Опорный узел прокатного валка Советский патент 1988 года по МПК B21B31/02 

14

fff f5

V 1i

17

4

4

00 со

CD СХ

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использова- но в тяжелонагруженных подшипниковых опорах прокатных валков устройствами их противоизгиба.

Цель изобретения - повышение долговечности опоры за счет равномерного распределения с механизмом принудительного изгиба валков нагрузки меж- ду рядами подшипника.

На фиг.1 изображен опорный узел в сборе; на фиг.2 - рабочий валок с фиксированной подушкой в исходном положении; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2 (узла фиксации); на фиг.4 - рабочий валок с фиксированной подушкой при изгибе валка.

Опора прокатного валка состоит из подушки опорного валка 1 с планкой 2 для осевой фиксации рабочего валка, на шейке 3, которого насажена подушка 4 с подшипниковым узлом 5 и встроенными в нее гидроцилиндрами 6 уравновешивания и распора. Рабочая подушка 4 снабжена плунжерным механизмом. В боковой грани рабочей подушки выполнены прямоугольные прорези с Т-образными пазами 7, в которые вставлены прямоугольные пластины 8 с Т-об- разным выступом 9. В отверстие пластины 8 вставлен шарнир 10 со сферической головкой 11 и хвостовиком 12 с резьбой. На хвостовик 12 плотно навинчен другой шарнир 13. Шарниры 10 и 13 входят в сферические углубления плунжеров 14, которые вставлены в цилиндрические расточки 15 подушки 4. Внутри расточки 15 для герметизации расточек установлены втулки 16 и ман жеты 17, зажимаемые резьбовой втулкой 18, ввинчиваемой в резьбу расточки 15. В наружные отверстия расточек 15 завинчены заглушки 19. Под- плунжерная полость заполнена жидкое- ью. Попарно с каждой стороны прямоугольной пластины 8 полости соединен вертикальными сверлениями 20, которые сверху уплотнены пробками 21.Под плунжерные полости соединены через отверстия 22 с запорной арматурой 23

Сборку опоры производят в следующем последовательности.

Сначала собирают прямоугольную пластину 8 с шарнирами 10 и 13. В пластину вставляют шарнир 10 и на ег хвостовике 12 закрепляют шарнир 13 до их плотного соединения. В цилиндрические расточки 15 подушки 4 с предварительно завинченными заглушками 19 ставляют втулки 16, плунжеры 14, манжеты 17, которые зажимают резьбовой втулкой 18. Плунжеры 14 устанавливают в крайнем положении, чтобы они не выходили из гидроцилиндра 15.

Затем прямоугольную пластину 8 Т-образным выступом 9 вставляют в Т-образный паз 7 прямоугольной прорези подушки рабочего валка 4 таким образом, чтобы сферические головки 11 шарниров 10 находились против сферических углублений плунжеров 14. Под- поршневые полости верхних цилиндров через запорную арматуру 23 и от вер тия 22 заполняют жидкостью, которая через вертикальные сверления 20 поступает в нижние полости плунжеров (гидропанель не показана).

Масло подается до тех пор, пока плунжеры не упираются своими сферическими углублениями в сферические головки 11 шарниров 10. При этом прямоугольная пластина 8 занимает вертикальное положение. Затем подпоршне- вые полости плунжеров перекрываются запорной арматурой 23. Рабочий валок с собранной подушкой 4 сбоку по оси валка вставляется в подушку опорного валка 1 до упора прямоугольной пластины в подушку опорного валка. От осевого смещения подушки рабочего валка 4 в сторону перевалки прямоугольная пластина 8.фиксируется ри- гельной планкой 2, жестко ; з:акреплен- ной на подушке опорного валка 1,

При работе устройства противоизгиба рабочего валка масло под давлением подается в гидроцилиндры 6 уравновешивания и распора, которые изгибают бочку валка и его шейку 3. При этом подушка рабочего валка 4 поворачивается на некоторый угол (фиг.4). Верхний плунжер 14 со стороны бочки Всшка и нижний плунжер I4 со стороны перевалки перемещаются внутрь цилиндрических расточек 15 подушки 4, При этом масло по вертикальным сверлеий- ям 20 переходит в подпоршнеиле полости двух остальных плунжеров, выталкивая их в сторону прямоугольной пластины В. Поворот подушки 4 вместе с шейкой валка 3 происходит легко, так как деформации жидкости нет, а имеется только ее перетекание из одних по31443998

лостей плунжеров в другие. Сопротивления передвижения жидкости незначительны. Прямоугольная пластина сохраняется в вертикальном положении. ,о

При осевых нагрузках на валок подушка рабочего валка 4 стремится к перемещению относительно подушки опорного валка 2 в сторону перевалки ипи в сторону привода в зависимости ю

в

от направления осевого усилия. В этом случае подздпка не поворачивается, а перемещается всей плоскостью по оси валка. Жидкость в подпоршневых полостях плунжеров : 14 Ъжймается, а так как используется мапосжимаемая жидкость, то даже незначительное осевое смещение подушки (0,5-1 мм) приводит к возникновению чрезвычайно больших сил сопротивления. Это обусловлено тем, что за пределами упругой деформации жидкости она становится практически, несжимаемой.

Пример . Осевая нагрузка Q 600 кП, ход плунжера 1 5 см; диаметра плунжера D 20 см; модуль упругости жидкости 1500 МПа.

Изменение объема жидкости в под- ппунжбрной полости

iV V,|bJip,

де Vo - первоначальный объем, О - изменение давления, А - коэффициент относительного

о 1,57объемного

р 1 AD

F-l л

10

сжатия.

-3

3.14-20 . Г

м

«р - т

О Н/м 1

Ё

600-10

2-0,0314

9,5i

f

TSOO 0,00066

0,00066-10

где Е

Па-

объемный модуль МПа.

Для минеральных масел Е.

1350-1700 МПа; для силиконовой жидкости

с

1050 МПа

Следовательно LV

10-

1,57- 983,

10 -0,00066-10 -9,5

10

г 8

2,83 смВеличина упругой деформации жидкости

д1 J-Y -9г§3 2-314

0,16 мм.

0,016 см

,о

ю

м 15 20 25

30

35

40

45

50

55

Значит при смещениях подушки свыше 0,2 мм жидкость становится несжимаемой, что значительно меньше величин смещения подушек, допустимых в процессе эксплуатации опор.

Аналогично действует фиксация опор в случае неработающего устройства противоизгиба. При этом плунжера находятся в исходном положении, все подплунжерные подушки вначале приводит к незначительной деформации жидкости, а затем из-за больших сил сопротивления жидкости поДушка останавливается.

Применение опоры прокатного валка позволяет шейке валка и подушке свободно поворачиваться в вертикальной плоскости при работе противоизгибно- го устройства. Это достигается тем, что при наклоне подушки жидкость легко перетекает из одной подштунжерной полости в другую, сохраняя тем самым прямоугольную пластину в вертикальной плоскости и не оказывая на нее заметных усилий. Следовательно, не происходит перекос шейки валка-относительно подушки валка и поэтому радиальная нагрузка равномерно распределяется между рядами многорядного, например четырехряднога..-; подшипника. В известных пр1-1меняемызс в промьшшенности на прокатных станах фиксированньк опорах при изгибе валка нагружаются только 2 ряда подшипника вместо 4. Это приводит к их ускоренному износу и поломкам.

Равномерное распределение нагрузки между рядами подшипника в предлагаемой фиксированной опоре в 2 раза повьшает долговечность подпипника, а следовательно, и опоры.

Преимуществом предлагаемой опоры является также то, что при повороте подушки на любой реальный угол сохраняется одновременно ее жесткая безударная фиксация в осевом направлении. Это стабилизирует процесс прокатки и улучшает условия работы шарниров универсального шпинделя и его привода.

Формула изобр етения

Опорный узел прокатного валка, содержащий подушку опорного валка, в проеме которой размещена подушка ра- бочего валка, содержащая многорядный подшипник, гидрохщлиндры уравновешивания и распора, средства ее фиксации относительно подушки опорного валка, расположенные в прорезях на ее боковых поверхностях, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности опоры за счет равномерного распределения нагрузки между рядами подшипника, подушка рабочего валка выполнена с попарно сообщающимися полостями, заполненными жидким агентом, и снабжена плунжерами и пластиной, связанными между собой сферическими шарнирами, причем в каждой прорези боковой поверхности : подушки выполнен Т-образный паз, в котором установлена пластина.

Изобретение позволяет повысить долговечность тяжелонагруженных опорных узлов с механизмом принудительного изгиба валков за счет свободного поворота подушки рабочего валка при его изгибе. Опорный узел содержит подушку рабочего валка, размещенную в проеме подушки опорного валка и содержащую подшипниковый узел и гидроцилиндры уравновешивания и распора. Б вертикальной прорези подушки вьшол- нен Т-образный паз 7, в котором установлен плунжерный механизм с прямоугольной пластиной 8, шарнирно соединенной с плунжерами 14, закрывающими полости, выполненные в теле подушки. Полости выполнены попарно сообщающимися. Подплунжерные полости заполнены малосжимаемой жидкостью. Прямоугольная пластина 8 жестко зажимается в подушке опорного валка ригельной планкой. Перетекание жидкости из верхней подплунжерной полости в нижнюю и наоборот позволяет подушке рабочего валка свободно поворачиваться относительно подушки опорного валка при изгибе рабочего валка, сохраняя при этом его осевую фиксацию. 4 нл. (Л

Q}U2J

23 22 Г9

Фиг. г

фиг л