CN108607882B - Uc轧机轧辊轴承防轧制液进入的控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种UC轧机轧辊轴承防轧制液进入的控制装置，所述控制装置包括轴承座、轴承、轧制液存储腔体、前堵环节执行单元、集结存储环节执行单元以及离心消除环节执行单元，所述轴承、轧制液存储腔体、前堵环节执行单元、集结存储环节执行单元以及离心消除环节执行单元均设置在轴承座上；主要解决现有技术存在的现场难以解决的技术问题，尤其解决了冷轧轧机中间辊防轧制液进入导致润滑油脂变质润滑不良损坏的问题，采用本发明技术可以有效的控制轧制液的进入，并迅速的将停机时或在生产提速过程中所带入的零星的轧制液和水分彻底消除，既提升了轴承润滑效果，同时有效控制板带钢板质量，从而有效提高了成材率。

Description

UC轧机轧辊轴承防轧制液进入的控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制装置，具体涉及一种UC轧机轧辊轴承防轧制液进入的控制装置，属于设备冷却润滑系统领域。

背景技术

我们知道，冷轧生产对轧机润滑系统稳定性提出了更高的要求，而其中轧辊润滑运行正常与否对质量影响较大，对于主要定位生产极薄0.18mm厚度镀锡板的梅钢，为了获得高质量的产品，采用了UC六辊轧机，从而有效控制轧辊轴承的热膨胀量对轧件厚度的影响， 从而使板形得到了有效的控制,满足市场的需要。

在生产实际使用中,因为轧制液的进入导致轧辊轴承润滑油脂乳化变质，造成轧辊轴承不能有效工作，甚至烧毁，导致生产连续性不足，因而无法满足现场工艺需求。

经过检索，中国专利CN201120472049.9公开了《一种轧辊轴承密封结构》虽能阻止冷却液及污物进入轴承内部，也能阻止轴承内部的油外泄漏。但是，存在的缺陷也很明显，一旦出现进入到内部就无法处理。还有，中国专利CN02806883.1还公开了《具有径向偏移补偿功能的轧辊轴承密封装置》，主要解决在轧制过程中出现的不同负荷可能造成辊颈在轴承座中径向偏移，由不同的负荷产生的径向偏移必须由密封件来补偿。 作为该弹性支承件，可以想象到O形环或完整的软套，难以确保最佳地补偿径向偏移，其补偿效果的可靠性也值得我们进一步的考量，诸如此类的还有CN201520232154.3《轧辊油膜轴承座的防尘密封结构》等都是在堵漏的第一阶段而并不具备有存储去水的功效。因而，迫切需要一种能够集堵漏、储存、排放功能并且保证轴承润滑油脂不外泄的装置。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种UC轧机轧辊轴承防轧制液进入的控制装置，主要解决现有技术存在的现场难以解决的技术问题，尤其解决了冷轧轧机中间辊防轧制液进入导致润滑油脂变质润滑不良损坏的问题，采用本发明技术可以有效的控制轧制液的进入，并迅速的将停机时或在生产提速过程中所带入的零星的轧制液和水分彻底消除，既提升了轴承润滑效果，同时有效控制板带钢板质量，从而有效提高了成材率。

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的技术方案如下：一种UC轧机轧辊轴承防轧制液进入的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括轴承座、轴承、轧制液存储腔体、前堵环节执行单元、集结存储环节执行单元以及离心消除环节执行单元，所述轴承、轧制液存储腔体、前堵环节执行单元、集结存储环节执行单元以及离心消除环节执行单元均设置在轴承座上。

作为本发明的一种改进，所述集结储存环节执行单元包括第一迷宫支架、第二迷宫支架、第三迷宫支架、第四迷宫支架、第五迷宫支架、第一异型密封以及轧辊辊颈，所述异型密封通过第四迷宫支架压在第五迷宫支架上，所述第一迷宫支架热装在轧辊上，并用顶丝固定，所述第二迷宫支架和第三迷宫支架通过螺钉连接在迷宫支架上，第四迷宫支架通过螺钉固定在迷宫支架上并与轧辊辊径形成密封存储腔体。整个防水去水装置通过微量热涨法固定在轧辊辊颈的头部及辊颈端，并配置有紧定锁紧顶丝做进一步的保护，

作为本发明的一种改进，所述前堵环节执行单元包括异型密封锁紧螺钉和第一堵液异型密封，所述异型密封通过螺钉固定在第三迷宫支架上。

作为本发明的一种改进，所述离心消除环节执行单元包括集结储存区、排液第一通道以及排液第二通道，排液第一通道12开在第二迷宫支架上，排液第二通道开在第三迷宫支架上，最后，集结的轧制液介质通过高速旋转的轧辊由集结储存从排液第一通道和排液第二通道来实现对轧制液介质的排出。

作为本发明的一种改进，所述控制装置还包括迷宫支架密封，迷宫支架密封安装在第五迷宫支架和轴承座之间。

作为本发明的一种改进，所述控制装置还包括第二异形密封，所述第二异型密封通过锁紧螺钉固定在第五迷宫支架上，所述第二异形密封设置在轧辊轴承外侧。

作为本发明的一种改进，所述异型密封包括密封后背、密封骨架、油封外圆、密封前面倒角、自紧螺旋弹簧、密封工作面、密封面、密封腰部、密封面角以及防轧制液进入的唇部，所述密封骨架设置为L型，周围设置有密封前面倒角、密封后背、油封外圆、密封面、密封腰部、密封面角，所述自紧螺旋弹簧设置在密封工作面上方。为了保证防水去水装置的完整性，并防止轴承内油脂外泄造成的润滑不良现象，设置两道第一异型密封。

作为本发明的一种改进，所述异型密封的油封唇口内径较被密封的轴颈要小，需要一定的过盈配合，过盈量在轴颈小于220 mm，油封过盈量在1.0~1.5mm；过盈量在轴颈大于220，油封过盈量在1.2~1.8mm。该设计减少漏油，防止油封过早失效损坏。

一种UC轧机中间辊防轧制液进入的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

1）通过第一异型密封的封堵降低进水量；

2) 微量的进液在储存区内吸附集中，并依靠分子间的张力和分子与存储区内壁的静摩擦力被紧紧的吸附在储存区内；

3) 集中的水颗粒随着质量的增大和轧机换辊后的提速会造成更大的离心力，产生抛洒效果从装置内第一第二通道被甩出；

4) 剩余残余水分会随着轧制过程中乳液的进入被再次集结；

5）强大的离心效果致使新液再次被甩出；

6）按照上述的方法进行不断重复, 直到换辊为止。

所述步骤1，采用的异型密封呈扁平状，上小下大，下侧突出部位设置有微凸的弧状喇叭状，其目的在于更加的密封效果。

所述步骤2，由若干个迷宫支架所构成的储存区。

所述步骤3 考虑到会因载重不平衡而产生的微弱的振动，为了保持运转稳定、平衡性好，脱水率高。在去水装置内部四周均匀分布设置有24个Φ5的第一通孔和24个Φ5的第二通孔，所述Φ5通过仿真试验所得，最佳效果在Φ4.7~Φ5.1之间，为了便于现场加工，所述的第一通孔采用Φ5。所述的第一通孔和第二通孔分别与设置的迷宫支架的内壁持平。

所述步骤4 在储存区仍会存在有没有被甩出的微量轧制液被迷宫支架内壁所吸附，等待后进入的微量轧制液并集结。

所述步骤5在所述步骤4基础上，运用离心效果被甩出。随着板带钢持续高速通过轧机机架，集结的轧制液质量不断上升，离心力会随之越来越大，最终被排出装置以外，从而有效实现去水的目的，使得润滑功能达到最佳化，从而进一步的有利于控制板型，达到高效控制。

相对于现有技术，该技术方案的优点如下：本发明不仅在延长轴承使用寿命上大大提高，对于板形质量上也有更大的提高，特别是对0.18mm的极薄规格的板带钢轧制, 原有技术和控制方法在高速旋转时又形成局部负压的情况下，对于轧制液的进入几乎是无能为力,而新技术则能够进行有效控制，本发明提出的新的防轧制液进入的控制方法和实施装置能很好的适应冷轧高速生产板形控制的要求，具有优点如下：1）大大提高了带钢板型控制精度；2）大大提升了轧辊轴承的使用寿命；3）可以在同类型系统上全部或大部分使用；4）年直接经济效益在50万元以上。

附图说明

图1为本发明的控制流程图；

图2为本发明控制装置结构示意图；

图3为第一异型密封结构示意图；

图中：2-轴承座；4-轧制液储存腔体；6-3、6-4-第一异型密封；7-轧辊轴承；8--迷宫支架密封；9-1、第一迷宫支架,9-2、第二迷宫支架,9-3、第三迷宫支架,9-4、第四迷宫支架,9-5、第五迷宫支架，10-异型密封锁紧螺钉；11-第二异型密封；12-排液第一通道；13-排液第二通道；14-顶丝；15-异型密封锁紧螺钉；16-第一堵液异型密封；17-第一迷宫支架连接螺钉；18-第二迷宫支架连接螺钉；19-轧辊辊颈台阶；20-辊颈；21-密封后背；22-密封骨架；23-油封外圆；24-密封前面倒角；25-自紧螺旋弹簧；26-密封工作面；27-密封面；28-密封腰部；29-密封面角；30-防轧制液进入的唇部。

具体实施方式

为了加深对本发明的认识和理解，下面结合附图和具体实施方式，进一步介绍本发明。

实施例1：参见图1-图3，一种UC轧机轧辊轴承防轧制液进入的控制装置，所述控制装置包括轴承座2、轴承7、轧制液存储腔体4、前堵环节执行单元、集结存储环节执行单元以及离心消除环节执行单元，所述轴承7、轧制液存储腔体4、前堵环节执行单元、集结存储环节执行单元以及离心消除环节执行单元均设置在轴承座上。所述集结储存环节执行单元包括第一迷宫支架、第二迷宫支架、第三迷宫支架、第四迷宫支架、第五迷宫支架、第一异型密封6-3、6-4以及轧辊辊颈20，所述异型密封通过第四迷宫支架压在第五迷宫支架上，所述第一迷宫支架9-1热装在轧辊20上，并用顶丝14固定，所述第二迷宫支架9-2和第三迷宫支架9-3通过螺钉17连接在迷宫支架9-1上，第四迷宫支架9-4通过螺钉18固定在迷宫支架9-5上并与轧辊辊径20形成密封存储腔体。整个防水去水装置通过微量热涨法固定在轧辊辊颈的头部及辊颈20端，并配置有紧定锁紧顶丝14做进一步的保护，所述前堵环节执行单元包括异型密封锁紧螺钉15和第一堵液异型密封16，所述异型密封6-3、6-4通过螺钉15固定在第三迷宫支架9-3上。所述离心消除环节执行单元包括集结储存区、排液第一通道12以及排液第二通道13，排液第一通道12开在第二迷宫支架9-2上，排液第二通道开在第三迷宫支架9-3上，最后，集结的轧制液介质通过高速旋转的轧辊由集结储存从排液第一通道12和排液第二通道13来实现对轧制液介质的排出。所述控制装置还包括迷宫支架密封8，迷宫支架密封8安装在第五迷宫支架9-5和轴承座2之间；所述控制装置还包括第二异形密封11，所述第二异型密封11通过锁紧螺钉10固定在第五迷宫支架9-5上，所述第二异形密封设置在轧辊轴承外侧。所述异型密封6包括密封后背21、密封骨架22、油封外圆23、密封前面倒角24、自紧螺旋弹簧25、密封工作面26、密封面27、密封腰部28、密封面角29以及防轧制液进入的唇部30，所述密封骨架设置为L型，周围设置有密封前面倒角24、密封后背21、油封外圆23、密封面27、密封腰部28、密封面角29，所述自紧螺旋弹簧25设置在密封工作面26上方。为了保证防水去水装置的完整性，并防止轴承内油脂外泄造成的润滑不良现象，设置两道第一异型密封。所述异型密封的油封唇口内径较被密封的轴颈要小，需要一定的过盈配合，过盈量在轴颈小于220 mm，油封过盈量在1.0~1.5mm；过盈量在轴颈大于220，油封过盈量在1.2~1.8mm。该设计减少漏油，防止油封过早失效损坏。该技术方案密封效果极佳，不会出现乳化液进入的状况；控制精度高，能力强；系统运行稳定，操作运行简便，大大促进了板带钢的合格品率。

实施例2：参见图1-图3，一种UC轧机中间辊防轧制液进入的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

1）通过第一堵液异型密封的封堵降低进水量；

2) 微量的进液在储存区内吸附集中，并依靠分子间的张力和分子与存储区内壁的静摩擦力被紧紧的吸附在储存区内；

3) 集中的水颗粒随着质量的增大和轧机换辊后的提速会造成更大的离心力，产生抛洒效果从装置内第一第二通道被甩出；

4) 剩余残余水分会随着轧制过程中乳液的进入被再次集结；

5）强大的离心效果致使新液再次被甩出；

6）按照上述的方法进行不断重复, 直到换辊为止。

所述步骤1，采用的第一堵液异型密封呈扁平状，上小下大，下侧突出部位设置有微凸的弧状喇叭状，其目的在于更加的密封效果。

所述步骤2，由若干个迷宫支架所构成的储存区。

所述步骤3 考虑到会因载重不平衡而产生的微弱的振动，为了保持运转稳定、平衡性好，脱水率高。在去水装置内部四周均匀分布设置有24个Φ5的第一通孔和24个Φ5的第二通孔，所述Φ5通过仿真试验所得，最佳效果在Φ4.7~Φ5.1之间，为了便于现场加工，所述的第一通孔采用Φ5。所述的第一通孔和第二通孔分别与设置的迷宫支架的内壁持平。

所述步骤4 在储存区仍会存在有没有被甩出的微量轧制液被迷宫支架内壁所吸附，等待后进入的微量轧制液并集结。

所述步骤5在所述步骤4基础上，运用离心效果被甩出。随着板带钢持续高速通过轧机机架，集结的轧制液质量不断上升，离心力会随之越来越大，最终被排出装置以外，从而有效实现去水的目的，使得润滑功能达到最佳化，从而进一步的有利于控制板型，达到高效控制。

根据离心力公式，离心力的计算公式就是向心力的公式：F＝mv²/r

式中：m--代表质量，单位千克 ；

v--代表速度,单位米每秒；

r--代表离心运动半径,单位米.

随着集结轧制液或水分不断进入和排除，在加上改进过后的异型密封保证轴承润滑油脂不外泄的状态下，轴承会在一个良好的环境下持续工作。

当轧机停止时，轧制液喷射的状态下，零星的轧制液会通过第二、第三通道零星的而进入到存储区，此时存储区内的轧制液会集结，并在吸附的静摩擦力作用下F向=mv²/r=0， 而Ff=μN,Ff＞F向，保持静止状态。

当轧机存储区内的轧制液会在机组速度V不断上升至100mpm，此时储区内的轧制液会在向心力的反作用力的离心力作用下不断向通道处集结；F向=mv²/r， 而Ff=μN,Ff=F，但Ff+F表面张力＞F向，故仍保持静止状态。

当轧机存储区内的轧制液会在机组速度V不断上升至200mpm，此时储区内的轧制液会在向心力的反作用力的离心力作用下不断向通道处集结并抑制住从通道口出进入的轧制液；F向=mv²/r， 而Ff=μN,Ff+F表面张力=F向，但Ff+F表面张力+F通道摩擦力＞F向，故仍保持静止状态。

当轧机存储区内的轧制液会在机组速度V不断上升至300mpm以上时，此时储区内的轧制液会在向心力的反作用力的离心力作用下，F向=mv²/r， 而Ff=μN,Ff+F表面张力=F向，但Ff+F表面张力+F通道摩擦力＜F向，故被排出。

本发明的一种UC轧机中间辊防轧制液进入的控制方法，随着板带钢持续高速通过轧机机架，集结的轧制液质量不断上升，离心力会随之越来越大，最终被排出装置以外，从而有效实现去水的目的，使得润滑功能达到最佳化，从而进一步的有利于控制板型，达到高效控制。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (5)

1.一种UC轧机轧辊轴承防轧制液进入的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括轴承座、轴承、轧制液存储腔体、前堵环节执行单元、集结存储环节执行单元以及离心消除环节执行单元，所述轴承、轧制液存储腔体、前堵环节执行单元、集结存储环节执行单元以及离心消除环节执行单元均设置在轴承座上；

所述集结存储环节执行单元包括第一迷宫支架、第二迷宫支架、第三迷宫支架、第四迷宫支架、第五迷宫支架、第一异型密封以及轧辊辊颈，所述第一异型密封通过第四迷宫支架压在第五迷宫支架上，所述第一迷宫支架热装在轧辊上，并用顶丝固定，所述第二迷宫支架和第三迷宫支架通过螺钉连接在第一迷宫支架上，第四迷宫支架通过螺钉固定在第五迷宫支架上并与轧辊辊颈形成密封存储腔体；

所述前堵环节执行单元包括异型密封锁紧螺钉和第一堵液异型密封，所述第一堵液异型密封通过异型密封锁紧螺钉固定在第三迷宫支架上；

所述离心消除环节执行单元包括集结存储区、排液第一通道以及排液第二通道，排液第一通道开在第二迷宫支架上，排液第二通道开在第三迷宫支架上；

所述第一异型密封的油封唇口内径较被密封的轴颈要小，需要一定的过盈配合，过盈量在轴颈小于220mm时，油封过盈量在1.0～1.5mm；过盈量在轴颈大于220mm时，油封过盈量在1.2～1.8mm。

2.根据权利要求1所述的UC轧机轧辊轴承防轧制液进入的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括迷宫支架密封，迷宫支架密封安装在第五迷宫支架和轴承座之间。

3.根据权利要求2所述的UC轧机轧辊轴承防轧制液进入的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括第二异形密封，所述第二异型密封通过锁紧螺钉固定在第五迷宫支架上。

4.根据权利要求3所述的UC轧机轧辊轴承防轧制液进入的控制装置，其特征在于，所述第一异型密封包括密封后背、密封骨架、油封外圆、密封前面倒角、自紧螺旋弹簧、密封工作面、密封面、密封腰部、密封面角以及防轧制液进入的唇部，所述密封骨架设置为L型，周围设置有密封前面倒角、密封后背、油封外圆、密封面、密封腰部、密封面角，所述自紧螺旋弹簧设置在密封工作面上方。

5.一种UC轧机中间辊轧辊轴承防轧制液进入的控制方法，使用如权利要求1-4任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

1)通过第一异型密封的封堵降低进水量；

2)微量的进液在集结存储区内吸附集中，并依靠分子间的张力和分子与集结存储区内壁的静摩擦力被紧紧的吸附在集结存储区内；

3)集中的水颗粒随着质量的增大和轧机换辊后的提速会造成更大的离心力，产生抛洒效果从装置内第一、第二通道被甩出；

4)剩余残余水分会随着轧制过程中乳液的进入被再次集结；

5)强大的离心效果致使新液再次被甩出；

6)按照上述步骤1）-5）进行不断重复，直到换辊为止。