RU150758U1

RU150758U1 - LIQUID FRICTION BEARING FOR ROLLING ROLLS

Info

Publication number: RU150758U1
Application number: RU2014139499/02U
Authority: RU
Inventors: Алина Николаевна Данилова; Татьяна Викторовна Суродеева; Александр Николаевич Рачков; Элла Александровна Судьина; Светлана Павловна Феденко; Елена Александровна Кудряшева; Валентина Петровна Ильичева
Original assignee: Алина Николаевна Данилова
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2015-02-27

Abstract

Заявляемый в качестве полезной модели подшипник жидкостного трения относится к прокатному производству и касается конструкций рабочих клетей прокатных станов, в которых используются подшипники жидкостного трения. Сущность полезной модели заключается в том, что подшипник жидкостного трения для валков прокатных станов содержит втулку-цапфу, втулку-вкладыш с отверстиями для подвода смазки на рабочую поверхность подшипника и торцовые масляные карманы. Втулка-вкладыш снабжена, по меньшей мере, двумя гидравлическими затворами, выполненными в виде кольцевых проточек на ее концевых частях, размещенных в масляных карманах. Гидравлические затворы выполнены в виде кольцевых проточек на концевых частях втулки-цапфы, размещенных в масляных карманах. Использование предлагаемого в качестве полезной модели подшипника жидкостного трения позволяет повысить на 10-15% грузоподъемность подшипника жидкостного трения в опорном узле прокатного валка. Declared as a utility model, a liquid friction bearing relates to rolling production and relates to designs of working stands of rolling mills in which liquid friction bearings are used. The essence of the utility model lies in the fact that the liquid friction bearing for rolls of rolling mills contains a pin-journal, a sleeve-liner with holes for supplying lubricant to the working surface of the bearing and mechanical oil pockets. The liner is provided with at least two hydraulic locks made in the form of annular grooves on its end parts, placed in oil pockets. Hydraulic locks are made in the form of annular grooves on the end parts of the sleeve-spigot, placed in oil pockets. The use of the fluid friction bearing, which is proposed as a utility model, makes it possible to increase the load capacity of the fluid friction bearing by 10-15% in the support unit of the rolling roll.

Description

Заявляемый в качестве полезной модели подшипник жидкостного трения для валков прокатного стана относится к прокатному производству и касается конструкций рабочих клетей прокатных станов, в которых используются подшипники жидкостного трения.Declared as a utility model, a fluid friction bearing for rolls of a rolling mill relates to rolling production and relates to designs of working stands of rolling mills in which fluid friction bearings are used.

Известен подшипник жидкостного трения для прокатки валков, содержащий втулку-вкладыш, составную втулку-цапфу, монтированную на конической шейке валка и радиально-упорный подшипник качения (а. с. №579045, кл. В21В 31/02, 1976.).Known liquid friction bearing for rolling rolls, comprising an insert sleeve, a composite journal sleeve mounted on a tapered neck of the roll, and an angular contact rolling bearing (A.S. No. 579045, class B21B 31/02, 1976.).

При установке этих подшипников на опорные узлы прокатных валков, работающих в реверсивном режиме, происходит интенсивный износ трущихся поверхностей. Это приводит к возникновению зазора по коническому посадочному месту между шейкой валка и втулкой-цапфой. Наличие появившегося зазора снижает точность прокатки вследствие радиальных биений валков и снижения сил трения по коническому посадочному месту втулки-цапфы, что приводит к возникновению заклинивающего момента в радиально - упорном подшипнике.When these bearings are mounted on the supporting nodes of rolling rolls operating in reverse mode, intense wear of the rubbing surfaces occurs. This leads to a gap on the conical seat between the neck of the roll and the sleeve-journal. The presence of the appeared gap reduces the accuracy of rolling due to the radial run-out of the rolls and a decrease in the friction forces along the tapered seat of the spigot sleeve, which leads to the occurrence of jamming moment in the angular contact bearing.

Прототипом является подшипник жидкостного трения, который содержит втулку-цапфу, втулку-вкладыш с отверстиями для подвода смазки на рабочую поверхность подшипника и торцовые масляные карманы (Целикови А.И. и др. Прокатные станы. М., Металлургиздат, 1958 г. с. 80-82).The prototype is a fluid friction bearing, which contains a pin-axle, an insert-liner with holes for supplying lubricant to the bearing surface and mechanical oil pockets (Tselikovi A.I. et al. Rolling mills. M., Metallurgizdat, 1958 p. 80-82).

Поскольку грузоподъемность подшипника жидкостного трения зависит от диаметра сопряженных поверхностей, марки рабочей жидкости, величины относительного зазора между втулкой-цапфой и втулкой-вкладышем, скорости вращения и от величины отношения длины подшипника к его диаметру, при прочих равных условиях грузоподъемность подшипника увеличивают обычно за счет увеличения длины подшипника.Since the load bearing capacity of a fluid friction bearing depends on the diameter of the mating surfaces, the type of working fluid, the relative clearance between the spigot and the bush, the rotation speed and the ratio of the length of the bearing to its diameter, all other things being equal, the bearing capacity is usually increased by increasing bearing lengths.

Но, при увеличении длины подшипника нагруженный усилием прокатки валок изгибается и возникает «кромочный» эффект, т.е. преимущественный контакт по концевым частям поверхностей втулки-вкладыша и втулки-цапфы. Это приводит к преждевременному выкрашиванию баббитовой напайки.But, with an increase in the length of the bearing, the roll loaded with the rolling force bends and an “edge” effect occurs, i.e. preferential contact on the end parts of the surfaces of the liner sleeve and journal sleeve. This leads to premature chipping of babbit soldering.

Кроме того, использование таких подшипников на станах реверсивной прокатки при смене направления вращения валка, приводит к разрушению масляного клина между втулкой-вкладышем и втулкой-цапфой. Это приводит к частичной потере грузоподъемности подшипника. Для полного восстановления грузоподъемности подшипника требуется значительное время, что снижает производительность стана.In addition, the use of such bearings on reverse rolling mills when changing the direction of rotation of the roll leads to the destruction of the oil wedge between the liner and the journal. This leads to a partial loss of bearing capacity. To fully restore bearing capacity, considerable time is required, which reduces mill productivity.

Задачей полезной модели является повышение грузоподъемности подшипника.The objective of the utility model is to increase the bearing capacity.

Техническим результатом является снижение времени при выходе подшипника на рабочий режим после реверса валка.The technical result is to reduce the time when the bearing enters the operating mode after reverse roll.

Достигается это за счет того что подшипник жидкостного трения для валков прокатного стана содержит втулку-цапфу, втулку-вкладыш с отверстиями This is achieved due to the fact that the liquid friction bearing for the rolls of the rolling mill contains a spigot hub, an insert bush with holes

и торцовые масляные карманы. Также за счет того, что он выполнен, по меньшей мере, с двумя гидравлическими затворами в виде кольцевых проточек, расположенных на размещенных в масляных карманах концевых частях втулки вкладыша или втулки-цапфы.and front oil pockets. Also due to the fact that it is made with at least two hydraulic locks in the form of annular grooves located on the end parts of the liner sleeve or journal sleeve located in the oil pockets.

На фиг. 1 показан заявляемый в качестве полезной модели подшипник жидкостного трения (по месту установки на прокатном валке), общий вид.In FIG. 1 shows a liquid friction bearing, declared as a utility model (at the installation site on a rolling roll), general view.

На фиг. 2 и 3 - выполнение гидравлического затвора на втулке-вкладыше и втулке-цапфе.In FIG. 2 and 3 - the implementation of the hydraulic shutter on the sleeve-liner and sleeve-pin.

На фиг. 4 изображена эпюра распределения удельных давлений по длине окружности подшипника.In FIG. 4 shows a plot of the distribution of specific pressures along the circumference of the bearing.

На фиг. 5 изображена эпюра распределения удельных давлений по длине подшипника.In FIG. 5 shows a plot of the distribution of specific pressures along the length of the bearing.

Подшипник жидкостного трения для валков прокатных станов состоит из: втулки-цапфы 1, втулки-вкладыша 2 с отверстием 3 для подвода смазки на рабочую поверхность подшипника, торцовых масляных карманов 4 для сбора отработавшего масла перед сливом. На концевых частях втулки-вкладыша 2, размещенных в карманах 4, выполнены кольцевые проточки 5 и 6, которые выполняют роль гидравлических затворов при работе подшипника жидкостного трения.The fluid friction bearing for rolls of rolling mills consists of: a sleeve-journal 1, a sleeve-insert 2 with an opening 3 for supplying lubricant to the working surface of the bearing, mechanical oil pockets 4 for collecting spent oil before draining. At the end parts of the insert liner 2 located in the pockets 4, annular grooves 5 and 6 are made, which act as hydraulic shutters during operation of the fluid friction bearing.

Как вариант исполнения подшипника жидкостного трения указанные гидравлические затворы могут быть выполнены в виде кольцевых проточек 7 и 8 на втулке-цапфе 1.As an embodiment of a liquid friction bearing, said hydraulic locks can be made in the form of annular grooves 7 and 8 on a sleeve-pin 1.

При работе подшипника во время прокатки возникает радиальное усилие, передающееся через валок 9 на втулку-цапфу 1, а затем на втулку-During operation of the bearing during rolling, a radial force arises, transmitted through the roll 9 to the bushing-trunnion 1, and then to the bushing-

вкладыш 2 и подушку валка 10. В результате этого между втулкой-вкладышем и втулкой-цапфой образуется неравномерный зазор 11 по окружности сопряжения. Причем минимальное значение (d_max) зазора возникает в направлении воздействия усилия прокатки, а максимальное значение (d_min) зазора возникает в противоположном направлении. При подаче рабочей жидкости в зазоре 11 между втулкой-вкладышем и втулкой-цапфой образуется масляный клин, давление (Р_х) в котором распределяется по некоторой кривой 12. Причем максимальное значение давления будет в районе минимального радиального зазора. По длине втулки-вкладыша подшипника жидкостного трения давление (Ру) в масляном клине между втулкой-вкладышем и втулкой-цапфой распределяется по закону, отраженному кривой 13. Кривая 13 имеет три участка распределения давления: средний рабочий участок 14, расположенный между проточками на внутренней поверхности втулки -вкладыша или между проточками на втулке-цапфе, участок резкого падения давления 15, расположенный между кромками проточки 8, участок слива 16. Пунктирной кривой 17 отражается закон распределения давлений с гладкой цилиндрической внутренней поверхностью втулки-вкладыша. Кривая 17 не имеет участка резкого падения давления. За счет установки между втулкой-вкладышем и втулкой-цапфой гидравлического затвора, выполненного в виде кольцевых проточек 5 и 6 на втулке-вкладыше или проточек 7 и 8 на поверхности втулки-цапфы, создается некоторое приращение давления по краям втулки-вкладыша. За счет чего, без увеличения длины втулки-вкладыша, the liner 2 and the cushion of the roll 10. As a result, between the sleeve-liner and the sleeve-pin is formed uneven gap 11 around the circumference of the mating. Moreover, the minimum value (d _max ) of the gap arises in the direction of influence of the rolling force, and the maximum value (d _min ) of the gap arises in the opposite direction. When the working fluid is supplied in the gap 11, an oil wedge is formed between the liner-bush and the axle-bush, the pressure (P _x ) of which is distributed along a certain curve 12. Moreover, the maximum pressure will be in the region of the minimum radial clearance. According to the length of the sleeve-liner of the fluid friction bearing, the pressure (Ru) in the oil wedge between the liner-bush and the pin-journal is distributed according to the law reflected by curve 13. Curve 13 has three pressure distribution sections: the middle working section 14 located between the grooves on the inner surface sleeve-insert or between grooves on a sleeve-journal, section of a sharp drop in pressure 15, located between the edges of the groove 8, the discharge section 16. The dashed curve 17 reflects the law of pressure distribution with a smooth cylindrical th inner surface of the insert sleeve. Curve 17 does not have a sharp drop in pressure. Due to the installation of a hydraulic shutter between the insert sleeve and the pin-sleeve, made in the form of ring grooves 5 and 6 on the insert sleeve or grooves 7 and 8 on the surface of the pin sleeve, a certain pressure increment is created along the edges of the insert sleeve. Due to which, without increasing the length of the liner,

получается общее увеличение грузоподъемности подшипника жидкостного трения.this results in a general increase in the load bearing capacity of a fluid friction bearing.

При изменении направления вращения валка в зазоре 11 начинает разрушаться масляный клин. Но из-за того, что в проточках на внутренней поверхности втулки-вкладыша находится вращающийся масляный шнур, причем направление вращения масляного шнура противоположно направлению вращения валка и не совпадает с вращением масляного клина из-за разности толщины масляного слоя между втулкой-вкладышем и втулкой-цапфой, происходит временной затрудненный слив масла. Восстановление полной грузоподъемности подшипника происходит значительно быстрее, чем у подшипника с гладкой цилиндрической поверхностью втулки-вкладыша.When the direction of rotation of the roll in the gap 11 changes, the oil wedge begins to collapse. But due to the fact that in the grooves on the inner surface of the liner there is a rotating oil cord, and the direction of rotation of the oil cord is opposite to the direction of rotation of the roll and does not coincide with the rotation of the oil wedge due to the difference in the thickness of the oil layer between the liner and trunnion, temporary difficulty draining the oil. Recovery of the full bearing capacity of a bearing is much faster than that of a bearing with a smooth cylindrical surface of the liner.

Использование предлагаемого в качестве полезной модели подшипника жидкостного трения позволяет повысить на 10-15% грузоподъемность подшипника жидкостного трения в опорном узле прокатного валка и на 20% снизить время при выходе подшипника на рабочий режим после реверса валка.The use of the fluid friction bearing, which is proposed as a utility model, makes it possible to increase the load capacity of the friction bearing in the support unit of the rolling roll by 10-15% and reduce the time when the bearing enters the operating mode after the roll reverse.

Claims

A liquid friction bearing for rolls of a rolling mill, comprising a pin sleeve, an insert sleeve with holes and mechanical oil pockets, characterized in that it is made with at least two hydraulic locks in the form of annular grooves located on the end pockets located in the oil pockets parts of the liner sleeve or journal sleeve.