кольца осевого подшипника установлены кольцевые прокладки 9 из эластомерного материала - полиуретана, обеспечивающие равномерное распределение нагрузки по телам качения осевого подшипника. Исходная толщина каждой прокладки определяется из следующего уравнения; а (p,8-l,6)DE ;T(l , оГ, + t/ j )(D - - d )/2ВС, где D - наружный диаметр осевого подшипника; Е - модуль упругости материала прокладки; d - внут1

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в качестве комбинированньк опор для валков высокоскоростных листопрокатных станов

Цель изобретения - повьш1ение ресурса опоры путем равномерного распределения нагрузки по телам качения осевого подшипника,

На чертеже изображена опора про- катного валка, общий вид. Опора состоит из шейки валка 1, многорядного радиального подшипника 2 и осевого подшипника 3, насаженных на его шей- ку, подушки 4, уплотнительных узлов 5 и узла фиксации 6 Подушка 4 зафиксирована в подушке опорного валка или станине 7 защелкой 8„ Внутреннее кольцо радиального подшипника 2 может быть насажено на шейку валка 1 как с натягом, так и с зазором. При посадке с зазором, поскольку его величина в опорах валков существенна, она должна учитываться при расчете максимально возможного перекоса. На- ружное кольцо радиального подшипника посажено в подушку 4 по посадке с зазором. Осевой подшипник 3 на шейку валка 1 посажен по посадке скольжения, Тое, с небольшим зазором для удобства монтажа и демонтажа собранной подушки на валке, но он жестко зафиксирован на валке в осевом напренний диаметр прокладки; f - средний радиальный зазор в радиальном подшипнике; (f - средний радиальный зазор между шейкой валка и внутренним кольцом радиального подшипника;

о 2 - средний радиальный зазор между подушкой и наружным кольцом радиального подшипника; В - ширина радиального подшипника; С - динамическая грузоподъемность подшипника. Повышение стойкости осевых подшипников приводит к повышению ресурса всей опоры. Это особенно важно для высокоскоростных станов, так как позволяет использовать в их опорах в качестве осевых шариковые упорно-радиальные подшипники, 1 ил.

равлении гайкой узла фиксации 6, В поДушку он посажен с радиальным за-- зором 0,25-0,5 мм на сторону, что исключает восприятие им радиальной нагрузки. Его наружное кольцо смонтировано в подушке 4 между двумя кольцевыми прокладками 9, которые зажаты крьппкой подушки с предварительной затяжкойо Прокладки 9 выполнены из эластомерного материала, например полиуретана, исходная толщина каждой прокладки до затяжки определяется из следующего уравнения:

а(0,8.,,, ,6) -2Ml.,l ilDL-d:

где D - наружный диаметр осевого подшипника;

Е - модуль упругости материала прокладки;

d - внутренний диаметр кольцевой прокладки;

о - средний радиальный зазор в радиальном подшипнике;

о I - средний радиальный зазор между шейкой валка и внутренним кольцом радиального подшипника, при посадке кольца с натягом 0;

Oj- средний радиальный зазор между подушкой и наружным кольцом радиального подшипника;

В - ширина радиального подшипника;

С - динамическая грузоподъемность подшипника.

Расчетная толщина прокладки в сочетании с ее площадью и мехсвойст- вами материала обеспеуивает в каждом случае упругую ее деформацию при фактически действующих нагрузках и упругое восстановление ее толщины при перемене направления осевой нагрузки

Выбираемая при разработке узла конструктивная толщина эластомерной прокладки не должна быть менее расчетной величины, так как при меньшей толщине ее упругая деформация под нагрузкой и упругая отдача при разгрузке не обеспечит в полной мере самоустановку наружного кольца под- щипника под нагрузкой. Она не должна превышать расчетную толщину, так как это, приведет к чрезмерному увеличению ее ширины, (диаметральных размеров) под нагрузкой, ухудшающему условия ее работы, а также увеличит габариты узла и стоимость.

При появлении осевого усилия валок I вместе с подушками 4 начинает перемещаться в осевом направлении в пределах зазора в узле осевой фиксации, В зависимости от направления перемещения выступы подушки 4 упираются в торцовые поверхностн опорной подушки или- станины 7 или в защелки 8, которые их перемещение ограничивают. Больший или меньший перекос подушки А относительно валка 1 при этом имеет место практически всегда: для новых неизношенных деталей - в результате неточностей изготовления, для изношенных при эксплуатации - в результате частой смены разньк и по разному изношенных комплектов рабочих подушек, контакти рующих с реже сменяемыми опорными подушками или станиной.

Действие осевого усилия в сочетании с перекосом подушки 4 относительно шейки валка 1 неравномерно сжимает нагруженную упругую прокладку 9 и вызывает cooтвeтcfвyющyю упругую отдачу имеющей предварительную затяжку ненагруженной прокладки 9. Наружное кольцо осевого подшипника 3 благодаря этому самоустанавливается перпендикулярно действующему осевому усили и этим практически выравнивает распрделение нагрузки по телам качения.

to

15

20

25

45

30

35

40

0

5

По сравнению с известным техническим решением предлагаемая опора прокатного валка за счет выравнивания нагрузки по телам качения позволяет увеличить реализуемую грузоподъемность осевых подшипников и соответственно в степени 3 (для шариковых) или 3,33 (для роликовых) увеличить долговечность „

Повьппение стойкости осевых подшипников приводит и к повышению стойкости предлагаемых опор Особенно это важно для высокоскоростных станов, так к ак позволяет широко использовать в их опорах в качестве осевых шариковые упорно-радиальные подшипники, имеющие высокие скоростные возможности, но недостаточную в обычных опорах без прокладок грузоподъемность.

Формула изобретения

Опора прокатного валка, содержащая подушку с многорядным радиальным подшипником качения и несамоустанав- ливающимся осевым подшипником двустороннего действия, размещенными на шейке валка, отличающаяся тем, что, с целью повышения ресурса опоры путем равномерного распределения нагрузки по телам качения осевого подшипника, опора снабжена двумя кольцевыми прокладками из эластомер- ного материала, установленными с каждой стороны наружного кольца осевого подшипника, а исходная толщина каждой прокладки а равна

,-(08 6)

a-vи,о,«о с,OJ2ВС

где D - наружный диаметр осевого подшипника;

Е - модуль упругости материала прокладки;

d - внутренний диаметр прокладки;

f - радиальный зазор в радиальном подшипнике;

«/, - радиальный зазор между шейкой и внутренними кольцами радиального подшипника;

e/j- радиальный зазор между подушкой и наружным кольцом радиального подшипника;

В - ширина радиального подшипника;

С - динамическая грузоподъемность осевого подшипника.