CN107990002A - 一种短应力轧机拉杆的自除垢密封装置 - Google Patents

一种短应力轧机拉杆的自除垢密封装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于轧机密封领域，具体公开了一种短应力轧机拉杆的自除垢密封装置；包括密封底座和密封盖；所述密封底座为环状，密封底座上设置有第一固定装置；密封盖与密封底座用于配合密封的密封端面为锥面或者球面，密封盖的密封端面上设置有第一密封圈；密封盖的内环面上设置有第二密封圈；密封盖的外端面设置有至少一组刮削刀；密封底座与密封盖上设置有第二固定装置。密封底座与密封盖的设置使得本发明装置，结构简单，制造及使用方便；两个不同位置的密封圈使得对拉杆的有效密封，密封底座与密封盖之间密封端面为锥面或者球面，使得本装置不受辊箱加工安装精度和拉杆受力状态偏移的影响；刮削刀能够剃除拉杆外廓污垢。

Description

一种短应力轧机拉杆的自除垢密封装置
技术领域
本发明属于轧机密封领域，涉及一种轧机拉杆密封装置，尤其是一种短应力轧机拉杆的自除垢密封装置。
背景技术
目前国内外钢厂所有的轧机为了提高其轧制成品的精度，通常都采取了高刚度的轧制设备，如目前流行的各类短应力轧机。其共同特点为轧制时受力零件尽量少，所受力回路的路径尽量短，以此来提高其受力材料的抗变形能力和增强设备刚性。如今该类设备为了缩小所受应力路径，各家无异例外采用了最直接的高刚度拉杆来承受轧制力，但是由于该拉杆工作时有一段曝露在外，受高温热辐射、渣水尘等强污染环境下，及易出现表面污物堆集结垢引起设备运动卡阻、密封失效等故障。为了改变此情况如今现场采取了各种手段来减轻上述故障，如；1.单纯采用防尘圈的。2采用防护罩加“O”型圈组合密封的。3采用防尘圈加“O”型圈组合密封的。4采用杆外部填充海绵块包裹遮挡及内装加强型的半环密宫、隔环，与传统的防尘圈加“O”型圈组合等。
第一种单纯采用防尘圈的简易密封形式，拉杆和轴承座的结合部位只有一道防尘圈，问题是防尘圈只能在理想状态下防尘，还不能起到防水渣、阻止润滑脂外泄的密封作用。
第二种采用防护罩加“O”型圈组合密封形式，在拉杆上装一种专用的胶质防护套，轴承座内设有一道O型圈密封，其目的是一定程度上起到了防尘又防水，一道密封能阻止润滑脂外泄的作用。
第三种采用防尘圈加“O”型圈组合密封形式，在上防尘圈的基础上内部增加了一道密封圈，其目的是想一定程度上起到了防尘又防水，内部增加了一道密封圈能阻止润滑脂外泄的作用。
第四种采用拉杆外部填充海绵块包裹遮挡及内装加强型的半环密宫、隔环，与传统的防尘圈加“O”型圈组合密封形式，在上一种的基础上外部增加了海绵块和一道密宫环组，为了能装入内密宫环，其相配的外密宫盖制作成了剖分式结构，在其下部与“O”型圈组合成密封。其目的是想较前方案进一步能起到了防渣尘又防水阻止润滑脂外泄的作用。
第一种密封结构，由于只设有一道防尘圈。防尘圈的唇口又暴露在外，使用在轧线高温辐射、冷却水渗入、该部有存在氧化渣在不断堆集板结等恶劣的工况下，该防尘圈极易破损老化失效。一旦水和氧化渣进入到辊箱内部位置，则会冲刷内部传动件引起之间的润滑油脂变质失效导致拉杆螺纹生锈，另外由于大量的冷却水参杂着氧化渣侵入拉杆与铜螺母之间，形成异物板结，到一定的量时极易导致拉杆螺母副出现卡死现象。轧机辊缝调整动作就无法进行工作，需要停机将故障的轧机机芯换下，进行拆解清洗检修、重新加润滑脂安装调试处理。故此处密封不良所产生的问题成了生产线主机最大的设备隐患之一。
第二种密封结构，相比较第一种单一防尘密封结构有了一定改善，考虑增加了密封面积意在增强防水防尘功能的防护套，又在其内部增加一道“O”型圈来密封，由于辊箱的实际加工误差及装配成套时四个辊箱的一些形位偏差超限问题导致四组拉杆与辊箱的密封配合条件与设计要求的理想配合状态相差很远，导致装后和受力后密封局部间隙值存在一定的偏斜，这样就会出现所有密封圈一侧压缩量大一侧量小或根本不接触的情况发生，如果设计为了解决该现象增大防护套和密封圈的压缩量则又会出现磨擦力矩急剧增大的而无法使用的弊端，同时防护套外露在恶劣的工况下同上描述极易破损老化失效。大量实践证明第二种密封结构也时常会出现密封失效被迫停机检修的情况。
第三种密封结构，考虑了防尘和密封及防水渣的功能，但是同第二种装后的密封效果一样，也时常会出现密封破损老化失效被迫停机检修的情况。。
第四种密封结构，该结构是专为解决前面密封结构所产生的各类问题而专门推出的。它在原有的基础上最外层考虑增加了一道海绵来阻挡大颗粒杂质，增加了成组半环式迷宫加“O”型圈的组合密封，特有的镶嵌式迷宫环结构配置了方便拆装更换半环外盖，下部在“O”型圈密封间新增了隔环来控制压缩量。其目的是想较前面的方案进一步起到防尘又防水并阻止润滑脂外泄的作用。但大量实践证明该方案也不成功，同样无法解决设备在轧线出现的上述泄漏板结、拉杆螺母副出现卡死现象问题，各道密封处并无明显改善，由于该方案采用了半环式密宫盖，安装势必存在有两处接缝隙无法进行有效密封，反而新增了泄漏点直达最后一道“O”型圈部，故该项改进实际也不成功，产生了事与愿违的效果。
基于上述背景，有必要提出一种能够有效密封，防尘又防水并阻止润滑脂外泄，不受辊箱加工安装精度和拉杆受力状态偏移的影响，并能够剃除拉杆外廓面顽固污垢的装置。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种短应力轧机拉杆的自除垢密封装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：
这种短应力轧机拉杆的自除垢密封装置，其特征在于，包括密封底座和密封盖；所述密封底座为环状，密封底座上设置有用于固定密封底座与轴承座的第一固定装置；密封盖与密封底座用于配合密封的密封端面为锥面或者球面，密封盖的密封端面上设置有第一密封圈；密封盖的内环面上设置有第二密封圈；密封盖的外端面设置有用于刮除轧机拉杆污物的至少一组刮削刀；密封底座与密封盖上设置有用于连接固定密封底座和密封盖的第二固定装置。
所述第一固定装置包括螺栓和螺栓孔；螺栓孔位于密封底座上。
所述密封底座的环状中部开设有用于避让螺栓的环状避让槽，密封底座的外端外圆上开设有用于避让螺栓的避让缺口，避让缺口位置与螺栓位置对应设置。
所述密封盖设置有密封盖凸沿，所述密封盖凸沿与避让缺口对应设置，密封盖凸沿内设置有用于卡住密封底座外端的卡口。
所述密封底座的内端面设置有用于密封轴承座与密封底座的密封胶层。
所述第二固定装置包括止转销钉，密封底座上的第一销钉孔以及密封盖上的第二销钉孔。
所述第一密封圈为第一O形圈。
所述第二密封圈为第二O形圈。
所述刮削刀设置四组，沿圆周均匀分布。
本发明装置相比现有技术有如下的有益效果：
本发明采用了密封底座和密封盖，密封底座通过第一固定装置固定在轴承座上，密封盖通过第二固定装置固定在密封底座上；密封底座与密封盖的设置使得本发明装置，结构简单可靠，制造及使用方便；密封盖与密封底座相配合的密封端面上设置有第一密封圈，密封盖的内环面上设置有第二密封圈，通过两个不同位置的密封圈的设置，能够做到对拉杆的有效密封，两个独立设置密封圈，可在设计和装配时就得到有效控制，加工装配过程中拉杆和辊箱拉杆孔之间存在偏心、误差、受力变形等恶劣现象可以容纳消化，并不受工作时拉杆径向间隙不均及受力弯曲变形所造成密封失效影响，特别是该轴向和径向两道独立密封可随拉杆一起任意工作状态下旋转浮动工作，彻底解决了原有设备的各类密封压量大转不动，压量小易失效的问题；密封底座与密封盖之间密封端面为锥面或者球面，通过锥面或者球面，以及两个不同位置的密封圈，能够使得本装置不受辊箱加工安装精度和拉杆受力状态偏移的影响，不会出现密封装置卡死拉杆的情况；锥面或球面设计还具有抵抗现场来至不同方向大量夹杂的冷却水冲刷，不易沉积污物，自洁能力强；密封盖外端面的刮削刀能够剃除拉杆外廓面顽固污垢；本发明总体结构简单，密封配合定位准确，可应用于各类短应力机架上，可在线快速完成检修；安装空间要求低，防水和防润滑脂外泄；除尘、渣和垢效果好；密封圈没有裸露在外，工作工况得到极大的改善，使用寿命长。
进一步的，本发明的第一固定装置包括螺栓和密封底座上的螺栓孔；螺栓与螺栓孔的配合固定方便，效果好。
进一步的，本发明的密封底座的环状中部开设有环状避让槽，密封底座的外端外圆上开设有避让缺口；环状避让槽与避让缺口组合作用使得第一固定装置占用面积更小，使得本装置结构更紧凑，用料更少，节约资源。
进一步的，本发明的密封盖设置有密封盖凸沿，所述密封盖凸沿与避让缺口对应设置，密封盖凸沿内设置有用于卡住密封底座外端的卡口。通过密封盖凸沿以及密封盖凸沿内的卡口，使得本装置结构更紧凑，用料更少，节约资源；并且结构更稳定，密封效果更好。
进一步的，本发明的密封底座的内端面设置有密封胶层；密封胶层能够使得轴承座与密封底座的密封效果更好。
进一步的，本发明的第二固定装置包括止转销钉，密封底座上的第一销钉孔以及密封盖上的第二销钉孔。止转销钉与两个销钉孔的设置，使用方便，密封盖与密封底座连接更稳定。
进一步的，本发明的第一密封圈为第一O形圈。O形圈结构简单，安装方便；高耐磨，密封面磨损后具有自动弹性补偿功能，使用寿命长。
进一步的，本发明的第二密封圈为第二O形圈。O形圈结构简单，安装方便；高耐磨，密封面磨损后具有自动弹性补偿功能，使用寿命长。
进一步的，本发明的刮削刀沿圆周均匀分布设置四组，使用简单，剃除污垢效果好；保证了拉杆配合面光洁密封效果和使用寿命。
附图说明
图1为本发明的密封装置结构示意图；
图2为本发明的密封盖结构示意图；
图3为本发明的密封盖剖视结构示意图；
图4为本发明的密封底座结构示意图；
图5为本发明的密封底座剖视结构示意图。
其中：1为轴承座；2为螺栓；3.1为第一密封圈；3.2为第二密封圈；4为拉杆；5为密封底座；5.1为环状避让槽；5.2为避让缺口；6为密封盖；6.1为密封盖凸沿；6.2为卡口；7为止转销钉；8为刮削刀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1-5，一种短应力轧机拉杆的自除垢密封装置，其特征在于，包括密封底座5和密封盖6；所述密封底座5为环状，密封底座5上设置有用于固定密封底座5与轴承座的第一固定装置；密封盖6与密封底座5用于配合密封的密封端面为锥面或者球面，密封盖6的密封端面上设置有第一密封圈3.1；密封盖6的内环面上设置有第二密封圈3.2；密封盖6的外端面设置有用于刮除轧机拉杆污物的至少一组刮削刀8；密封底座5与密封盖6上设置有用于连接固定密封底座5和密封盖6的第二固定装置。
所述第一固定装置包括螺栓和螺栓孔；螺栓孔位于密封底座5上。
所述密封底座5的环状中部开设有用于避让螺栓的环状避让槽5.1，密封底座5的外端外圆上开设有用于避让螺栓的避让缺口5.2，避让缺口5.2位置与螺栓位置对应设置。
所述密封盖6设置有密封盖凸沿6.1，所述密封盖凸沿6.1与避让缺口5.2对应设置，密封盖凸沿6.1内设置有用于卡住密封底座5的外端的卡口6.2。设置的卡口有三个作用，一是避让把合螺栓。二是实现连接部位动静零件的快速非刚性联接。三是销钉卡住卡口6.2还可以实现非刚性止转，克服刀口的刮削力反力。更能够体现该密封刮削机构是随配合件随动工作的，效果更加理想可靠。它不同于其它型式的密封是纯刚性的接触工作状态，变形装配偏差均对密封刮削效能不利的。
所述密封底座5的内端面设置有用于密封述密封底座5与轴承座的密封胶层。密封底座5的内端为轴承座端，外端为与轴承座端相对应的另一端。
所述第二固定装置包括止转销钉7，密封底座5上的第一销钉孔以及密封盖6上的第二销钉孔。
所述第一密封圈3.1为第一O形圈。
所述第二密封圈3.2为第二O形圈。
所述刮削刀8设置四组，沿圆周均匀分布。
本发明短应力轧机拉杆的组合密封装置；它完全不同于几种背景技术里现有的暴露开放的防护密封型式，本装置针对解决原有结构开放式密封的不足，采用了不受辊箱加工安装精度和拉杆受力状态偏移的影响，以全新的杆径向和内部锥面(或球面)两道组成完全独立的径向和端面密闭式密封结构，可满足其之间作万向运动的密封效果，头部新增了多刃刮刀可剃除配合外廓面顽固污垢，保证了配合面光洁密封效果和使用寿命。该设计方案简洁而实用，保证了工件可在任意工作状态下安全抵御任意方向、压力和不同介质的冲击和破坏，作到了工作行程内工件洁净、密封可靠不失效。与常规拉杆密封机构其优点特征在于：1密封圈与拉杆径向呈小压量精密配合并可低阻力相对旋转和上下滑动。2两锥面(或球面)可配合旋转螺旋联接密封，对拉杆作万向运动密封效果良好，3考虑新增了刮削除垢自洁功能，免除该部的保养维护降低了故障率。4整体结构紧凑小巧，对安装空间及相配件条件要求很低，拆装简单方便，只需将密封盖6凸沿对准密封底座5缺口一压一转。(密封盖6的凸沿两侧有一定的斜度方便引导旋入，定位段设计保证密封盖6O圈的压缩量，将防转销钉入卡槽即可达到防松、防旋转、紧固联接)5新密封的流线外型结构，和其内部的锥面设计还具有抵抗现场来至不同方向大量夹杂的冷却水冲刷，不易沉积污物，自洁能力强。6独立设置各密封的压缩量，可在设计和装配时就得到有效控制，加工装配过程中拉杆和辊箱拉杆孔之间存在偏心、误差、受力变形等恶劣现象可以容纳消化，并不受工作时拉杆径向间隙不均及受力弯曲变形所造成密封失效影响，特别是该轴向和径向两道独立密封可随拉杆一起任意工作状态下旋转浮动工作，彻底解决了原有设备的各类密封压量大转不动，压量小易失效的问题。7新设计具有结构简单，密封配合定位准确，安装空间要求不高，防水、除尘、渣、垢效果好，密封圈工作工况得到极大的改善，使用寿命长，可使用于各类短应力机架上，可在线完成快速检修等诸多特点。完全能满足现代化生产方式对设备该处的密封需要。
本发明短应力轧机拉杆密封装置，采用了自带刮削除垢装置和可随工件间径向和锥面两道完全独立的万向密封防护结构，达到装置可同步万向运动状态下的除垢密封组合功能，新装置设计方案原理简单实用，只需在其底部涂密封胶后用螺钉与辊箱把合在一起旋入密封盖装卡固定就组成了完全密闭的除垢密封防护装置。其工作时密封盖6由于被软性联接并可随拉杆浮动做出螺旋滑动运行，完全独立的径向和端面密封防护组成了可满足该处可万向运动并良好密封的效果，保证了设备在任意恶劣工作状态下抵御任意方向水流、渣尘、高温、污垢的侵蚀和破坏，保证设备始终在动态状态保持了良好的密封防护作用。
本发明装置的密封盖6和密封底座5用螺旋卡槽把合在一起组成一个除垢密封复合体，当拉杆需调整时固定于辊箱上的密封体沿着拉杆轴向滑动并旋转形成螺旋运动，密封盖6与拉杆之间是一个小间隙滑动配合，相对滑动运行时可以刮掉拉杆上沉积的顽固污物，密封盖6孔内装的“O”形密封圈起到拉杆密封作用。密封盖6和密封底座5锥面间的“O”形密封圈起到锥面(或球面)密封作用，密封盖6和密封底座5之间设计径向存在较大间隙，可以容纳消化加工装配过程中拉杆和辊箱拉杆孔之间存在偏心、误差、受力变形等恶劣现象带来的干涉和密封失效的影响。根据实践证明该密封装置很好的解决了拉杆的密封失效问题，保证和提升了产品的质量，保证了轧机在线正常生产并具有较高推广价值。

Claims (9)

1.一种短应力轧机拉杆的自除垢密封装置，其特征在于，包括密封底座(5)和密封盖(6)；所述密封底座(5)为环状，密封底座(5)上设置有用于固定密封底座(5)与轴承座的第一固定装置；密封盖(6)与密封底座(5)用于配合密封的密封端面为锥面或者球面，密封盖(6)的密封端面上设置有第一密封圈(3.1)；密封盖(6)的内环面上设置有第二密封圈(3.2)；密封盖(6)的外端面设置有用于刮除轧机拉杆污物的至少一组刮削刀(8)；密封底座(5)与密封盖(6)上设置有用于连接固定密封底座(5)和密封盖(6)的第二固定装置。
2.根据权利要求1所述的短应力轧机拉杆的自除垢密封装置，其特征在于，所述第一固定装置包括螺栓和螺栓孔；螺栓孔位于密封底座(5)上。
3.根据权利要求2所述的短应力轧机拉杆的自除垢密封装置，其特征在于，所述密封底座(5)的环状中部开设有用于避让螺栓的环状避让槽(5.1)，密封底座(5)的外端外圆上开设有用于避让螺栓的避让缺口(5.2)，避让缺口(5.2)位置与螺栓位置对应设置。
4.根据权利要求3所述的短应力轧机拉杆的自除垢密封装置，其特征在于，所述密封盖(6)设置有密封盖凸沿(6.1)，所述密封盖凸沿(6.1)与避让缺口(5.2)对应设置，密封盖凸沿(6.1)内设置有用于卡住密封底座(5)外端的卡口(6.2)。
5.根据权利要求1所述的短应力轧机拉杆的自除垢密封装置，其特征在于，所述密封底座(5)的内端面设置有用于密封轴承座与密封底座(5)的密封胶层。
6.根据权利要求1所述的短应力轧机拉杆的自除垢密封装置，其特征在于，所述第二固定装置包括止转销钉(7)，密封底座(5)上的第一销钉孔以及密封盖(6)上的第二销钉孔。
7.根据权利要求1所述的短应力轧机拉杆的自除垢密封装置，其特征在于，所述第一密封圈(3.1)为第一O形圈。
8.根据权利要求1所述的短应力轧机拉杆的自除垢密封装置，其特征在于，所述第二密封圈(3.2)为第二O形圈。
9.根据权利要求1所述的短应力轧机拉杆的自除垢密封装置，其特征在于，所述刮削刀(8)设置四组，沿圆周均匀分布。
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