CN110479768A - 一种轧机工作辊轴承调心装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轧机工作辊轴承调心装置，包括套筒凸内圈和双半套筒凹外圈；所述套筒凸内圈上设有三个调心球面键，三键沿圆周均匀分布，键的侧面为平面，是与双半套筒凹外圈上的键配合传递扭矩的工作面，键的顶面是凸球面，是与双半套筒凹外圈相匹配的凹球面相互接触可转动的调心球面，即套筒凸内圈的球面键是与双半套筒凹外圈的球面键相配合的调心球面键；为了套筒凸内圈和双半套筒凹外圈装配在一起，将双半套筒凹外圈一分为二；轧机工作辊颈上的扭转力矩通过三个调心球面键传递到径向轴承内圈上从而实现轴承内外圈的相对转动。该装置能改善轧机工作辊轴承的载荷偏载情况，延长轧机工作辊轴承寿命。
Description
技术领域
本发明属于轧钢机械设备技术领域，具体涉及一种轧机工作辊轴承调心装置。该装置能改善轧机工作辊轴承的载荷偏载情况，延长轧机工作辊轴承寿命。
背景技术
轧机在最初的辊颈支承机构设计时，是基于刚性构件假设的，即不考虑辊颈的弯曲变形对系统受力的影响。在中、低载荷下，忽略构件弹性变形的结果与实际情况基本吻合。但是随着轧制板带材料板形精度等要求提高，现在的板形控制引入了液压弯辊技术，在几十到几百千牛的弯辊力作用下，机构的弹性变形远远超出机构学分析的刚性假设容许度，直接破坏了理想结构的静定性。具体表现为轧辊轴承座在受到弯辊力时，轴承座并不能随着弯曲的辊颈同步倾斜，导致承受弯辊力的径向四列圆柱滚子轴承内、外圈相对倾斜（不平行），在径向方向受到不均匀载荷分布作用的偏载情况下，轴承频繁出现烧损短寿的现象。
对于轧机辊颈轴承座内的结构超静定导致的轴承烧损问题，现在市场上并没有很成熟的解决方案。现有的一些改进结构成本高，加工较难且不具有普适性。辊颈支承轴承的短寿烧损不仅会使得轴承更换成本增加，也会对轧辊的表面质量产生影响，对于轧制的时间成本和资金成本来说都是很大的浪费。
发明内容
为了克服现有的四辊冷轧机工作辊支承系统的结构超静定性导致的轴承烧损难题，本发明的目的是提供一种轧机工作辊轴承调心装置。本装置可以保证轧辊径向轴承中的四列滚子沿轴向均载，延长轴承的使用寿命，使得板形调整装置性能得以有效发挥，在大弯辊力下工作时，能生产板形和板厚精度更高的板带产品，对传统轧机支承系统结构改造以降低成本，增加效益。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种轧机工作辊轴承调心装置，包括套筒凸内圈和双半套筒凹外圈；所述套筒凸内圈上设有三个调心球面键，三键沿圆周均匀分布，键的侧面为平面，是与双半套筒凹外圈上的键配合传递扭矩的工作面，键的顶面是凸球面，是与双半套筒凹外圈相匹配的凹球面相互接触可转动的调心球面，即套筒凸内圈的球面键是与双半套筒凹外圈的球面键相配合的调心球面键；为了套筒凸内圈和双半套筒凹外圈装配在一起，将双半套筒凹外圈一分为二；轧机工作辊颈上的扭转力矩通过三个调心球面键传递到径向轴承内圈上从而实现轴承内外圈相对转动。
所述套筒凸内圈和双半套筒凹外圈的调心球面键分别使用不锈钢和改性增强赛钢聚醚醚酮材料来配对制造。这些配对材料具有良好的刚性、耐磨性、自润滑性等突出优点，广泛应用于机械制造、精密仪器和军工等行业。其突出的耐磨和自润滑特点可以使得调心套筒的调心球面键具有长久的使用寿命。
与现有技术相比，本发明优点及积极效果是：
本发明调心装置消除了辊颈支承系统的结构超静定性，使得轴承内圈与辊颈之间和轴承外圈与轴承座之间允许有一倾斜角，从而消除径向轴承的偏载现象，减少应力集中，延长轴承疲劳寿命，为企业生产中频繁出现的轴承烧损问题提供解决方案。对于轴承烧损时连带出现的轧辊辊身烧损现象可以起到隔离作用，即使轴承处出现高温区域，本发明提出的调心套筒装置可以隔离热源避免辊颈表面烧损现象，为昂贵的换辊成本减轻负担。本发明可以使得四辊轧机的换辊周期大大延长，提高板形精度，减少工人的劳动成本，实现更高效的生产。
附图说明
图1为本发明所述的调心装置的结构示意图。
图2为本发明所述的调心装置凸内圈和双班凹外圈的三维图。
图3为原有未安装调心套筒装置的四辊轧机辊颈支承系统结构示意图。
图4为所述调心装置在辊颈与轴承内圈之间的安装示意图。
图5为所述调心装置在轴承外圈与轴承座之间的安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细的说明。
如图1和图2所示，一种轧机工作辊轴承调心装置，包括套筒凸内圈1和双半套筒凹外圈2；所述套筒凸内圈1上设有三个调心球面键，三键沿圆周均匀分布，键的侧面为平面，是与双半套筒凹外圈2上的键配合传递扭矩的工作面，键的顶面是凸球面，是与双半套筒凹外圈2相匹配的凹球面相互接触可转动的调心球面，即套筒凸内圈1的球面键是与双半套筒凹外圈2的球面键相配合的调心球面键；为了套筒凸内圈1和双半套筒凹外圈2装配在一起，将双半套筒凹外圈2一分为二（切掉材料的部分可用相应的垫片补上）；轧机工作辊颈上的扭转力矩通过三个调心球面键传递到径向轴承内圈上从而实现轴承内外圈的相对转动。
所述套筒凸内圈1和双半套筒凹外圈2的调心球面键分别使用不锈钢和改性增强赛钢聚醚醚酮材料来配对制造。这些配对材料具有良好的刚性、耐磨性、自润滑性等突出优点，广泛应用于机械制造、精密仪器和军工等行业。其突出的耐磨和自润滑特点可以使得调心套筒的调心球面键具有长久的使用寿命。
在四列轧机轧制弯辊工作时，液压弯辊缸通过柱塞施加在轴承座的两侧顶板上的弯辊力实现板形调节，避免出现肋形波浪等不平整现象。弯辊力由辊颈上的径向四列圆柱滚子轴承来全部承担，且此径向轴承不承受轴向力，轴向力由止推轴承全部承担。径向轴承的两侧由止推环和挡圈来进行轴向固定，安装在轧辊两侧的轴承箱内，对称布置。如图3所示的原有未装调心套筒装置的四辊轧机辊颈支承系统结构示意图中，在弯辊力的作用下，两侧的轴承座会向下（或向上）移动一定的距离，但由于轴承座靠近端盖一侧存在轴向固定装置，所以轴承座不会产生倾斜，只是上下平动，轴承座内的径向轴承的外圈亦与轴承座保持一致的平动，即不会产生倾斜角。但是弯辊力作用时，工作辊辊身部分受到很大的轧制力，而且上下支撑辊皆有压下和压上装置来约束四列辊子辊身的径向自由度，但刚度较小的工作辊辊颈在弯辊力作用下会产生弯曲挠度，辊颈上的径向轴承内圈在没有安装本发明所述调心装置情况下会产生相应的倾斜角，从而使得轴承内、外圈不平行，轴承径向载荷分布不均匀，即存在严重偏载，导致四辊轧机经常出现工作辊轴承烧损现象，减小轴承使用寿命。
一个优选实施例是，如图4所示，将调心装置安装进辊颈与径向轴承内圈之间后，辊颈与套筒凸内圈1过盈配合同步转动，套筒凸内圈1与双半套筒凹外圈2的调心接触面是球面，允许调心套筒凸内圈1与双半套筒凹外圈2之间有一定的相对转动，从而实现了与双半套筒凹外圈2过盈配合的轴承内圈和轴承外圈的平动，亦即径向轴承内、外圈之间避免了相对倾斜，保持了平行，实现了轴承径向载荷均匀分布，减少了轴承烧损现象，提高了轴承使用寿命。
另一个优选实施例是，如图5所示，把调心装置安装在轧辊径向轴承外圈与轴承座之间，套筒凸内圈1与双半套筒凹外圈2的调心接触面是球面，允许调心套筒凸内圈1与双半套筒凹外圈2之间有一定的相对转动，与套筒凸内圈1过盈配合的轧辊轴承外圈与轧辊轴承内圈同步倾斜转动，从而实现了与辊颈过盈配合的径向轴承内圈所产生相应倾斜角的呼应，亦即径向轴承内、外圈之间避免了相对倾斜，保持了平行，实现轴承径向载荷均匀分布，减少轴承烧损现象，提高了轴承使用寿命。
Claims (2)
1.一种轧机工作辊轴承调心装置，其特征在于，包括套筒凸内圈（1）和双半套筒凹外圈（2）；所述套筒凸内圈（1）上设有三个调心球面键，三键沿圆周均匀分布，键的侧面为平面，是与双半套筒凹外圈（2）上的键配合传递扭矩的工作面，键的顶面是凸球面，是与双半套筒凹外圈（2）相匹配的凹球面相互接触可转动的调心球面，即套筒凸内圈（1）的球面键是与双半套筒凹外圈（2）的球面键相配合的调心球面键；为了套筒凸内圈（1）和双半套筒凹外圈（2）装配在一起，将双半套筒凹外圈（2）一分为二；轧机工作辊颈上的扭转力矩通过三个调心球面键传递到径向轴承内圈上从而实现轴承内外圈相对转动。
2.根据权利要求1所述的轧机工作辊轴承调心装置，其特征在于，所述套筒凸内圈（1）和双半套筒凹外圈（2）的调心球面键分别使用不锈钢和改性增强赛钢聚醚醚酮材料来配对制造。
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