Роликовая арматура прокатной клети
Полезная модель относится к прокатному производству и может быть использована в конструкции прокатных станов, преимущественно для черновых и промежуточных клетей сортового и проволочного станов в качестве привалковой арматуры, в частности роликовой арматуры.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в создании роликового узла, который позволит за счет конструктивного выполнения ролика соосно монтировать подшипники качения, повысить герметичность подшипниковых узлов, получить герметичную камеру для смазки и уравновешивать давление в камере для смазки роликового узла с окружающей средой.
Роликовая арматура прокатной клети содержит роликодержатель, на котором установлен роликовый узел. Роликовый узел включает ролик, на внутренней поверхности которого выполнены упорные бурты, между которыми образована камера для смазки. В упорные бурты вмонтированы подшипники качения, с расположенными на них дистанционными кольцами. Дистанционные кольца прилегают к армированным резиновым манжетам, которые установлены с гарантированным натягом. Армированные резиновые манжеты эластичной кромкой контактируют со шлифованной поверхностью наружного диаметра упорных шайб, фиксирующих подшипники качения. По внутреннему диаметру упорных шайб выполнены проточки под уплотнительные резиновые кольца, через которые упорные шайбы установлены с гарантированным натягом на ось. Ось неподвижно закреплена в роликодержателе и имеет поперечный канал и осевой канал. Осевой канал в торце оси снабжен отдушиной, которая сообщается с камерой для смазки.
Полезная модель относится к прокатному производству и может быть использована в конструкции прокатных станов, преимущественно для черновых и промежуточных клетей сортового и проволочного станов в качестве привалковой арматуры, в частности роликовой арматуры.
Известна роликовая арматура, которая содержит два роликодержателя с вмонтированными роликовыми узлами, каждый из которых содержит ролик. Ролик опирается посредством упорного пояска, который расположен посередине его внутренней цилиндрической части, через подшипники качения и упорные шайбы на зафиксированную в вилке роликодержателя неподвижную ось с осевым и поперечным каналами для подачи смазки к подшипникам. Для удержания смазки и предотвращения попадания воды с окалиной в роликовый узел предусмотрено торцевое щелевое бесконтактное уплотнение, образованное торцевой поверхностью ролика и внутренней плоскостью вилки роликодержателя, прилегающей к торцу ролика. (И.С.Тришевский, В.В.Клепанда, Н.В.Литовченко. Настройка непрерывных прокатных станов. - Металлургия, Москва, 1964, с.248-249, рис.94).
Основным недостатком роликового узла известной роликовой арматуры является щель торцевого бесконтактного уплотнения не менее 1 мм, через которую в роликовый узел проникает вода с окалиной, повышая абразивный износ подшипников качения и снижая их долговечность. При эксплуатации роликового узла внутренняя плоскость вилки роликодержателя изнашивается, соответственно увеличивается щель торцевого бесконтактного уплотнения и роликодержатель подлежит замене. Это увеличивает стоимость эксплуатации роликовой арматуры и уменьшает ресурс ее работы.
Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности и достигаемому положительному результату является роликовая арматура
прокатной клети, содержащая роликодержатели, в которые вмонтированы роликовые узлы, каждый из которых включает ролик, который опирается посредством упорного пояска, расположенного посередине внутренней цилиндрической части ролика через подшипники качения и уплотнения, выполненные в виде крышек подшипников, на зафиксированную в роликодержателе неподвижную ось. Ось имеет осевой и поперечный каналы для подачи смазки к подшипникам. (RU №2044583, В21В 39/16, 1995 г.).
Основными недостатками известного технического решения является низкий ресурс работы роликовой арматуры и короткий межремонтный период ее эксплуатации.
Этот конструктивный недостаток связан с тем, что при изготовлении внутренний профиль ролика не позволяет растачивать его под посадочные места подшипников соосно за одну установку. Несоосный монтаж подшипников приводит к перекосу колец подшипников и к их механическому разрушению вместе с сопрягаемыми деталями роликового узла.
Другим недостатком является низкая герметичность подшипниковых узлов ролика. Так как крышки подшипников и внутренний диаметр ролика образуют щелевое уплотнение, то при вращении ролика под давлением центробежных сил смазка отбрасывается от оси ролика через щели уплотнения и попадает в окружающую среду. Протечки смазки происходят также между внутренним диаметром крышки подшипника и осью ролика. Кроме того, данная конструкция роликовой арматуры требует периодического пополнения роликового узла смазкой и не исключает поступление охлаждающей воды с сопутствующей ей окалиной через щель уплотнения к подшипникам, что предопределяет абразивный износ подшипников качения и низкий ресурс работы роликовой арматуры. В условиях стана горячей прокатки ролик работает в режиме нагрев - охлаждение, что вызывает изменение давления в подшипниковом узле относительно давления окружающей среды и, как следствие, происходит выдавливание смазки из подшипникового узла при повышенном давлении, и поступление воды с окалиной в подшипниковый узел
при пониженном давлении, что в итоге приводит к нарушению герметичности подшипниковых узлов и, как следствие, к абразивному износу и снижению ресурса работы роликовой арматуры.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение ресурса работы роликовой арматуры прокатной клети.
Поставленная задача достигается тем, что в известной роликовой арматуре прокатной клети, включающей пару роликодержателей, с расположенными на них роликовыми узлами, каждый их которых включает ролик, установленный посредством подшипников с уплотнениями на ось, закрепленную неподвижно в роликодержателе и имеющую осевой и поперечный каналы, согласно полезной модели, на внутренней поверхности ролика выполнены упорные бурты, в которые вмонтированы подшипники качения, с расположенными на них дистанционными кольцами, прилегающими к уплотнениям, выполненным в виде армированных манжет, контактирующих с установленными на оси упорными шайбами с уплотнительными резиновыми кольцами, при этом между упорными буртами образована камера для смазки, а осевой канал в торце оси снабжен отдушиной.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в создании роликового узла, который позволит за счет конструктивного выполнения ролика соосно монтировать подшипники качения, повысить герметичность подшипниковых узлов, получить герметичную камеру для смазки и уравновешивать давление в камере для смазки роликового узла с окружающей средой.
Технический результат достигается за счет того что, на внутренней поверхности ролика выполнены упорные бурты, в которые вмонтированы подшипники качения с упорным бортом на наружном кольце. Применение такого подшипника качения позволяет производить расточку посадочных отверстий ролика, а именно его цилиндрической части, за одну установку, что гарантирует соосность установки подшипников качения в ролике при их монтаже. Соосный монтаж подшипников качения продлевает ресурс работы
роликовой арматуры и исключает их механическое разрушение из-за перекоса колец.
На наружном кольце подшипников качения через дистанционные кольца, в отверстие ролика установлены с гарантированным натягом армированные резиновые манжеты, которые посредством эластичных кромок контактируют с упорными шайбами, изготовленными из стали с повышенной твердостью не ниже 30 HRC. При этом по внутреннему диаметру упорных шайб выполнены проточки под уплотнительные резиновые кольца, через которые они с гарантированным натягом контактируют с осью. Применение контактных уплотнений в конструкции роликовой арматуры позволяет повысить герметичность подшипниковых узлов и соответственно предотвратить утечки смазки и попадание воды с окалиной к подшипникам качения.
Между упорными буртами, путем расточки внутреннего диаметра ролика, образована камера для смазки, объем которой позволяет использовать закладной способ смазки. В данном случае смазку можно использовать с более высокими смазочными свойствами. Камера для смазки через осевой канал, снабженный в торце оси отдушиной, сообщается с окружающей средой. Применение отдушины позволяет уравновешивать давление между камерой и окружающей средой, а это исключает утечку смазки из камеры и предотвращает попадание воды с окалиной в роликовый узел, что в конечном итоге позволяет повысить ресурс работы роликовой арматуры.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображен поперечный разрез роликовой арматуры прокатной клети.
Роликовая арматура прокатной клети содержит роликодержатель 1 с установленным на нем роликовым узлом, включающим ролик 2, на внутренней поверхности которого выполнены упорные бурты 3. Между упорными буртами 3 образована камера для смазки 4. В упорные бурты 3 вмонтированы подшипники качения 5, с расположенными на них дистанционными кольцами 6, прилегающими к армированным резиновым манжетам 7, установленными с гарантированным натягом. Армированные резиновые манжеты 7
своей эластичной кромкой контактирует со шлифованной поверхностью наружного диаметра упорных шайб 8, фиксирующих подшипники качения 5. По внутреннему диаметру упорных шайб 8 выполнены проточки под уплотнительные резиновые кольца 9, через которые упорные шайбы установлены с гарантированным натягом на ось 10. Ось 10 неподвижно закреплена в роликодержателе 1 и имеет поперечный канал 11 и осевой канал 12. Осевой канал 12 в торце оси 10 снабжен отдушиной 13, которая сообщается с камерой для смазки 4.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Для смазки подшипников качения 5 используют закладной способ смазки. На начальном этапе работы собирают нижнюю половину ролика 2. В упорный бурт 3, в нижней части ролика 2, монтируют подшипник качения 5 с опорным бортом на наружном кольце, заполненный смазкой. На него устанавливают дистанционное кольцо 6, прилегающее к армированной резиновой манжете 7. В отверстие армированной резиновой манжеты 7 монтируют упорную шайбу 8 с уплотнительным резиновым кольцом 9. Далее смазкой заполняют камеру 4 и собирают верхнюю часть ролика 2. В упорный бурт 3 монтируют, заполненный смазкой подшипник качения 5, на него устанавливают дистанционное кольцо 6, армированную резиновую манжету 7 и упорную шайбу 8 с уплотнительным резиновым кольцом 9. Собранный ролик 2 устанавливают в роликодержатель 1 и соединяют осью 10, осевой канал 12 которой в торце снабжен отдушиной 13.
С началом прокатки прокатываемая заготовка входит в контакт с роликовой арматурой и приводит во вращение ролик 2, работающий в режиме нагрев - охлаждение. При этом подшипники качения 5 работают в запредельном режиме в силу высокой частоты вращения и испытывают радиальные и осевые нагрузки, но так как они установлены в ролике 2 соосно без перекосов, то в процессе эксплуатации не происходит механических разрушений подшипников качения 5 и сопрягаемых с ними деталей роликового узла. При вращении ролика 2 под действием центробежных сил смазка отбрасывается
от оси 10, но установленные герметично армированные резиновые манжеты 7 и упорные шайбы 8 с уплотнительными резиновыми кольцами 9 не дают ей попасть в окружающую среду. Рабочие валки и роликовая арматура прокатной клети обильно охлаждаются водой, но контактное уплотнение в виде армированной резиновой манжеты 7 и упорной шайбы 8 с уплотнительным резиновым кольцом 9 исключают ее попадание в роликовый узел. При этом нижняя армированная резиновая манжета 7 эластичной кромкой устанавливается внутрь к подшипнику узлу для более надежного удержания смазки, а верхняя эластичной кромкой наружу, препятствуя проникновению воды с окалиной в подшипниковый узел. При разогреве ролика 2 горячей заготовкой под действием высокой температуры в роликовом узле увеличивается давление, которое действует на смазку, выдавливая ее из подшипникового узла. При охлаждении ролика 2, в камере для смазки 4 давление снижается, и может произойти затягивание воды с окалиной в роликовый узел, но отдушина 13, соединяющая камеру для смазки 4 через осевой канал 11 с окружающей средой, уравновешивает его в обоих случаях.
Роликовая арматура прокатной клети, оснащенная армированными резиновыми манжетами, упорными шайбами с уплотнительными резиновыми кольцами, отдушиной, камерой для смазки, соосной установкой подшипников качения, успешно прошла испытание в черновой, промежуточной и Чистовой группах клетей мелкосортного стана «250-2» ОАО «ЗСМК». Ресурс работы роликовой арматуры без дополнительной подачи смазки увеличился более чем в два раза.
Роликовая арматура прокатной клети, включающая пару роликодержателей с расположенными на них роликовыми узлами, каждый их которых включает ролик, установленный посредством подшипников с уплотнениями на ось, закрепленную неподвижно в роликодержателе и имеющую осевой и поперечный каналы, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности ролика выполнены упорные бурты, в которые вмонтированы подшипники качения, с расположенными на них дистанционными кольцами, прилегающими к уплотнениям, выполненным в виде армированных манжет, контактирующих с установленными на оси упорными шайбами с уплотнительными резиновыми кольцами, при этом между упорными буртами образована камера для смазки, а осевой канал в торце оси снабжен отдушиной.
