CN102893040B - 在轧机油膜轴承中使用的泵油装置和泵油方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种在轧机油膜轴承(10)中使用的泵油装置，用于消除从旋转轴套(12)与围绕轴套(12)的固定轴衬(18)之间切向地流出的层流油。泵油装置包括限界表面，该限界表面与轴套(12)和轴衬(18)协作，以限定出环形腔(40a)，环形腔(40a)设置成用以容纳流出的层流油。推进器(42)突入腔(40a)中并能够以轴套(12)的速度与轴套(12)一起旋转，由此以围绕环形腔(40a)推进油。出口(44)与环形腔(40a)切向地连通，以移除通过推进器(42)的旋转围绕腔(40a)推进的油。出口(44)的尺寸与容纳在环形腔(40a)中的油的体积相关，使得腔(40a)在轴承(10)的平稳状态操作期间保持填充有油。还公开了一种在轧机油膜轴承(10)中使用的泵油方法。

Description

在轧机油膜轴承中使用的泵油装置和泵油方法
技术领域
本发明涉及一种用于在轧机油膜轴承中使用以移除从旋转轴套与围绕轴套的静止轴衬之间切向地排出的层流油的泵油装置和泵油方法。
背景技术
在通常的轧机油膜轴承中，轴套围绕辊颈设置并能够与辊颈一起旋转。轴套在包含于轴承座中的固定轴衬内受到轴颈式支撑以(journalled)旋转。轴套和轴衬的尺寸确定为在它们之间限定一定的间隙。在操作期间，油被连续地引入该间隙，在该间隙处，油在轴承的载荷区域处被可旋转地迫压成位于轴套与轴衬之间的液压维持薄膜。层流油从轴承的各端切向地流到油槽中，油在重力作用下从油槽移除以被过滤并冷却，然后被循环回到轴承。
这种装置的缺陷在于需要大直径的排出管道，以容纳从轴承排出的油的重力流。这些排出管道占据了非常大的外部空间，并且因此对轴承的总尺寸造成不利影响。还必须采取措施以确保排出管道带有距离(pitch)地适当安装，该节距设计成防止油向上回流进入并从轴承油槽溢出。
发明内容
概括地讲，本发明的目的是利用旋转轴承部件的动能将油从轴承中泵出。由于油被强制地排出，所以可以使用较小的排出管道以处理排出的油流，而不必维持用于容纳重力流的排出距离。
现将参照附图对本发明的这些及其他特征和优点做进一步的详细说明，其中：
附图说明
图1是根据本发明的轧机油膜轴承的实施系统的横截面图；
图2是图1中标记“A”的圆形区域的放大图；
图3是在图1和2中示出的辊颈密封件的透视图；
图4是通过密封件端板延伸件剖切的横截面图；
图5是图1中标记“B”的圆形区域的放大图；
图6是示意性地示出由固定轴衬围绕的旋转轴套的横截面图；
图6A是图6中示出的圆形部分的放大图，其中，图解地示出了从轴套与轴衬之间流出的层流油的速度分布；以及
图7是沿着图2的线7-7剖切的截面图，其中，图解地示出了通过本发明的旋转推进器(impellers)而被从轴承泵出的油的速度分布。
具体实施方式
首先参照图1，轧机油膜轴承总体上用附图标记10表示。轴承包括固定在轧辊16的锥形辊颈14上的轴套12。轴套在包含于轴承座20内的固定轴衬18中旋转。轴套和轴衬的尺寸确定为在它们之间限定间隙“G”。操作期间，油被连续地引入该间隙，在该间隙处，油在轴承的载荷区域被轴套旋转地迫压成位于轴套与轴衬之间的液压维持薄膜。层流油从轴承的相对两端切向地流出。
密封组件22a、22b分别定位在轴承的内侧端部和外侧端部。另外参照图2，可以看到：内侧密封组件22a包括柔性且弹性的辊颈密封件24，辊颈密封件24安装在锥形辊颈部分14上以便与轴套12一起随锥形辊颈部分14旋转。辊颈密封件由固定到轴承座20的密封端板26围绕。
在传统轴承中，从轴套与轴衬之间切向地逸出的层流油容纳在油槽28a中，油在重力的作用下从油槽排出。如可以从图6和6A看出的，从间隙G逸出的油在轴套表面处具有轴套速度Vs并在轴衬表面处具有等于0的速度Vo。该速度分布产生平均速度Vs/2。
然而，在本发明中，环形延伸件30跨越密封端板26与轴承座20之间的间隙。辊颈密封件上的凸缘32密封地接触密封端板上的肩部34，并且辊颈密封件上的甩油环(flinger)36密封地接触延伸件30上的环形肩部38。由甩油环36、延伸件30和轴承座20提供的限界表面与轴套12和轴衬18协作以限定环形内侧腔40a，环形内侧腔40a与油槽28a隔离开并且设置成用以容纳从轴套与轴衬之间的间隙G切向地流出的层流油。推进器42突入到腔40a中。如能够另外从图3中最清楚地看到的，推进器42由辊颈密封件24承载并且围绕辊颈密封件24的圆周间隔开。
如图4所示，延伸件30包括与环形腔40a切向地连通的出口44。软管46连接到出口44并且通向轴承的外部，以便连接到传统的轧机润滑系统(未示出)。
出口44的尺寸与环形腔40a中容纳的油的体积相关地确定成使得在平稳状态操作期间腔中保持填充有油。如前所述，密封件24和轴套12都安装在辊颈14上并与辊颈14一起旋转。因此，由密封件24承载的推进器42以轴套的速度与轴套一起旋转。如在图7中示意性地示出的，在由推进器42跨越的环形腔40a的横截面区域中，这样被推进的油的速度保持成轴套的速度Vs。与从在图6A中示出的传统装置的速度分布得到的相对中等的能量水平相比，本发明的增加的速度分布提供了显著增加的能量水平，以有效地围绕腔40a泵送油并将油经由出口44排出。
参照图5，将会看到：在轴承的外端处由密封组件22b提供了类似的装置。在此，环形外侧腔40b由在轴衬18与轴承座20之间延伸的延伸件48、紧固到轴套12的环50以及由延伸件48承载的唇形密封件52上的限界表面所限定。推进器42紧固到轴套12并从轴套12径向地突入到腔40b中。
尽管并未示出，但应当理解，延伸件48包括与图4中用附图标记44示出的内侧出口相类似的外侧出口。外侧出口切向地与外侧腔40b连通并且连接到第二软管58(如图1所示)。
因此，将会看到：推进器42用于利用选定的轴承部件(例如，在内侧端部的辊颈密封件24和外侧端部的轴套18)的旋转动能来产生强制地将油从环形腔40a、40b喷出的泵送作用。如上所指出的，通过强制性地将油喷出而不是依靠重力流，可以使用较小直径的排出管道并且按策略进行定位而无需考虑维持重力距离。

Claims (13)

1.一种在轧机油膜轴承中使用的泵油装置，用以移除从旋转轴套与围绕所述轴套的固定轴衬之间切向地排出的层流油，其特征在于，所述泵油装置包括：
限界表面，所述限界表面与所述轴套和所述轴衬协作以限定出环形腔，所述环形腔设置成容纳所述层流油；
推进器，所述推进器突入到所述腔中，所述推进器能够以所述轴套的速度与所述轴套一起旋转，由此围绕所述腔推进所述油；以及
出口，所述出口与所述腔切向地连通，以移除通过所述推进器的旋转而围绕所述腔推进的油，所述出口的尺寸与容纳在所述腔中的油的体积相关，使得在所述推进器的旋转期间所述腔保持填充有油。
2.根据权利要求1所述的泵油装置，其中，所述轴套安装在辊颈上，并且其中，所述限界表面部分地由同样安装在所述辊颈上以与所述辊颈一起旋转的弹性密封件限定。
3.根据权利要求2所述的泵油装置，其中，所述轴衬固定在轴承座内，并且所述限界表面部分地由围绕所述密封件并固定到所述轴承座的密封端板限定。
4.根据权利要求3所述的泵油装置，其中，所述限界表面部分地由跨越所述密封端板与所述轴承座之间的间隙的环形延伸件限定。
5.根据权利要求4所述的泵油装置，其中，所述出口形成在所述环形延伸件中。
6.根据权利要求4或5所述的泵油装置，其中，所述推进器承载在所述密封件上以与所述密封件一起旋转。
7.根据权利要求1所述的泵油装置，其中，所述限界表面部分地由紧固到所述轴套以与所述轴套一起旋转的环形密封环限定。
8.根据权利要求7所述的泵油装置，其中，所述限界表面部分地由固定到所述轴衬的环形延伸件限定，所述环形延伸件与所述密封环径向地间隔开以在所述环形延伸件与所述密封环之间限定间隙。
9.根据权利要求8所述的泵油装置，其中，所述限界表面部分地由跨越所述间隙并固定到所述环形延伸件的柔性密封件限定。
10.根据权利要求9所述的泵油装置，其中，在所述环形延伸件中形成排出装置。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的泵油装置，其中，所述推进器承载在所述轴套上以与所述轴套一起旋转。
12.一种在轧机油膜轴承中使用的泵油装置，其中，油被引入到旋转轴套与围绕所述轴套的固定轴衬之间，并且这样引入的油以层流的形式从所述轴承的内侧端部和外侧端部切向地排出，其特征在于，所述泵油装置包括：
限界表面，所述限界表面与所述轴套和所述轴衬协作以限定环形内侧腔和环形外侧腔，所述环形内侧腔和所述环形外侧腔分别设置成容纳从所述轴承的内侧端部和外侧端部切向地排出的层流油；
推进器，所述推进器突入到所述环形内侧腔和环形外侧腔中，所述推进器能够以所述轴套的速度与所述轴套一起旋转，由此围绕所述环形内侧腔和环形外侧腔推进容纳在所述环形内侧腔和环形外侧腔内的油；以及
出口，所述出口与所述环形内侧腔和环形外侧腔切向地连通，以移除通过所述推进器的旋转而围绕所述环形内侧腔和环形外侧腔推进的油，所述出口的尺寸与容纳在所述环形内侧腔和环形外侧腔中的油的体积相关，使得在所述推进器的旋转期间所述环形内侧腔和环形外侧腔保持填充有油。
13.一种在轧机油膜轴承中使用的泵油方法，用于移除从旋转轴套与围绕所述轴套的固定轴衬之间切向地排出的层流油，其特征在于，所述方法包括：
将所述层流油容纳在由限界表面与所述轴套和所述轴衬协作限定的环形腔中；
通过突入到所述腔中的推进器而围绕所述腔以所述旋转轴套的速度旋转地推进所述油；以及
同时通过出口将所述油从所述腔切向地移除，所述出口与所述腔切向地连通，并且所述出口的尺寸与容纳在所述腔中的油的体积相关，使得在所述推进器的旋转期间所述腔保持填充有油。
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