JP5683693B2 - 圧延機油膜軸受内で使用されるシステム - Google Patents

Description

１．発明の分野
本発明は、回転するスリーブと、該スリーブを取り囲む据え付けのブシュとの間から接線方向に流出する油の層流を取り除く、圧延機油膜軸受け内で使用されるシステムに関する。

２．先行技術
典型的な圧延機油膜軸受けにおいて、スリーブはロールネックを取り囲み、かつ該ロールネックと共に回転可能である。スリーブは、チョック内に含まれている固定されたブシュ内において回転するように支承されている。スリーブおよびブシュは、その間に隙間を形成するように寸法設計されている。運転中、この隙間内には連続的に油が導入され、この隙間内で、油は、軸受けの負荷領域においてスリーブとブシュとの間で流体動力学的に維持された膜へと回転により促進される。油の層流は、軸受けの各端部から油溜め内に接線方向に流出する。油は、軸受け内に再循環される前に、ろ過および冷却のために重力によってこの油溜めから取り除かれる。

このような配置の欠点は、軸受けから流出する油の重力に基づく流れを収容するために大径の排出管路が要求されていることである。これらの排出管路は、極めて大きな外部スペースを占め、したがって軸受け全体の大きさに対して不都合に関与する。排出管路が、軸受けの油溜め内への油の逆流および溢出を阻止するように設計されたピッチを伴って適切に設置されていることが保証されるように注意が払われるべきである。

発明の概要
本発明に関連して、可撓性のシール部材と、隣接する軸受構成部品との間に形成されたシール境界面を含む画定面は、軸受けの油溜めから隔離され、かつスリーブとブシュとの間から流出する油の層流を収容する環状の室を規定している。したがって、収容された油は、スリーブの速度で回転するインペラによってチャンバを巡って回転するように促進される。排出管路は、回転するように促進された油を取り除くように、チャンバに接線方向で通じている。排出管路内のベンチュリ管は、油溜めに接続している。ベンチュリ管は、シール境界面を通過して油溜め内へ漏れるあらゆる油を吸い込むように働く。

本発明の上記および別の特徴および利点をここで、添付の図面に関してさらに詳しく説明する。

本発明によるシステムの実施の形態の圧延機油膜軸受けの断面図である。 図１に「Ａ」で示した円で囲んだ領域の拡大図である。 シールエンドプレート延長部の断面図である。 図１に「Ｂ」で示した円で囲んだ領域の拡大図である。 ベンチュリ管をシステム内に接続する方法を概略的に示す図である。 ベンチュリ管をシステム内に接続する択一的な方法を概略的に示す図である。

詳細な説明
まず図１を参照すると、圧延機油膜軸受けが、概して符号「１０」で示されている。この軸受けは、ロール１６の先細りしたネック１４に固定されたスリーブ１２を有している。スリーブ１２は、チョック２０内に含まれる固定されたブシュ１８内で回転するようにジャーナル支承されている。スリーブ１２とブシュ１８とは、その間に隙間Ｇを形成するように寸法設計されている。運転中に、油が連続的に隙間内に導入され、該隙間内で、油はスリーブ１２によって、軸受けの負荷領域においてスリーブとブシュとの間に流体力学的に維持された膜へと回転により促進される。油の層流は、軸受けの両端部から接線方向に流出する。

シールアセンブリ２２ａ，２２ｂは、それぞれ軸受けの内側および外側の端部に配置されている。さらに図２を参照すると、内側のシールアセンブリ２２ａが、可撓性かつ弾性的なネックシール２４を有し、このネックシール２４は、先細りしたロールネック部分１４に組み付けられて、このロールネック部分１４と共にスリーブ１２と一緒に回転するようになっていることが判る。ネックシール２４は、チョック２０に固定されたシールエンドプレート２６によって取り囲まれている。

従来の軸受けでは、スリーブとブシュとの間から接線方向に流出する油の層流は、油溜め２８ａ内に収容されている。この油溜め２８ａから、油は重力によって排出される。

しかし、本発明では、円形の延長部３０が、シールエンドプレート２６とチョック２０との間の隙間に延びている。ネックシール２４に設けられたフランジ３２は、密閉するようにシールエンドプレート２６に設けられたショルダ３４に接触し、ネックシール２４に設けられ、密閉するように延長部３０に設けられた円形ショルダ３８に接触しているフリンガ３６によって、シール境界面３５が提供されている。フリンガ３６，延長部３０およびチョック２０、シール境界面３５およびチョック２０により提供された画定面は、スリーブ１２およびブシュ１８と協働して、環状の内側チャンバ４０ａを形成する。この環状の内側チャンバ４０ａは、油溜め２８ａから隔離されていて、スリーブとブシュとの間の隙間Ｇから接線方向に流出する油の層流を収容するように配置されている。チャンバ４０ａ内にはインペラ４２が突入している。さらに図３を参照することによって最も良く判るように、インペラ４２は、ネックシール２４によって支持され、かつ該ネックシール２４の周囲に沿って互いに間隔を空けて配置されている。

延長部３０は、シール境界面３５の内側に排出穴３０ａを有している。このシール境界面３５を通過して漏れるあらゆる油は、この穴３０ａを介して油溜め２８ａに排出される。図４から判るように、延長部３０は、環状のチャンバ４０ａに接線方向に通じる出口４４を有している。出口４４にはホース４６が接続していて、ホース４６は、従来の圧延機潤滑システム（図示せず）に接続するように軸受けの外部に通じている。

出口４４は、環状のチャンバ４０ａ内に収容される油の容量に関して、定常状態での運転中に、このチャンバ４０ａが油で満たされたままであるように大きさを決められている。上述のように、ネックシール２４およびスリーブ１２は、ロールネック１４に組み付けられ、かつ該ロールネック１４と共に回転する。したがって、ネックシール２４によって支持されたインペラ４２は、スリーブ１２と共に、かつ該スリーブ１２の速度で回転する。

図４を参照すると、類似の配置が、軸受けの外側の端部におけるシールアセンブリ２２ｂによって提供されている。軸受けの外側の端部では、環状の外側のチャンバ４０ｂが、ブシュ１８とチョック２０との間に延びる延長部４８、スリーブ１２に固定されたリング５０、延長部４８により支持されたリップシール５２およびリップシール５２とリング５０との間のシール境界面５３に設けられた画定面によって形成されている。インペラ４２は、スリーブ１２に固定され、かつ該スリーブ１２から半径方向にチャンバ４０ｂ内に突出している。シール境界面５３を通過して漏れるあらゆる油は、延長部４８とチョック２０との間のスペース５５を介して油溜め２８ｂ内へ排出される。

図示されていないが、延長部４８は、図４において符号４４で示された内側の出口に類似する外側の出口を有していると理解されるべきである。この外側の出口は、接線方向で外側のチャンバ４０ｂに通じ、かつ第２のホース５８に接続されている。

図２および図５ａから判るように、排出管路４６内にはベンチュリ管６０が配置されている。吸込み管路６２は、ベンチュリ管を油溜め２８ａに接続している。図４に示されているように、排出管路５８内に配置された第２のベンチュリ管６０’は、吸込み管路６２’により油溜め２８ｂに接続されている。

択一的には図５ｂに示したように、２つの油溜め２８ａ，２８ｂが、６４において接続されていてもよく、２つの排出管路４６，５８は、単独の管路６６に接合されていてもよい。当該管路６６内に単独のベンチュリ管６８が配置されていてよく、単独の吸込み管路７０を介して油溜めのうちの１つに接続され得る。

したがって、インペラ４２は、選択された軸受け構成要素（たとえば、内側の端部におけるネックシール２４および外側の端部におけるスリーブ１８）の回転運動エネルギを利用して、環状のチャンバ４０ａ，４０ｂから油を強制的に排出するポンプ作用を発揮するように働く。上述のように、重力流に依存するのではなく強制的に油を排出することによって、比較的小径の排出管を使用することができ、かつ排出管路４６，４８を重力ピッチの維持を考慮する必要なしに、計略的に位置決めすることができる。

シール境界面３５，５３を通過して油溜め２８ａ，２８ｂ内に漏れるあらゆる油は、計略的に排出管路内に配置されたベンチュリ管によって吸い込まれ、したがって全ての油が効果的に軸受けの定常運転中に再循環されることを保証している。

Claims (10)

1. 回転するスリーブと、該スリーブを取り囲む固定のブシュとの間から流出する油を取り除く、圧延機油膜軸受内で使用されるシステムであって、該システムは、
   前記流出する油が流入するように配置された環状のチャンバであって、隣接した剛性の軸受構成部材に接触する可撓性のシール部材により画定されるシール境界面を含む画定面によって排出液溜めから遮蔽されている環状のチャンバと、
   前記チャンバ内に突出し、前記チャンバ内で前記油を回転させながら推進するように前記スリーブと共に該スリーブの速度で回転可能なインペラと、
   前記チャンバに接線方向で接続し、前記チャンバ内で回転されかつ推進された加圧された前記油が流入するように配置された排出管路と、
   前記排出管路内に設けられたベンチュリ管と、
   前記ベンチュリ管を前記排出液溜めに接続する吸込み管路であって、前記環状のチャンバから前記シール境界面を通過して前記排出液溜め内に流出する油を、前記排出管路を介して取り除くように吸い込む吸込み管路と
   を備えることを特徴とする、圧延機油膜軸受内で使用されるシステム。
2. 回転するスリーブと、該スリーブを取り囲む固定のブシュとの間から流出する油を取り除く、圧延機油膜軸受内で使用されるシステムであって、該システムは、
   前記流出する油が流入するように配置された環状のチャンバであって、シール境界面を含む画定面によって排出液溜めから遮蔽されている環状のチャンバと、
   前記チャンバ内に突出し、前記チャンバ内で前記油を回転させながら推進するように前記スリーブの回転方向で、かつ前記スリーブの速度で回転可能なインペラと、
   前記チャンバに接続し、前記チャンバ内で回転されかつ推進された前記油の流れが流入するように配置された排出管路と、
   前記排出管路内に設けられたベンチュリ管と、
   前記ベンチュリ管を前記排出液溜めに接続する吸込み管路であって、前記環状のチャンバから前記シール境界面を通過して前記排出液溜めに流出する油を、前記排出管路を介して取り除くように吸い込む吸込み管路と
   を備えることを特徴とする、圧延機油膜軸受で使用するシステム。
3. 前記スリーブは、ロールの先細りしたネックに固定されており、前記シール境界面は、前記ロールネックに組み付けられた、隣接した剛性の軸受構成部材に接触する可撓性のシール部材により画定されている、請求項２記載のシステム。
4. 前記インペラは、前記シール部材によって支持され、かつ該シール部材の周囲に沿って互いに間隔を空けて配置されている、請求項３記載のシステム。
5. 前記ブシュは、チョック内に含まれており、前記可撓性のシール部材は、前記チョックに固定されたシールエンドプレートにより取り囲まれており、前記剛性の構成部材は、シールエンドプレートの延長部を有している、請求項３記載のシステム。
6. 前記インペラは、前記スリーブに当該スリーブと共に回転するために取り付けられている、請求項２記載のシステム。
7. 前記画定面は、前記ブシュの延長部と、前記スリーブに固定されたリングとにより部分的に画定されており、前記シール境界面は、前記延長部に支持された、前記リングに接触しているリップシールにより画定されている、請求項６記載のシステム。
8. 前記排出管路は、接線方向で前記チャンバに接続している、請求項２記載のシステム。
9. 回転するスリーブと、該スリーブを取り囲む固定のブシュとの間に油が導入され、導入された前記油が、前記軸受の内側の端部と外側の端部とから層流として接線方向に流出する、圧延機油膜軸受で使用されるシステムであって、該システムは、
   前記軸受の内側の端部と外側の端部とから接線方向に流出する層流の前記油が流入するように配置され、互いに接続された内側の排出液溜めと外側の排出液溜めとからそれぞれ遮蔽された環状の内側チャンバと外側チャンバとを形成するシール境界面を含む画定面と、
   前記チャンバ内に突出し、前記チャンバ内に流入した油を前記チャンバ内で推進するように、前記スリーブと共に該スリーブの速度で回転可能なインペラと、
   前記チャンバに接線方向で接続し、前記インペラの回転によって前記チャンバ内で推進された油を取り除く１つの共通の排出管路に通じる複数の排出管路と、
   前記共通の排出出口内に設けられたベンチュリ管と、
   前記ベンチュリ管を前記排出液溜めのうちの１つに接続する吸込み管路であって、前記シール境界面を通過して前記排出液溜めに流出する油を前記共通の排出管路を介して取り除くように吸い込む、吸込み管路と
   を備えることを特徴とする、圧延機油膜軸受で使用されるシステム。
10. 圧延機油膜軸受において、回転するスリーブと、該スリーブを取り囲む固定のブシュとの間から接線方向に流出する層流の油を取り除く方法において、
    シール境界面を含む画定面により排出液溜めから遮蔽された環状のチャンバ内に前記層流の油が流入し、
    前記油を前記チャンバ内で前記回転するスリーブの速度で回転させかつ推進し、
    前記チャンバから、該チャンバが油で満たされたままであるような速度で油をチャンバの接線方向で取り除き、
    前記シール境界面を通過して前記液溜め内に流出するあらゆる油をベンチュリ管により同時に吸い込みかつ取り除くことを特徴とする、層流の油を取り除く方法。

Images