DE102010045595A1

DE102010045595A1 - Lageranordnung für eine Walze und Verfahren zur Verwendung dieser Lageranordnung

Info

Publication number: DE102010045595A1
Application number: DE201010045595
Authority: DE
Inventors: Dr. Alken Johannes
Original assignee: SMS Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2010-09-16
Publication date: 2012-03-22
Also published as: WO2012034887A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für eine Walze in einem Walzgerüst, insbesondere in einer Strangwalzvorrichtung, mit über eine Schmiermittelfilm gelagerten Walzenzapfen, wobei die Lageranordnung eine den Walzenzapfen umgebende rotationssymmetrische Fläche aufweist und in der Fläche Austrittsdüsen (3) von Leitungen zur Zuführung eines Schmiermittels angeordnet sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsdüsen (3) der Leitungen für das Schmiermittel in Drehrichtung jeweils unmittelbar vor einer Lastzone (2) angeordnet sind, in der der jeweilige Walzenzapfen eine Kraft auf die Fläche des jeweiligen Lagers (1) ausübt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Regelung der Tragfähigkeit bzw. Schmierfilmdicke eines solchen Lagers.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für eine Walze in einem Walzgerüst, wobei die Walze mit ihrem Walzenzapfen über einen Schmiermittelfilm in der Lageranordnung gelagert ist, wobei die Lageranordnung eine den Walzenzapfen umgebende rotationssymmetrische Fläche aufweist und in der Fläche Austrittsdüsen von Leitungen zur Zuführung eines Schmiermittels zur Realisierung des Schmiermittelfilms angeordnet sind. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Regelung der Tragfähigkeit derartiger Lageranordnungen.
Aus der US 4,944,609 ist ein Walzenlager bekannt, das als Gleitlager in Form eines Axiallagers mit einer Ölschmierung ausgebildet ist. In einer einen Walzenzapfen umgebenden zylindrischen Lagerfläche sind Düsen zur Zuführung und Ableitung eines Schmiermittels angeordnet. Die Düsen befinden sich jeweils auf halber Höhe gegenüber einem oberen und einem unteren Punkt, den der Walzenzapfen und die ihn umgebende Fläche im Querschnitt aufweisen.
Andererseits sind in Axiallagern gelagerte Walzen bekannt geworden, beispielsweise aus der JP 2011206 A , in denen die Dicke eines Ölfilms durch eine das Öl unter Hochdruck zuführende Pumpe bestimmt wird. Ein Sensor misst die Schmierfilmdicke, die einer Steuereinrichtung verarbeitet wird. Durch die Anpassung des Drucks des Öls wird die Schmierfilmdicke eingestellt.
Aus der WO 2009 037766 A1 ist es bekannt, Vorabinformationen über eine sich einstellende Schmierfilmdicke zur Regelung der Dicke eines Walzspaltes zwischen zwei Arbeitswalzen einer Walzvorrichtung zu verwenden. Die vorab gemessenen Schmierfilmdicken werden in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Belastung in eine Einrichtung zur Walzspaltregelung eingespeist. Der Walzenabstand wird dann so geregelt, dass das Walzgut die gewünschte Dicke aufweist.
Zum Stand der Technik gehört die Zuführung eines als Schmiermittel dienenden Mediums für hydrodynamische Gleitlager in einem Walzwerksgerüst durch hydrodynamische oder hydrostatische Taschen. Die Zuführtemperatur des Mediums wird durch den Einsatz von Kühlanlagen auf einem konstanten Wert gehalten. Die Schmierfilmdicke und die Tragfähigkeit eines solchen Gleitlagers sind in hohem Maße von der Viskosität des verwendeten Öls abhängig. Die Viskosität ist wiederum eine physikalische Eigenschaft des Öls, die stark von dessen Temperatur abhängt. Bei einer stark dynamischen Änderung des Belastungszustands an einem Lager in einer Stranggieß- und walzanlage, beispielsweise beim Anstich einer Bramme, verändert sich die Schmierfilmdicke und damit die Position des Walzenzapfens. Um eine konstante Dicke des Walzguts zu erzeugen, muss diese Verlagerung durch eine Dickenregelung ausgeglichen werden. Dieser Regelprozess kann nur zeitverzögert stattfinden, was zwangsläufig zu Schwankungen der Dicke zu Beginn des Walzprozesses führt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine bekannte Lageranordnung für eine Walze dahingehend weiterzubilden, dass die Dicke des Schmierfilms in der Lageranordnung auf einfachere Weise zu beeinflussen ist. Es ist darüber hinaus eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mittels dessen Lageranordnungen dynamisch und gegebenenfalls ohne Zeitverzögerung auf variable Lastzustände eingeregelt werden können
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Anordnung der eingangs genannten mit einer Lageranordnung, umfassend die Merkmale des Anspruchs 1, sowie mit einem Verfahren, umfassend die Merkmale des Anspruchs 6, gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Mit Vorteil wird vorgesehen, dass die Lastzone, durch den Betriebspunkt des Lagers bestimmt, der untere Auflagebereich des Walzenzapfens auf der Fläche ist.
Um den Abstand der Austrittsdüsen zur Lastzone des Walzenzapfens nicht zu groß werden zu lassen, wird vorgesehen, dass die Austrittsdüsen höchstens 30° vor einer die maximale Lastaufnahme innerhalb der Lastzone bezeichnenden Linie angeordnet sind.
Ebenfalls lässt sich als zusätzliche Maßnahme mit Vorteil eine Kühlvorrichtung zum Kühlen des Schmiermittels auf eine niedrige Temperatur einbringen, dass sich das abgekühlte Schmiermittel aus den Austrittsdüsen in das Lager einbringen lässt.
Vorzugsweise fließt das Schmiermittel in einem Kreislauf, in dem die Temperatur und/oder der Druck des Schmiermittels durch eine Regeleinrichtung geregelt werden. Mittels Sensoren lassen sich hierbei Temperatur, Druck und damit rechnerisch die Viskosität des Schmiermittels erfassen.
Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine perspektivische Ansicht des Schemas einer Lageranordnung am Beispiel eines Gleitlagers, wie es beispielsweise für eine Arbeits- oder Stützwalze einer Walzanlage zum Walzen eines Stahlstrangs zum Einsatz kommt.
In einem Gleitlager 1 (Figur) dreht sich in Richtung eines Pfeils A ein Walzenzapfen einer Walze auf einem insbesondere von einem Öl gebildeter Schmiermittelfilm. Im unteren Bereich des Lagers 1 besteht eine Lastzone 2. Durch die Belastung der Walze entstehen dort die höchsten Temperaturen im Ölfilm innerhalb des Lagers 1, was ebenfalls zu der geringsten Viskosität des Ölfilms führt. In Drehrichtung vor der Lastzone 2 sind Injektionsdüsen 3 in unmittelbarer Nähe der Lastzone 2 angeordnet, um dort kühles Öl als Schmiermittel in den vorhandenen Ölfilm einzuspritzen, wodurch sich die „Mischviskosität”, und damit die Ölfilmdicke erhöht.
Je nach der gewünschten Beeinflussung der Schmierfilmdicke ließe sich durch die Austritts- oder Injektionsdüsen 3 auch Öl höherer Temperatur einspritzen, wenn beabsichtigt wird, die Dicke des Ölfilms zu verringern.
Vorzugsweise wird das Öl oder jedes andere zum Einsatz kommende Schmiermittel in einem Kreislauf geführt und über Auslässe aus dem Gleitlager wieder herausgeführt. Dabei ist vorzugsweise eine Regeleinrichtung zur Regelung der Temperatur und des Drucks des Schmiermittels vorgesehen.
Bezugszeichenliste

1: Gleitlager
2: Lastzone
3: Injektionsdüsen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4944609 [0002]
JP 2011206 A [0003]
WO 2009037766 A1 [0004]

Claims

Lageranordnung für eine Walze in einem Walzgerüst, wobei die Walze mit ihrem Walzenzapfen über einen Schmiermittelfilm in der Lageranordnung (1) gelagert ist, wobei die Lageranordnung eine rotationssymmetrische Fläche zur Aufnahme des Walzenzapfens aufweist und in der Fläche Austrittsdüsen (3) von Leitungen zur Zuführung eines Schmiermittels zur Realisierung des Schmiermittelfilms angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsdüsen (3) der Leitungen für das Schmiermittel in Drehrichtung jeweils unmittelbar vor einer Lastzone (2) angeordnet sind, in der der jeweilige Walzenzapfen eine Druck im Schmierfilm erzeugt und dadurch eine Kraft auf die Fläche des jeweiligen Lagers (1) ausübt.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastzone (2), durch den Betriebspunkt des Lagers bestimmt, der auf die Walze wirkenden Kraft gegenüberliegenden Fläche der Lagerschale entspricht.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsdüsen (3) höchstens 30° vor einer die maximale Lastaufnahme innerhalb der Lastzone (2) bezeichnenden Linie angeordnet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung eine Kühlvorrichtung zum Kühlen des Schmiermittels auf eine niedrige Temperatur umfasst und dass das abgekühlte Schmiermittel aus den Austrittsdüsen (3) in das Lager einbringbar ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel in einem Kreislauf fließt und dass die Temperatur und/oder der Druck des Schmiermittels durch eine Regeleinrichtung geregelt werden.
Verfahren zur Regelung der Tragfähigkeit bzw. der Schmierfilmdicke eines hydrodynamischen Lagers einer Walze eines Walzgerüstes, bei dem bei erhöhtem Belastungszustand Schmiermittel mit niedrigerer Temperatur und/oder höherer Viskosität in das Lager eingebracht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Schmiermittel unmittelbar vor einem erhöhten Belastungszustand, beispielsweise unmittelbar vor dem Anstich eines Walzguts, eingebracht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Lageranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 durchgeführt wird.