DE7311744U

DE7311744U - Plain spherical plain bearings for tiltable converters

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Publication number: DE7311744U
Application number: DE7311744U
Authority: DE
Original assignee: Voest AG
Current assignee: Voest AG
Priority date: 1972-03-28
Publication date: 1973-06-20

Description

Vereinigte österreichische Eisen-United Austrian Iron

und Stahlwerke Aktiengesellschaftand Stahlwerke Aktiengesellschaft

in Linz, Österreichin Linz, Austria

Gleit-Oelenklager für kippbare KonverterSlide oil bearing for tiltable converters

Die Neuerung betrifft ein Gleit-Gelenklager für kippbare Konverter mit Gleitelementen, vorzugsweise aus Kunststoff, die in Ausnehmungen eines zwischen dem Innenring und dem Außenring des Gelenklagers vorgesehenen Käfigs befestigt sind, wobei die Gleitelemente im Käfig durch besondere Mittel, z. B. Stützringe aus Metall, gefaßt sind, und der Innenring auf den Gleitflächen der Gleitelemente aufliegt.The innovation concerns a plain spherical plain bearing for tiltable Converter with sliding elements, preferably made of plastic, which in recesses between the inner ring and the Outer ring of the spherical plain bearing provided cage are attached, the sliding elements in the cage by special Medium, e.g. B. metal support rings are taken, and the inner ring rests on the sliding surfaces of the sliding elements.

Konverter werden zur Herstellung von Stahl aus flüssigem Roheisen unter Verwendung von Sauerstoff als Frischmittel verwendet. Man. ist bestrebt., aus Gründen einer rationellen Stahlproduktion die Kapazität der Konverter möglichst groß zu machen. Es gibt heute Anlagen, die 300 t flüssiges Metall aufnehmen können, und es ist vorgesehen, Konverter für ein Abstichgewicht bis zu 500 t zu jauen. Bei so großen Konvertern betragt das Gesamtgewicht des feuerfest ausgekleideten Frischgefäßes einschließlich des Stahls mehr als 1300 t, welches Gewicht von den Lagern aufgenommen werden muß. Von der Lagerkonstruktion ist also zu verlangen; daß sie hohe Radialbelastungen aufnimmt. Infolge hoher Wärmebelastunn kann auch eine Verformung der Kipp- bzw. Tragzapfen auftreten, wodurch es zu einer Taumelbewegung kommt, die bei jeder Um-Converters are used to produce steel from liquid pig iron using oxygen as a fresh agent used. Man. strives. For reasons of rational steel production, the capacity of the converter is as large as possible close. Today there are plants that can take up 300 tons of liquid metal, and there is provision for converters for one Tap weight up to 500 t to be cut. With converters this large, the total weight of the refractory lined is Fresh vessel including steel more than 1300 t, which weight must be borne by the bearings. The construction of the bearing must therefore be demanded; that it absorbs high radial loads. Due to high heat load deformation of the pivot pins can also occur, causing a tumbling movement that occurs with every turn.

drehung vom Lager aufgenommen wurden muß. Weitere Aufgaben, dio eine Lagerkonstruktion zu erfüllen hat, sind durch Längsv"oi"3CiiiGuungjGn m ÄXiSxGT* niCtiuung un^ v-iCunü. u vcruurmcnc Aa1s±"rotation must have been absorbed by the bearing. Further tasks, dio has to fulfill a bearing construction are through longitudinal v "oi" 3CiiiGuungjGn m ÄXiSxGT * niCtiuung un ^ v-iCunü. u vcruurmcnc Aa1s ± "

kräfte bedingt; infolge von Temperaturschwankungen im Konverter ergeben sich je nach Konvertergröße Längsverschiebungen in der Tragzapfenachse in der Größenordnung von mehreren Zentimetern. Um diese Verschiebungen aufnehmen zu können, muß die Lagerkonstruktion ein Loslagcr aufweisen, das so ausgebildet ist, daß die bei Längsverschiebung auftretenden Kräfte beherrscht werden können und somit die Lagerkonstruktion nicht gefährden. Eine Längsverschiebung kann sowohl während des Kippens des Konverters als Uach im Stillstand auftreten. Schließlich ist eine der wichtigsten Anforderungen an ein Konverterlager, daß es bei einem Schadensfall rasch ausgewechselt werden kann= Hierfür ist Voraussetzung-, daß das Lagor mehrteilig ausgebildet ist.forces conditioned; As a result of temperature fluctuations in the converter, longitudinal displacements in the trunnion axis of the order of several centimeters occur, depending on the converter size. In order to be able to absorb these displacements, the bearing construction must have a loose bearing which is designed in such a way that the forces occurring during longitudinal displacement can be controlled and thus do not endanger the bearing construction. A longitudinal shift can occur both while the converter is being tilted and when it is at a standstill. After all, one of the most important requirements for a converter bearing is that it can be replaced quickly in the event of damage = this is a prerequisite - that the bearing is made up of several parts.

Die aufgezeigten Anforderungen worden im wesentlichen durch eine Lagerkom.-truktion erfüllt, wie sie in der österreichischen Patentschrift Nr. 274.870 beschrieben ist. Diese Lagerkonstruktion sieht Pendelrollenlager vor, wobei der Innenring des Loslagers auf dem Kippzapfen starr befestigt und der Außenring in einer Schiebebüchse gelagert ist, die gegenüber dem das gesamte Lager umschließenden Gehäuse axial verschiebbar ist, Zwischen der Schiebebüchse und dem Gehäuse kann eine Schonbüchse vorgesehen sein, die aus härterem Material besteht als die Schiebebüchse.The requirements outlined have essentially been met by a storage system like the one in the Austrian one U.S. Patent No. 274,870. This bearing design provides spherical roller bearings with the inner ring of the floating bearing rigidly attached to the pivot pin and the outer ring is mounted in a sliding sleeve opposite the housing enclosing the entire bearing is axially displaceable, between the sliding sleeve and the housing a protective sleeve can be provided, which consists of a harder material than the sliding sleeve.

Die Lagerkonstruktion nach dor österr3ichischen Patentschrift Nr. 27^.870 erscheint jedoch insofcrne verbesserungsbedürftig als die Bauhöhe des Pendelrollenlagers verhältnismäßig groß ist; weiters ist die Schiebebüchse ein gesonderter Bauteil, der mit dem aus gehärtetem Stahl gefertigten Außenring verbunden werden muß, wodurch die Bauhöhe bzw. der Außendurchmesser der Lagerkonstruktion weiter vergrößert wird und dasThe bearing construction according to the Austrian patent specification No. 27-870, however, appears to be in need of improvement than the overall height of the spherical roller bearing is relatively large; Furthermore, the sliding sleeve is a separate component, which must be connected to the outer ring made of hardened steel, whereby the overall height and the outer diameter the bearing construction is further enlarged and that

Gewicht etwa mit dem Quadrat des Lagerdurchmessers steigt: auch ist die Tragfähigkeit des Pendelrollenlagers relativ klein* weil zwischen den Rollen und dem Innenring bzw= Außenring die Last nur auf einer Linie übertrafen wird; da Pendelrollenlager vollständig aus gehärtetem Stahl hergestellt werden, sind die Lager, insbesondere die Rollen, empfindlich gegen schwere Stoßbeanspruchungen, wie sie im Stahlwerksbetrieb häufig auftreten und zu Rollenbrüchen führen; Pendelrollenlager müssen sehr sorgfältig gewartet werden, d.h. es ist für eine ausreichende Schmierung der Rollen zu sorgen; auch sind Pendelrollenlager an und für sich sehr teure Bauelemente.Weight increases roughly with the square of the bearing diameter: the load-bearing capacity of the spherical roller bearing is also relative small * because between the rollers and the inner ring or = outer ring the load is only exceeded on one line; because spherical roller bearings are made entirely of hardened steel, the bearings, especially the rollers, are fragile against heavy impact loads, as they often occur in steelworks and lead to broken rolls; Spherical roller bearings must be maintained very carefully, i.e. sufficient lubrication of the rollers must be ensured; spherical roller bearings are also very expensive components in and of themselves.

Es ist bereits bekannt, anstelle von Pendelrollenlagern Gelenk-Gleitlager mit eingesetzten Gleitplatten aus Kunststoff zu verwenden. Diese Kunststoff-Gleitplatten sind so in Ausnehmungen eines zwischen dem Innenring und dem Außenring vorgesehenen Käfigs angeordnet, daß der Innenring nur auf den Gleitflächen der Kunststoff-Gleitplatten aufliegt, wobei" die Gleitplatten an den überstehenden Teilen durch besondere Mittel, beispielsweise Ringe oder dgl, gefaßt sind (deutsches Gebrauchsmuster Nr. 71 39It is already known, instead of spherical roller bearings, spherical plain bearings with inserted plastic slide plates to use. These plastic sliding plates are in recesses a cage provided between the inner ring and the outer ring is arranged that the inner ring only on rests on the sliding surfaces of the plastic sliding plates, where " the sliding plates are held on the protruding parts by special means, for example rings or the like (German Utility model No. 71 39

Aufgabe der Neuerung ist es, die Vorteile dieser beiden bekannten Lagerkonstruktionen zu vereinigen und eine verbesserte Lagerkonstruktion zu schaffen, die mit einer kleineren Anzahl von Teilen auskommt, wobei diese Teile so ausgebildet sein sollen, daß die Wärmeabfuhr vom Zapfen in radialer Richtung zum Lagergehäuse hin verbessert und überdies eine geringere Bauhöhe erreicht wird. Außerdem sollen die Herstellungskosten wesentlich vermindert werden.The task of the innovation is to combine the advantages of these two known bearing constructions and an improved one To create a bearing construction that manages with a smaller number of parts, these parts being designed in this way should be that the heat dissipation from the pin in the radial direction towards the bearing housing is improved and, moreover, a lower overall height is achieved. In addition, the production costs should be reduced significantly.

Die Neuerung besteht bei dem eingangs definierten Gleit-Gelenklager darin, daß der vorzugsweise aus einem unlegierten, vergüteten Kohlenstoffstahl mit einer Festigkeit von 55 bisThe innovation is the plain spherical plain bearing defined at the beginning in that the preferably made of an unalloyed, Quenched and tempered carbon steel with a strength of 55 to

ρ
70 kp/mm hergestellte Außenring als Schiebebüchse abgeführt ist, so daß das Gelenklager innerhalb des Lagergehäuses axial verschiebbar ist= Die Vereinigung der Schiebebüchse mit dem Außenring des Gelenklagers zu einem einzigen Bauteil ist nur dann zweckmäßig, wenn - im Vergleich zu gehärteten Rollenlagern - die Festigkeit (Härte) des Außenringes vermindert wird. Bei Gelenklägern mit Kunststoff-Gleitplatten wird durch die Vergrößerung der sphärischen Tragfläche gegenüber Wälzlagern eine hohe Traglast aufgenommen, so daß man hier nur den Innenring aus gehortetem, verschleißfestem Stahl herstellen muß, während beim Außenring mit einem wesentlich weicheren Material das Auslangen gefunden werden kann. Daher kann der Außenring als Schiebebüchse fungieren, wobei zweckmäßigerweise deren Gleitfläche gegenüber den Kunststoff-Gleitplatten vergrößert _s d,h, verbreitert wird. Eine verbreiterte Gleitfläche der Schiebebüchs* verbessert auch die Wärmeabfuhr vom Zapfen auf das Lagergehäuse.ρ
70 kp / mm produced outer ring is discharged as a sliding sleeve, so that the spherical bearing is axially displaceable within the bearing housing = The combination of the sliding sleeve with the outer ring of the spherical bearing into a single component is only useful if - compared to hardened roller bearings - the strength (Hardness) of the outer ring is reduced. In articulated bearings with plastic sliding plates, the increase in the spherical bearing surface compared to roller bearings means that a high load capacity is absorbed, so that only the inner ring has to be made from hoarded, wear-resistant steel, while the outer ring can be made with a much softer material. The outer ring can therefore function as a sliding sleeve, its sliding surface expediently being enlarged _s d, h, widened compared to the plastic sliding plates. A widened sliding surface of the sliding sleeve * also improves the heat dissipation from the journal to the bearing housing.

Eine weitere Ausführungsform der Neuerung besteht d?rin, daß im Außenring Bolzen oder Stifte aus gut wärmeleitendem Material, z.B..Kupfer, eingebettet sind, welche in die Gleitelemente hineinragen und sich bis zur Gleitfläche der Schiebebüchse erstrecken.Another embodiment of the innovation is that Bolts or pins made of a material that conducts heat well, e.g. copper, are embedded in the outer ring, which are embedded in the sliding elements protrude and extend to the sliding surface of the sliding sleeve.

Die Gleitfläche der Schiebebüchse kann aus einom Gleitwerkstoff, z.B. Bronze, bestehen, wobei der Gleitwerkstoff vorzugsweise durch Auftragsschweißung fugenlos mit dem Außenring (eier Schiebebüchse) verbunden ist.The sliding surface of the sliding sleeve can be made of a sliding material, e.g. bronze, the sliding material preferably being welded seamlessly to the outer ring (egg sliding sleeve) is connected.

Die Neuerung wird an Hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Konverter mit seiner Lagerkonstruktion im Aufriß. Fig. 2 ist ein Vertikalschnitt durch das Loslager und Fig. 3 eine ähnliche Darstellung für eine weitere Ausführungsform nach der Neuerung.The innovation is explained in more detail with reference to the accompanying drawing. Fig. 1 shows a converter with its bearing structure in elevation. Fig. 2 is a vertical section through the floating bearing and Fig. 3 is a similar representation for a further embodiment according to the innovation.

In Pig. 1 ist mit 1 der in einem Tragring 2 befestigte Konverter bezeichnet. Am Tragring 2 sind die Dreh- bzw. Kippzapfen 3 und 4 befestigt, welche in den Lagern 5 und β gelagert sind. Mit 5 ist das Loslager und mit 6 das Festlager bezeichnet. 7 und 8 sind Ständer, auf denen die Lager 5, 6 montiert sind.In Pig. 1 is attached to 1 in a support ring 2 Called converter. On the support ring 2, the pivot or pivot pin 3 and 4 are attached, which in the bearings 5 and β are stored. With 5 the floating bearing and with 6 that Designated fixed bearing. 7 and 8 are stands on which the bearings 5, 6 are mounted.

Das Loslager 5 nach der Neuerung¹ ist in Fig. 2 dargestellt. Es besteht im einzelnen aus dem Lagerfuß 9, dem Lagerdeckel 10, den Seitendeckeln 11, den Dichtungen 12, dem Innenring,The floating bearing 5 according to the innovation ¹ is shown in FIG. It consists in detail of the bearing foot 9, the bearing cover 10, the side covers 11, the seals 12, the inner ring,

13 und dem Außenring 1*1. Der· Außenring 14 ist zweckmäßigerweise aus einem unlegierten, vergüteten Kohlenstoffstahl mit einer Festigkeit von 55 bis 70, vorzugsweise 55 bis 6013 and the outer ring 1 * 1. The outer ring 14 is expedient Made of an unalloyed, tempered carbon steel with a strength of 55 to 70, preferably 55 to 60

ρ
kp/mm , hergestellt und ■ neuerungsgemSß als Schiebebüchse ausgebildet, während der Innenring - ähnlich wie bei Wälzlagern - aus einem gehärteten, verschleißfesten Stahl hergestellt ist. Mit 15 ist eine im Ausführungsbeispiel vorgesehene Schonbüchse bezeichnet, die mit dem Lagerdeckel 10 fest verbunden ist. Der Kippzapfen 3 ist also mit dem Gelenklager in Achsrichtung gleitbar. Der Außenring 14 weist beidseitig die Schiebebüchse vergrößernde Ansätze A auf. Der Außenringρ
kp / mm, manufactured and, according to the invention, designed as a sliding sleeve, while the inner ring - similar to roller bearings - is made of a hardened, wear-resistant steel. A protective sleeve provided in the exemplary embodiment is designated by 15 and is firmly connected to the bearing cover 10. The pivot pin 3 is thus slidable with the pivot bearing in the axial direction. The outer ring 14 has projections A which enlarge the sliding sleeve on both sides. The outer ring

14 hat auf der Innenseite einen z.B. aus dem gleichen Werkstoff hergestellten Käfig 16, welcher Gleitplatten 23, z.B. aus Kunststoff, trägt.14 has one on the inside, e.g. made of the same material manufactured cage 16, which carries sliding plates 23, for example made of plastic.

Um den verbreiterten Außenring 14 des Loslagers gegenüber der Schonbüchse 15 vor dem Verdrehen zu sichern, sind axiale Nuten 17 mit darin eingefügten Paßfedern 18 vorgesehen. Weiters sind in Umfangsrichtunp; .verlaufende, nicht dargestellte Nuten zur Einbringung eines Schmiermittels zwischen Außenring (Schiebobüchse) 14 und Schonbüchse 15 vorhanden. Am Ende des Zapfens 3 sind Deckel IQ, 20 aufgesetzt, die auch als zusätzliche Befestigung des Innenringes 13 fungieren.In order to secure the widened outer ring 14 of the floating bearing against the protective sleeve 15 from rotating, axial Grooves 17 with parallel keys 18 inserted therein are provided. Furthermore, in the circumferential direction; . running, not shown Grooves for introducing a lubricant between the outer ring (sliding sleeve) 14 and protective sleeve 15 are provided. At the end of the pin 3 cover IQ, 20 are placed, the also act as an additional fastening of the inner ring 13.

731174*20.6.73731174 * 6/20/73

Die Gieitplatten 23 haben eine zylindrische Form und sind innerhalb des Käfigs 16 durch Stützringe 26, welche vorzugsweise aus einem Bronzewerkstoff gefertigt sind, gehalten. Zv/eckmftßigerweise ist die axiale Erstreckung der Gleitplatten 23 etwas größer als die der Stützringe 26 und zvrar etwa um das Maß des Nachgebens der Gleitplatten 23 unter Belastung des Lagers, so daß die Stützringe 26 auch an der Lastübertragung teilnehmen. Die Gleitplatten 23, die mit der Mantelfläche des sphärischen Innenringes 13 zusammenwirken, sind somit vollständig umfaßt, so daß auch bei höheren Temperaturen - bei Verwendung von Kunststoff - kein Kriechen oder Fließen eintreten kann. Zum besonderen Schutz der Gleitplatten 23 sind noch Dichtungen 24 zu beiden Seiten des Außenringes Ik vorgesehen.The slide plates 23 have a cylindrical shape and are held within the cage 16 by support rings 26, which are preferably made of a bronze material. The axial extension of the slide plates 23 is somewhat larger than that of the support rings 26 and approximately by the amount of the yielding of the slide plates 23 under load on the bearing, so that the support rings 26 also take part in the load transfer. The sliding plates 23, which interact with the outer surface of the spherical inner ring 13, are thus completely encompassed, so that even at higher temperatures - when using plastic - no creeping or flowing can occur. For the special protection of the sliding plates 23, seals 24 are also provided on both sides of the outer ring Ik .

Durch ie Vereinigung von Schiebebüchse und Außenring zu einem integralen Bauteil Ik wird nicht nur die Herstellung des gesamten Lagers wesentlich verbilligt und die Bauhöhe in beträchtlichem Maß verkleinert, sondern auch die Wärme= abfuhr vom Zapfen 3 nach außen zum Gehäuse hin stark verbessert, so daß die Temperatur der Gleitplatten 23» wenn sie z.B. aus Kunststoff gefertigt wird, ohne Schwierigkeiten unter der bei diesem Werkstoff maximalen zulässigen Temperatur von etwa l'30° C gehalten werden kann. Die verbesserte Wärmeabfuhr ist im wesentlichen auf die Verringerung der Anzahl der Trennfugen zwischen dem Zapfen 3 und dem Lagerdeckel 10 bzw. Lagerfuß 9 zurückzuführen.By combining the sliding sleeve and outer ring into an integral component Ik , not only is the production of the entire bearing significantly cheaper and the overall height reduced to a considerable extent, but also the heat dissipation from the pin 3 to the outside towards the housing is greatly improved, so that the The temperature of the sliding plates 23, if it is made of plastic, for example, can be kept below the maximum permissible temperature of about l'30 ° C. for this material without difficulty. The improved heat dissipation is essentially due to the reduction in the number of parting lines between the journal 3 and the bearing cover 10 or bearing foot 9.

Zur Verbesserung der Wärmeabfuhr sind bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 im Außenring Ik des Loslagers mehrere Bolzen bzw. Stifte 25 derart eingesetzt, daß ihr unteres Ende in einem Abstand von der Innenfläche der Gleitplatten 23 endigt. Diese Bolzen 25 sind aus einem gut wärmeleitenden Material, z.B. Kupfer, hergestellt und leiten die Wärme aus dem Innenring 13 unmittelbar an die Oberfläche des als SchiebebüchseIn order to improve the heat dissipation, several bolts or pins 25 are inserted in the outer ring Ik of the floating bearing in the exemplary embodiment in FIG. These bolts 25 are made of a material that conducts heat well, for example copper, and conduct the heat from the inner ring 13 directly to the surface of the sliding sleeve

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ausgebildeten Außenringes Ik. Die Gleitfläche dos Außenringes 14 kann auch aus einem Bronze-Gleitmetall 27 bestehen, welches zur Vermeidung einer Trennfuge zweckmäßigerweise durch Auftragsschweißung aufgebracht und mit dem Außenring 14 fest und fugenlos verbunden wird. Durch das Bronze-Gleitmetall 27 erhält das neuerungsgemäße Lager Notlaufeigenschaften. Die Gleitplatten 23 sind durch Stützringe 26 im Käfig 16 gehalten. Mit 2k sind Dichtungen bezeichnet, welche das Eindringen von Schmutz und Fremdkörpern in die Gleitplatten 23 verhindern sollen. Eine Schmierung des Gelenklagers ist grundsätzlich'nicht erforderlich.trained outer ring Ik. The sliding surface of the outer ring 14 can also consist of a bronze sliding metal 27, which is expediently applied by build-up welding to avoid a parting line and is connected firmly and seamlessly to the outer ring 14. The bronze sliding metal 27 gives the new bearing emergency running properties. The sliding plates 23 are held in the cage 16 by support rings 26. Seals, which are intended to prevent the penetration of dirt and foreign bodies into the sliding plates 23, are denoted by 2k. Lubrication of the spherical plain bearing is generally not necessary.

Die Gleitplatten 23 können auch aus einem anderen Gleitwerkstoff, z.B. aus einem Sinterwerkstoff, wie Sinterbronze, ,gebildet, werden.The sliding plates 23 can also be made from another sliding material, e.g. from a sintered material such as sintered bronze, to be formed.

Claims

Protection claims

1. Plain joint bearings for tiltable converters with sliding elements, preferably made of plastic, which is in recesses between the inner ring and the outer ring of the spherical plain bearing provided cage are attached, the sliding elements in the cage by special means, e.g. support rings Metal, are taken, and the inner ring rests on the sliding surfaces of the sliding elements, characterized in that the preferably made of an unalloyed, tempered carbon

material steel with a strength of 55 to 70 kp / mm made outer ring (1 * 0 is designed as a sliding sleeve, so that the pivot bearing is axially displaceable within the bearing housing.

2. sliding joint bearing according to claim 1, characterized in that the outer ring (I ¹ O with a widened with respect to the plastic sliding elements sliding surface (A) is formed.

3. Plain joint bearing according to claim 1 or 2, characterized in that that in the outer ring (1 * 0 bolts or pins (25) made of a very thermally conductive material, e.g. copper, embedded which protrude into the sliding elements and extend to the sliding surface of the sliding sleeve (14).

lj. Plain joint bearing according to Claims 1 to 3, characterized in that the sliding surface of the sliding sleeve (Ik) consists of a sliding material (27), e.g. bronze, the sliding material (27) preferably being welded seamlessly to the outer ring (the sliding sleeve ) (I ¹ O is connected.