KR20130101448A

KR20130101448A - 베어링의 슬리브 및 부싱으로부터 유출되는 오일을 추진하는 이격된 임펠러를 갖는 압연 밀 오일 필름 베어링을 위한 네크 밀봉부

Info

Publication number: KR20130101448A
Application number: KR1020127032229A
Authority: KR
Inventors: 토마스 씨. 제이알. 우트코우스키; 피터 엔. 오스굿
Original assignee: 지멘스 인더스트리, 인크.
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2013-09-13
Also published as: JP5882305B2; TWI568513B; JP2013526410A; MY164237A; UA110110C2; KR101853983B1; TW201201920A; CN102883829A; BR112012028795B1; RU2012153344A; CA2799186C; WO2011142968A1; MX2012012970A; AR087922A1; CA2799186A1; BR112012028795A2; EP2569105B1; RU2594922C2; US20110278801A1; CN102883829B

Abstract

본 발명에 따르면, 슬리브(12)가 롤 네크와의 회전을 위해 롤 네크(14) 상에 장착되는 압연 밀 오일 필름 베어링에 사용되는 밀봉부로서, 슬리브(12)는 고정 부싱(18) 내에서의 회전을 위해 저널링되고, 오일의 층류가 슬리브(12)와 부싱(18) 사이로부터 유출되는, 밀봉부가 개시되어 있다. 이 밀봉부는 롤 네크(14) 상에 장착되고 롤 네크(14)와 함께 회전되도록 구성되는 가요성 원형 밀봉 본체(25)를 포함한다. 원주 방향으로 이격된 임펠러(42)가 밀봉 본체(25)로부터 돌출된다. 임펠러(42)는 밀봉 본체(25)와 함께 회전 가능하고, 슬리브(12)와 부싱(18) 사이로부터 유출되는 오일을 회전 추진하도록 작용한다.

Description

베어링의 슬리브 및 부싱으로부터 유출되는 오일을 추진하는 이격된 임펠러를 갖는 압연 밀 오일 필름 베어링을 위한 네크 밀봉부{NECK SEAL FOR A ROLLING MILL OIL FILM BEARING WITH SPACED IMPELLERS FOR PROPELLING OIL COMING OUT FROM THE BEARING'S SLEEVE AND BUSHING}

본 발명은 회전 슬리브(rotating sleeve)와 슬리브를 포위하는 정지 부싱(stationary bushing) 사이로부터 접선 방향으로 유출되는 오일의 층류(laminar flow)를 제거하도록 압연 밀 오일 필름 베어링(rolling mill oil film bearing)에 사용되는 시스템에 관한 것으로, 특히 이러한 시스템에 사용되는 네크 밀봉부(neck seal)에 관한 것이다.

전형적인 압연 밀 오일 필름 베어링에서, 슬리브가 롤 네크(roll neck)를 포위하고, 롤 네크와 함께 회전 가능하다. 슬리브는 초크(chock) 내에 수용되는 고정 부싱 내에서의 회전을 위해 저널링된다. 슬리브 및 부싱은 그 사이에 간극을 한정하는 치수를 갖는다. 동작 중에, 오일이 간극 내로 계속적으로 유입되고, 여기에서 오일이 베어링의 하중 영역에서 슬리브와 부싱 사이의 유체 역학적으로 유지되는 필름 내로 회전 가능하게 압박된다. 오일의 층류는 베어링의 각각의 단부로부터 오일이 베어링으로 재차 재순환되기 전에 여과 및 냉각을 위해 중력에 의해 제거되는 섬프(sump) 내로 접선 방향으로 유출된다.

이러한 배열의 결점에 따르면, 큰 직경의 배출 라인(drain line)이 베어링으로부터 유출되는 오일의 중력 유동을 수용하는 데 요구된다. 이들 배출 라인은 과도한 크기의 외부 공간을 점유하고, 그에 따라 베어링의 전체 크기에 불리하게 기여한다. 오일이 베어링 섬프에 대해 지지되어 범람하는 것을 방지하도록 설계되는 피치로 배출 라인이 적절하게 설치되는 것을 보증하도록 주의가 또한 취해져야 한다.

동시 계속 출원에 기재되어 있는 개선된 시스템에서, 회전 베어링 구성 요소의 운동 에너지는 베어링의 외부로 오일을 펌핑하는 데 채용된다. 오일이 강제로 방출되기 때문에, 더 작은 배출 라인이 중력 유동을 수용하는 데 요구되는 배출 피치를 유지할 필요 없이 유출 오일 유동을 취급하는 데 채용될 수 있다.

본 발명은 롤 네크 상에 장착되고 롤 네크와 함께 회전되도록 구성되는 개선된 네크 밀봉부에 관한 것이다. 네크 밀봉부는 슬리브와 부싱 사이로부터 유출되는 오일의 층류를 수용하도록 배열되는 환형 챔버를 한정하기 위해 다른 베어링 구성 요소와 공동-작용한다. 환형 챔버는 접선 방향 출구를 갖고, 오일은 네크 밀봉부에 의해 보유되는 임펠러에 의해 챔버 주위에서 그리고 출구를 통해 외부로 회전 구동된다.

본 발명의 이들 및 다른 특징 및 장점이 이제부터 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이다.

도1은 본 발명에 따른 네크 밀봉부를 실시하는 압연 밀 오일 필름 베어링을 통한 단면도이다.
도2는 도1에서 "A"로 표시된 원형 영역의 확대도이다.
도3은 도1 및 도2에 도시된 네크 밀봉부의 사시도이다.
도4는 네크 밀봉부의 외부측 측면의 도면이다.
도5는 밀봉 단부 판 연장부를 통해 취해진 단면도이다.

우선, 도1을 참조하면, 압연 밀 오일 필름 베어링(10)이 도시되어 있다. 베어링은 롤(16)의 테이퍼형 네크(14)에 고정되는 슬리브(12)를 포함한다. 슬리브는 초크(20) 내에 수용되는 고정 부싱(18) 내에서의 회전을 위해 저널링된다. 슬리브 및 부싱은 그 사이에 간극("G")을 한정하는 치수를 갖는다. 동작 중에, 오일이 간극 내로 계속적으로 유입되고, 여기에서 오일이 베어링의 하중 영역에서 슬리브와 부싱 사이의 유체 역학적으로 유지되는 필름에 의해 회전 압박된다. 오일의 층류가 베어링의 양쪽 단부로부터 접선 방향으로 유출된다.

밀봉 조립체(22a, 22b)가 베어링의 내부측 및 외부측에 각각 위치된다. 도2를 추가로 참조하면, 내부측 밀봉 조립체(22a)는 본 발명에 따른 가요성 및 탄성 네크 밀봉부(24)를 포함한다는 것이 관찰될 것이다. 네크 밀봉부는 슬리브(12)와 함께 그와의 회전을 위해 테이퍼형 롤 네크 섹션(14) 상에 장착되는 가요성 원형 밀봉 본체(25)를 포함한다. 네크 밀봉부는 초크(20)에 고정되는 밀봉 단부 판(26)에 의해 포위된다. 원형 연장부(30)가 밀봉 단부 판(26)과 초크(20) 사이의 간극에 걸쳐 연장된다.

축 방향으로 이격된 플랜지(32a, 32b)가 네크 밀봉 본체(25) 상의 원통형 표면(31)의 양쪽 단부로부터 반경 방향으로 외향으로 돌출된다. 플랜지(32a, 32b)는 밀봉 단부 판 상의 견부(34)와 밀봉 접촉된다. 네크 밀봉부 상의 환형 플링거(flinger)(36)가 연장부(30) 상의 원형 견부(38)와 밀봉 접촉된다. 플링거는 밀봉 본체의 외부측 단부 표면(25')에 대해 둔각으로 플랜지(32b)에 대해 예각으로 밀봉 본체로부터 돌출된다. 플링거(36), 연장부(30) 및 초크(20)에 의해 제공되는 구속 표면(confinement surface)이 섬프(28)로부터 격리되고 슬리브와 부싱 사이의 간극(G)로부터 접선 방향으로 유출되는 오일의 층류를 수용하도록 배열되는 환형 내부측 챔버(40)를 한정하기 위해 슬리브(12) 및 부싱(18)과 협력한다. 임펠러(42)가 플링거(36) 및 단부 표면(25')의 접합부에서 밀봉 본체(25)로부터 챔버(40) 내로 돌출된다. 도4를 추가로 참조함으로써 가장 잘 관찰될 수 있는 것과 같이, 임펠러(42)는 네크 밀봉부(24)의 원주부 주위에서 이격되고, 이 때에 임펠러들 사이의 간격("s")은 원통형 표면(31)에서 측정될 때에 밀봉 본체의 외경("D")의 약 4.9 내지 39.3%이다.

도5에 도시된 것과 같이, 연장부(30)는 환형 챔버(40)와 접선 방향으로 연통되는 출구(44)를 포함한다. 호스(hose)(46)가 출구(44)에 연결되고, (도시되지 않은) 종래의 밀 윤활 시스템으로의 연결을 위해 베어링의 외부로 이어진다.

출구(44)는 정상 상태 동작 중에 그 챔버가 오일로 충전된 상태로 유지되도록 환형 챔버(40) 내에 수용되는 오일의 체적과 관련되는 크기를 갖는다. 이전에 언급된 것과 같이, 밀봉부(24) 및 슬리브(12)의 양쪽 모두가 롤 네크(14) 상에 장착되어 롤 네크(14)와 함께 회전된다. 이와 같이, 밀봉부(24)에 의해 보유되는 임펠러(42)가 슬리브와 함께 슬리브의 속도로 회전된다. 임펠러(42)에 의해 걸쳐 연장되는 환형 챔버(40)의 단면적에서, 오일은 슬리브의 속도로 회전 추진되고, 그에 의해 챔버(40) 주위에서 그리고 출구(44)를 통해 외부로 오일을 효율적으로 펌핑하도록 작용한다.

이와 같이, 임펠러(42)는 환형 챔버(40)로부터 오일을 강제로 방출하는 펌핑 작용을 가하도록 네크 밀봉부(24)의 회전 운동 에너지를 이용하도록 작용한다는 것이 이해될 것이다. 위에서 언급된 것과 같이, 중력 유동에 의존하기보다는 오일을 강제로 방출함으로써, 더 작은 직경의 배출 라인이 채용될 수 있고, 중력 피치의 유지와 무관하게 전략적으로 위치될 수 있다.

Claims

슬리브가 롤 네크와의 회전을 위해 롤 네크 상에 장착되는 압연 밀 오일 필름 베어링에 사용되는 밀봉부이며,
슬리브는 고정 부싱 내에서의 회전을 위해 저널링되고, 오일의 층류가 슬리브와 부싱 사이로부터 유출되고,
상기 밀봉부는,
롤 네크 상에 장착되고 롤 네크와 함께 회전되도록 구성되는 가요성 원형 밀봉 본체와;
상기 밀봉 본체로부터 돌출되는 원주 방향으로 이격된 임펠러로서, 상기 임펠러는 상기 밀봉 본체와 함께 회전 가능하고, 슬리브와 부싱 사이로부터 유출되는 오일을 회전 추진하도록 작용하는, 임펠러를 포함하는,
밀봉부.
제1항에 있어서, 이처럼 장착된 밀봉 본체의 표면이 오일의 상기 유출 유동을 수용하도록 배열되는 환형 챔버를 한정하기 위해 다른 베어링 구성 요소의 표면과 공동-작용하고, 상기 임펠러는 상기 챔버 내에 수용되는 오일을 회전 추진하도록 작용하는, 밀봉부.
제1항에 있어서, 상기 임펠러는 밀봉 본체의 일체로 성형된 구성 요소인 밀봉부.
제1항에 있어서, 환형 플링거가 밀봉 본체의 단부 표면으로부터 경사지게 돌출되고, 상기 임펠러는 플링거 플랜지와 단부 표면의 접합부로부터 축 방향으로 돌출되는, 밀봉부.
오일 필름 베어링에서 회전 가능하게 지지되는 롤 네크 상에 사용되는 밀봉부이며,
롤 네크 상에 장착되고 롤 네크와 함께 회전되도록 구성되는 가요성 원형 밀봉 본체와;
밀봉 본체로부터 반경 방향으로 외향으로 돌출되는 축 방향으로 이격된 환형 플랜지와;
밀봉 본체 상의 단부 표면과;
상기 단부 표면에 대해 둔각으로 그리고 환형 플랜지들 중 1개에 대해 예각으로 상기 밀봉 본체로부터 돌출되는 환형 플링거와;
상기 플링거 및 상기 단부 표면의 접합부에서 상기 밀봉 본체로부터 축 방향으로 돌출되는 원주 방향으로 이격된 임펠러
를 포함하는 밀봉부.
제5항에 있어서, 임펠러들 사이의 원주 방향 간격은 밀봉 본체의 외경의 약 4.9 내지 39.3%인 밀봉부.