Опора рабочего валка прокатной клети

Опора рабочего валка прокатной клети

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ОПОРА РАБОЧЕГО ВАЛКА ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ, содержащая подушку с подшипником качения, размешенным на конусной шейке валка, распорную втулку, два резьбовых полукольца, установленных в углублениях на шейке валка, резьбовое кольцо и уплотнения, отличающаяся тем, что, с целью повышения ресурса опоры путем снижения воздействия нагрузок от момента прокатки, резьбовое кольцо снабжено проволочным элементом, выполненным в виде спирали с шагом, равным шагу резьбы кольца. 22 25 23 26 Zlt 27 II II

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)4 В 21 В 31/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Z8 8 гггю гзгюг гг

10 2 1

18 zo fg z1 щит. I

17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3690946/22-02 (22) 19.01.84 (46) 07.10.85. Бюл. № 37 (72) А. Н, Комаров, В. К. Рочняк, С. M. Пивоварова, В. Е. Зема, А. Д. Белянский, 3. П. Каретный, А. Н. Корышев, И. И. Вохромеев и А. М. Пухальская (71) Днепропетровский ордена Трудового

Красного Знамени металлургический институт им. Л. И. Брежнева (53) 621.771.2 (088.8) (56) Перель Л. Я. Опоры на подшипниках ка-. чения и механизмах прокатных станов. М.:

Машиностроение, 1972, с. 80 — 126..

Авторское свидетельство СССР № 915989, кл. В 21 В 31/02, 1982.

„„SU„„1183216 А (54) (57) 1. ОПОРА РАБОЧЕГО ВАЛКА ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ, содержащая подушку с подшипником качения, размещенным на конусной шейке валка, распорную втулку, два резьбовых полукольца, установленных в углублениях на шейке валка, резьбовое кольцо н уплотнения, отличающаяся тем, что, с целью повышения ресурса опоры путем снижения воздействия нагрузок от момента прокатки, резьбовое кольцо снабжено проволочным элементом, выполненным в виде спирали с шагом, равным шагу резьбы кольца.

1183216

2. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что спиральный проволочный элемент размещен во впадинах резьбы полуколец.

3. Опора по и. 1, отличающаяся тем, что спиральный проволочный элемент размещен во впадинах резьбы кольца.

4. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что спиральный проволочный элемент размещен во впадинах резьбы полуколец и кольца.

5. Опора по пп. 1 — 4, отличающаяся тем, что спиральный проволочный элемент выполнен из мягкого деформируемого материала — алюминия, силумина или красной меди.

6. Опора по пп. 1 — 5, отличающаяся тем, что диаметр проволоки спирального элемента равен 1,02 — 1,7 величины зазора между впадинами и вершинами профиля резьбы по луколец и кольца.

7. Опора по пп. 1 — 5, отличающаяся тем, что спиральный проволочный элемент выполнен из стальной проволоки, а резьбовое коль1

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к конструкции опор прокатных валков.

Целью изобретения является повышение ресурса опоры путем снижения воздействия нагрузок от момента прокатки.

На фиг. 1 изображена предлагаемая опора, продольны"; на фиг. 2 и 3— узел 1 на фиг. 1.

Опора рабочего валка прокатной клети содержит подушку 1 с подшипником 2 качения, который напрессован с натягом на коническую шейку 3 валка 4. Четырехрядный подшипник с коническим роликом 5, содержащий внутреннее 6 и наружное 7 кольца.

Внутреннее кольцо состоит из трех частей, наружное — из двух, причем между последними имеется дистанционное кольцо (не показано). Положение подшипника на конической шейке валка и соответствующий натяг определяется шириной контрольного калиброванного кольца, выполненного и подогнанного индивидуально таким образом, что диаметр шейки валка и торца контрольного кольца был бы практически одинаковым для всех валков данной установки. Это обеспечивает взаимозаменяемость подшипников.

Зазоры между роликами и дорожкой качения устанавливаются на заводе изготовителе и в процессе эксплуатации не перестраиваются.

Фиксация частей наружного кольца подшипников осуществляется с помощью крышки 8, жестко соединенной с подушкой 1, цо из мягкого деформируемого материала— алюминия, силумина или красной меди.

8. Опора по пп. 1 — 4 и 7, отличающаяся тем, что кольцо выполнено с гладким отверстием, диаметр которого равен

d=d, + (1 — 2 ), где d,< — наружный диаметр резьбы;

z — зазор между впадинами и вершинами профиля резьбы.

9. Опора по пп: 1 — 4, 7 и 8, отличающаяся тем, что диаметр проволоки спирального проволочного элемента равен

d, = - —,— (0,25 ctgoL/2.5..0,5hq + z + s) с /г

f+ sja Й/ J где (К вЂ” угол профиля резьбы;

S — шаг резьбы;

h, — высота профиля резьбы;

z — зазор между впадинами и вершинами профиля резьбы;

3,— величина натяга между кольцом и полукольцами.

2 а фиксация частей внутреннего кольца через распорную втулку 9, резьбовым кольцом 10 охватывает два полукольца 11, установленных в углублении 12 на шейке 3 валка 4.

Распорная втулка 9, резьбовые полукольца 11 и шейка валка зафиксированы от проворота друг относительно друга шпонкой 13.

Для сохранения постоянства зазора между роликами и дорожкой качения для каждого ряда необходимо обеспечить равномерность напряжений от натяга в каждом ряду.

С этой целью натяг каждого из внутренних колец подбирается дифференцировано.

Между крышкой 8, распорной втулкой 9 и шейкой 3 валка размещены металлические кольца 14 и 15, уложенные в проточенные в верхней части втулки канавки 16 и 17 и упругие резиновые кольца 18 и 19, уложенные в канавки 20 и 21, изготовленные в нижней части втулки.

20 Кроме того, в крышке 8 и втулке 9 выполнены канавки 22 — 24 и выступы 25 — 27 образующие между собой лабиринтное уплотнение.

На крышке 8 выполнен канал 28 для подачи смазки к металлическим кольцам. Кольца могут быть изготовлены из чугуна, бекелита, графита или текстолита. Указанные уплотнения предотвращают вытекание смазки и надежно защищают подшипники от грязи, пыли, окалины, влаги и паров. ПодЗ0 шипники качения должны быть смазаны консистентной смазкой, жидкими минеральными маслами или смазкой, масляным туманом.

1183216

Такая опора обеспечивает скорость прокатки до 30 м/с, а нагрузку подшипников при работе до 14 МПа (140 кгс/см ).

В резьбе между полукольцами 11 и кольцом 10 размещен спиральный проволочный элемент 29, шаг которого равен шагу резьбы.

Это создает прочное и в то же время разъемное соединение, исключающее самоотвинчивание резьбового кольца, вследствие повышения трения между витками резьбы полуколец, колец и спирального проволочного элемента.

Искусственное создание в резьбовом соединении напряженного состояния обеспечивает наличие требуемой величины момента, необходимого для предотвращения самоотвинчивания кольца. Кроме того, предложенное решение обеспечивает бесступенчатое изменение положения резьбового кольца.

Надежная фиксация положения резьбового кольца 10 и распорной втулки 9 относительно подшипника и других элементов опоры исключает образование зазора в элементах крепления подшипника при возникновении знакопеременных нагрузок, что обуславливает стабильный натяг элементов, резко уменьшает их износ и проворачивание относительно друг друга. Это повышает равномерность распределения нагрузки между рядами роликов подшипников, исключает непараллельность валков, повышает надежность работы уплотнительных элементов, а также снижает осевые усилия, в конечном итоге обеспечивающее уменьшение разнотолщинности и неплоскостности листового проката, частоты перевалок и настройки клетей, повышает качество готовой продукции и производительность стана.

Спиральный проволочный элемент 29 размещен во впадинах резьбы полуколец 11, что упрощает установку элемента (в этом случае элемент просто навивается по впадинам витковой резьбы полуколец), обеспечивает соответствующий контроль натяжения последнего и необходимую фиксацию полуколец между собой. Это в свою очередь обуславливает надежность работы элементов опоры, повышает производительность оборудования и качество готовой продукции.

Спиральный проволочный элемент может быть размещен также во впадинах резьбы кольца. Такая установка проволочного элемента используется в тех случаях,.когда по некоторым причинам нельзя разместить его во впадинах полуколец, например резьбовое отверстие полуколец имеет канал, проточки и углубления. В этом случае хотя и усложняется установка элемента, но зато повышается надежность работы опоры.

Проволочный элемент 29 может быть размещен одновременно во впадинах резьбы полуколец 11 и кольца 10 (фиг. 2), Это повышает жесткость механических связей в указанных деталях и величину натяга, а

З0

55 также увеличивает на контактных поверхностях резьбы силу трения, что повышает надежность фиксации элементов подшипника и крепление их относительно друг друга.

Кроме того, во впадинах резьбы полуколец и/или кольца может быть размещено по

E- -5 спиральных проволочных элементов.

Конкретное число элементов зависит от вида резьбы (формы профиля), ширины впа дин и вершин профиля, а также от величины зазора Z между ними.

Указанное количество спиральных проволочных элементов значительно повышает надежность работы и соединения опоры вследствие образования между витками резьбы кольца и полуколец дополнительных жестких механических связей и создания более напряженного состояния между ними. Надежное замыкание витков резьбы кольца и полуколец между собой в свою очередь уменьшае зависимость момента, необходимого для предотвращения самоотвинчивания кольца, от характера восприни маемой нагрузки. В этом случае, как показывает опытное промышленное опробование, даже при значительных знакопеременных. пульсирующих и температурных нагрузках нарушение фиксации крепежных элементов подшипника не наблюдается. Причем, какое-либо дополнительное крепление, кроме указанного, не применялось.

Увеличение количества спиральных элементов более пяти повышает силу трения и усилие, необходимое для завинчивания кольца, что усложняет, а иногда делает даже вообще невозможной сборку узла, а поэтому является нерациональным.

Каждый спиральный проволочный элемент выполнен из мягкого деформируемого материала, например алюминия, силумина или красной меди.

Выбранные материалы обеспечивают необходимую степень деформации проволочных элементов и создают величины силы трения и момента, необходимых для предотвращения самоотвинчивания кольца. Это обеспечивает сжатие спиральных элементов (сплющивание) между витками резьбы кольца и полуколец и создает достаточные по величине расклинивающие усилия, что приводит к надежному замыканию витков резьбы кольца и полуколец относительно друг друга и исключает самоотвинчивание кольца.

Возникающие при сборке деформации спиральные проволочные элементы из мягкого или упругого материала и образующиеся при этом жесткие механические связи, замыкающиеся на витках резьбы кольца 10 и полуколец ll, резко увеличивают надежность работы элементов крепления подшипников, что повышает качество продукции и производительность стана.

1183216

Диаметр проволоки спирального элемента равен 1,02 — 1,7 величины зазора между впадинами и вершинами профиля резьбы полуколец и кольца. Указанные соотношения установлены опытным путем, являются оптимальными и необходимы для надежной работы элементов крепления узла.

Данное отношение обеспечивает величину натяга на сторону от 10 до 300 микрон, что, как подтвердили эксперименты, достаточно для надежного фиксирования кольца относительно полуколец при самых значительных величинах знакопеременных нагрузок, возникающих при. эксплуатации предложенной опоры.

Меньшее значение диаметра проволочного элемента выбирается при меньших диаметрах резьбы указанных деталей и меньших значениях знакопеременных нагрузок, а большие — при больших значениях размеров резьбы и величины нагрузок. Уменьшение соотношения менее 1,02 не обеспечивает надежной фиксации кольца, что приводит к смещению элементов крепления подшипника, интенсивному износу и выходу из строя опоры. Увеличение указанного соотношения более 1,7 резко увеличивает заклинивание между витками резьбы и делает сборку узла трудной, а иногда даже невозможной.

Спиральный проволочный элемент может быть выполнен из стальной проволоки, а резьбовое кольцо из мягкого деформируемого материала, например алюминия, силумина или красной меди.

Такое решение расширяет функциональные возможности опоры и позволяет в отдельных случаях повысить надежность работы опоры за счет улучшенного теплоотвода и уменьшения влияния вибрации и ударных нагрузок на фиксацию элементов крепления.

Кольцо 10 выполнено с гладким отверстием, диаметр которого определяется следующим соотношением

d = d, + (1 —, 2 .), где d> — наружный диаметр резьбы;

Z —, зазор между падинами и вершинами профиля резьбы.

Такое решение также расширяет функциональные возможности предложения и может быть использовано при ремонтных работах в случае, когда резьба имеет мелкий шаг и небольшие размеры.

При эксплуатации нередко возникают случаи, когда резьба кольца 10 приходит в негодность (витки резьбы изношены, смяты, сорваны или форма профиля искажена), а новое кольцо отсутствует, что приводит к затратам времени и простою стана. Проточка гладкого отверстия указанного диаметра в старом кольце и наличие проволочного спирального элемента позволяют использовать старое кольцо и осуществить надежную фиксацию его на полукольца. В этом случае при навинчивании кольца поверхность его отверстия деформируется стальным проволочным спиральным элементом и образует спиральные витки, равные шагу резьбы.

При деформации поверхности отверстия кольца возникают расклинивающие усилия между стальным проволочным элементом, надежно зафиксированным в витках резьбы полуколец и кольцом, которые образуют жесткие механические связи, надежно фик10 сирующие элементы крепления подшипника.

Это снижает трудоемкость и сроки ремонтных работ, что в свою очередь повышает производительность стана.

Увеличение указанного диаметра отверстия кольца снижает величину натяга между кольцом и полукольцами, что снижает надежность работы опоры и связанные с ней преимущества.

Уменьшение указанного соотношения диа метра отверстия значительно повышает обгц разующиеся при сборке заклинивающие усилия, что повышает трудоемкость сборки, а в отдельных случаях делает ее невозможной.

В обоих последних случаях, когда спиральный проволочный элемент выполнен из стальной проволоки, диаметр последней определяется следующим соотношением

4 = 2кд l -(0,25ctg4t2 S 0,55, + Z+5$

1+ Яй(К/2

3О где Ы. — угол профиля резьбы;

S — шар резьбы;

h,— высота профиля резьбы;

Z — зазор между впадинами и вершинами профиля резьбы;

 — величина натяга между кольцом и

35 полукольцом.

Стальной проволочный элемент в этом случае при сборке деформирует с необходимым натягом стенки цилиндрического отверстия кольца, создавая в отверстии винтовую поверхность. Надежная фиксация элементов опоры достигается за счет повышения трения между деталями и образования дополнительных механических связей.

Указанная величина диаметра проволоки

45 элемента определена опытным путем и обеспечивает величину натяга, равную 20—

?00 микрон на диаметр, что вполне достаточно для надежной фиксации элемента крепления подшипника и обеспечивает надежную работу опоры в целом и связанные с ней преимущества, заключающиеся в повышении качества готовой продукции и производительности стана.

Уменьшение диаметра проволоки спирального элемента снижает величину натяга, а следовательно, и надежность фиксации кольца.

Увеличение диаметра проволоки указанного элемента, наоборот, повышает величи1183216

Ю

Щыг. Л (PUZ.

Составитель Ю. Лямов

Редактор Г. Вол ко ва Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 620! /! Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного кЬмитета СССР по делам изобретений и открытий! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

- 7 ну натяга и увеличивает трудоемкость сборки.

Устройство работает следующим образом.

Подшипник 2 качения устанавливают в подушку 1 и фиксируют с помощью крышки 8. После чего собранный подузел размещают на шейке 3 валика 4, одевают распорное кольцо 9 с уплотняющими кольцами 14, 15, 18 и 19, устанавливают шпонку 13, а в проточку 12 вставляют два резьбовых полукольца 11.

С помощью дополнительного приспособления, например гидрогайки, одетой на полукольца 11, через распорную втулку 9, запрессовывают до упора кольцо подшипника 6. После этого гидрогайку снимают, во впадины резьбы полуколец и/или кольца устанавливают спиральный проволочный элемент и завинчивают резьбовое кольцо 10 до плотного упора в распорное кольцо 9.

Деформируясь витками резьбы спиральный проволочной элемент образует жесткие механические связи и создает напряженное состояние в витках резьбы, которое исключает смещение элементов крепления подшипника относительно друг друга и обеспечивает надежную работу опоры.

Возникающие при указанных деформациях проволочных элементов расклинивающие усилия, вызывают в резьбовом соединении дополнительные, весьма значительные по величине силы трения, исключающие воз можность ослабления соединения в дальнейшем при работе опоры.

Деформация спирального проволочного элемента обеспечивает надежную фиксацию кольца в любом его положении и не требует какого-либо дополнительного фиксирования.

Достигнутая при этом надежная фиксация колец на зависит от степени затяжки резьбовых полуколец 11, кольца 10 и распорной втулки 9 относительно друг друга.

Кроме того, наряду с надежным фиксированием деталей в заданном положении обеспечивается также и надежная герметизация резьбового соединения, что положительно сказывается на надежности работы опоры.

При этом повышается виброустойчивость элементов крепления и равномерность распределения нагрузки на витки резьбы по длине, а также резко снижается влияние знакопеременных и пульсирующих нагрузок на их фиксацию.

Силы трения между витками резьбы и спирального проволочного элемента превышают усилия отвинчивания кольца, возникающие от знакопеременных, ударных и температурных нагрузок, вибраций и тепловыделения, что исключает ослабление элементов соединения и образование в них зазоров, а это в свою очередь исключает смещение подшипников, их проворачивание, 29 интенсивный износ при работе и повышает стойкость и срок службы опоры в целом.

Повышение стойкости шеек валков, исключение смещения, перекосов деталей и нарушения параллельности валков повышает равномерность распределения нагрузки между рядами роликов подшипника и уменьшает разнотолщинность и неплоскостность листового проката.

Исключение эксцентричного смещения вращающихся деталей относительно неподвижных, повышает эффективность работы уплотнительных элементов, что также повышает надежность работы опоры.

Таким образом, повышение надежности

35 работы элементов крепления подшипников повышает стойкость предлагаемой опоры в целом, уменьшает количество перевалок и настроек клетей, повышает производительность стана и точность прокатки.