Гидродинамическая опора валковпРОКАТНыХ CTAHOB Советский патент 1981 года по МПК B21B31/02 

I

Изобретение относится к области прокатного производства, а точнее к гидродинамическим опорам прокатных валков.

Изобретение наиболее эффективно может быть использовано в качестве опормелкосортных, проволочных и листовых станов.

Развитие прокатного производства характеризуется прежде всего интенсификацией процессов прокатки, в первую очередь, за, счет роста скоростей прокатки. Это повышает требования к надежности опор прокатных валков, в значительной степени определяемой надежностью и долговечностью работы их уплотнительных узлов.

Известна гидродинамическая опора прокатного валка, содержащая: корпус, втулку-вкладыш, втулку-цапфу, сборную заднюю крышку с уплотнительным узлом. Уплотнительный узел задней крышки включает составную насадку с маслоотбойником и водоотбойником, а также контактную уплотнительную втулку, схватывающую насадку и прижимаемую к маслоотбойнику пружинами. Задняя крышка выполнена составной из трех последовательно установленных элементов: торцового, промежуточного и концевого с закрепленными между ними упругими диафрагмами, одна из которых охватывает с зазором насадку, а другая входит в кольцевой паз, предусмотренный на наружной поверхности контактной уплотнительной втулки l.

Недостаток известной конструкции опоры заключается в том, что, в свя0зи с перемещением прокатного валка, а вместе с ним и втулки-цап ы в радиальном и осевом направлениях относительно корпуса и жестко с ним связанной задней крышки усилие контакта

5 между маслоотбойником и контактной уплотнительной втулкой изменяется, . что ведет или к увеличенному износу, или к попаданию в опору воды и окалины и утечкам смазки. Вследствие из0менения толщины несущего масляного слоя в зависимости от режима работы опоры и перемещения валка в радиальном направлении изменяется зазор между упругой диафрагмой и насадкой, что

5 также ведет к попаданию воды и механических частиц в опору и снижает ее надежность.

Другим недостатком известной конструкции является TOj что значительны размеры уплотнительного узла в осеBOM направлении, что не позволяет пр близить ось нагружения опоры к оси прокатки, а это, как известно, снижает прочность шейки,-прокатного валк Цель настоящего изобретения - повышение надежности герметизации опор прокатного валка путем исключения влияния осевых и радиальных перемеще ний валка на ее уплотнение, а также, повышение прочностй шейки прокатного валка за счет уменьшения габаритов уплотнительного узла задней кршаки. Кроме того, целью изобретения является удобство эксплуатации уплот нительного .узла и снижение потерь смазочных масел. Поставленная цель достигается тем что в гидродинамической опоре всшков прокатных станов уплотнительный узел выполнен в виде внутренней и наружной втулок, причем внутренняя втулка жестко установлена на втулке-цапфе, а наружная втулка соединена с упругой диафрагмой, между втулками смонтированы, по меньшей мере, три элемента качения, например, подшипни ки с осями, на выступающих концах ко торых с обеих сторон втулок зафиксированы упомянутые уплотнительные кол ца. Такое конструктивное выполнение п воляет исключить влияние на работу уплотнительного узла опоры перемещений прокатного валка как в осевом, так и в радиальном направлениях, вдвое уменьшает скорость перемещения в зону уплотнения относительно ско-а рости вращения вала. Благодаря этому существенно снижается износ/ повышается надежность герметизации и, следовательно, срок службы уплотнительного узла. Это повышает надежность опори в целом. Кроме того, такая конструкция имеет значительно меньшие размеры уплотнительного узла в осевом направлении, что позволяет ( приблизить ось нагружения опоры к оси прокатки, а это, в свою очередь, позволяет повысить прочность шейки прокатного валка. На фиг. 1 - изображена гидродинамическая опора прокатного валка в продольном разрезе; на фиг. 2 - уплотнительный узел в увеличенном масштабе; а) контактный вариант, б) бесконтактный вариант; на фиг. 3 разрез А-А фиг. 1. Гидродинамическая опора прокатного валка содержит корпус 1, расположенную в нем втулку-вкладыш 2, втулку-цапфу 3, сопрягаемую своей ко нической частью с шейкой прокатноговалка 4, а также переднюю и заднюю крышки 5 и 6 с уплотнительными узлами. Уплотнительный узел 1 задней кры ки б включает внутреннюю и наружную втулки 8 и 9, между которыми располо жены равномерно по окружности, по меньшей мере, три элемента качения, например, подшипники 10 качения с осями 11. На выступающих концах осей 11 со стороны торцев обеих втулок 8 и 9 зафиксированы уплотнительные кольца 12 и 13, Уплотнительные кольца 12 и 13 подпружинены с помощью пружин 14. В контактном варианте исполнения уплотнительные кольца 12 и 13 находятся в контакте с торцами внутренней и наружной втулок 8 и 9. В бесконтактном варианте уплотнительные кольца 12 и 13 устанавливаются с зазором по отношению к торцам втулок 8 и 9 с помощью дистанционных шайб 15. Внутренняя втулка 8 жестко установлена на втулке-цапфе 3. Кольцевой зазор между уплотнительным узлом 7 и задней крышкой б перекрыт упругой диафрап й 16, одна кромка которой закреплена в задней крышке 6 с помощью кольца 17, а другая кромка закреплена в наружной втулке 9 с помощью кольца 18. Для фиксации наружной втулки 9 от проворота предусмотрен стопор 19. Кроме того, возMOiatHO исполнение комбинированного контактно-бесконтактного уплотнительного узла 7, когда одно из уплотнительных колец 12 и 13 устанавливается с зазором, а другое без него по отношению к торцам втулок В и 9. Гидродинамическая опора работает следующим образом. При вращении прокатного валка 4 и вместе с ним втулки-цапфы 3, нагрузка на опору воспринимается гидродинамическим клином, образующимся между втулкой-цапфой 3 и втулкой-вкладышем 2. Подаваемая в опору смазка вытекает в торцы через зазор, образуемый втулкой-вкладышем 2 и втулкойцапфой 3. Основная масса смазки уходит в сливной трубопровод, а часть ее попадает на уплотнительное кольцо 13, являющееся маслоотбойным, и отбрасывается центробежными силами. Идущая на подшипник вода, попадая на уплотнительное кольцо 12, также отбрасывается центробежными силами. Обеспечиваемый пружинами 14 контакт между торцами наружной и внутренней втулок 9 и 8 соответственно и уплотнительными кольцами 12 и 13 препятствует вытеканию смазки из опоры и попаданию воды и механических примесей в опору. При этом усилие контакта не зависит ни от радиальных, ни от осевых перемещений прокатного валка 4, поскольку уплотнительный узел 7 жестко связан с втулкой-цапфой 3, в свою очередь, жестко связанной с валком 4. Кроме того, частота вращения уплотнительных колец 12 и 13 относительно торцев втулок 8 и 9 вдвое меньше частоты вращения втулки-цапфы 3. Все это существенно уменьшает износ в контакте и увеличивает срок службы уплотнительного

узла, и следовательно, опоры в целом.

В бесконтактном варианте уплотнительного узла уплотнительные кольца 12 и 13 образуют лабиринт с торцами втулок 8 и 9 и втулкой-цапфой 3. Утечкам смазки из опоры и попаданию воды и механических примесей в опору препятствуют малые зазоры в лабиринте, которые не зависят по (указанным выше причинам от перемещений валка в осевом и радиальных направлениях .

Предложенная гидродинамическая опора прокатного валка обеспечивает более надежную по сравнению с известными герметизацию, резко снижеиощую утечку смазки и попадание в смазочную систему воды и окалины. Это позволяет повысить срок службы опор прокатных валков.

Формула изобретения

Гидродинамическая опора валков прокатных станов, содержащая корпус,

втулку-вкладыш, втулку-цапфу и соединенный с задней крышкой посредством упругой диафрагмы уплотнительный узел с уплотнительными кольцами, о тличающаяся тем, что, с целью повышения надежности герметизации опоры путем исключения влияния осевых и радиальных перемещений валка на ее уплотнение, упомянутый уплотнительный узел выполнен в виде внутренней и наружной втулок, причем внутренняя

0 втулка жестко установлена на втулкецапфе , а н аружная втулка соединена с упругой диафрагмой, между втулками смонтированы, по меньшей мере, три элемента качения, например, подшипники с осями, на выступающих концах которых с обеих сторон втулок зафиксированы упомянутые уплотнительные кольца.

0 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 288917, кл. В 21 В 31/02, 1968,

7

15

19

Фиг. 2