RU2630993C2

RU2630993C2 - Roller bearing of sintering trolley of agglomeration machine

Info

Publication number: RU2630993C2
Application number: RU2015103714A
Authority: RU
Inventors: Николай Владимирович Бодрых; Сергей Юрьевич Бубнов; Виктор Иванович Катасонов; Владимир Михайлович Матюшин; Анатолий Анатольевич Уваров; Николай Александрович Черкасов; Анатолий Александрович Черницын
Original assignee: Сергей Юрьевич Бубнов
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2017-09-15
Also published as: RU2015103714A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: sintering trolley roller bearing of the sintering machine contains load and running rollers, the latter comprising two annular separators with tapered rollers contacting the bearing surfaces of the rings, pressed on the axis and an intermediate ring forming a labyrinth seal with the end face of the running roller. The roller bearing is provided with a sleeve installed in the running roller, on which the annular bearing surfaces are made contacting with said conical rollers.

EFFECT: simplified structure of sintering trolley roller bearing, increased its operational reliability, reduced lubricant consumption.

3 cl, 1 tbl, 2 dwg, 1 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к черной металлургии, а именно к агломерационному производству, в частности к конструкции роликоопоры спекательной тележки агломерационной машины.The present invention relates to ferrous metallurgy, and in particular to sinter production, in particular to the design of the roller bearings of the sintering cart of the sinter machine.

Известна роликоопора спекательной тележки агломерационной машины по книге А.И. Целикова «Машины и агрегаты металлургических заводов», т. 1, Москва, «Металлургия», 1987 г., стр. 112, рис. III.23, разрез А-А, содержащая ходовой и грузовой ролики, смонтированные на подшипниках и установленные на оси с возможностью фиксации, и размещенное между роликами кольцо, образующее лабиринтное уплотнение с торцовой поверхностью ходового ролика.Known roller support sintering cart sinter machine according to the book of A.I. Tselikova “Machines and assemblies of metallurgical plants”, vol. 1, Moscow, Metallurgy, 1987, p. 112, fig. III.23, section AA, containing running and cargo rollers mounted on bearings and mounted on an axis with the possibility of fixation, and a ring placed between the rollers forming a labyrinth seal with the end surface of the running roller.

Недостатком известного технического решения является следующее. Как показала практика, в щелевой зазор между ходовым и грузовым роликами постоянно попадает пыль и просыпь транспортируемого материала, что также ведет к интенсивному износу подшипников и снижению ресурса службы роликоопоры в целом. Создание лабиринтного уплотнения между торцовой поверхностью ходового ролика и кольцом, закрепленным на торцовой поверхности грузового ролика, как показал опыт эксплуатации, малоэффективно. Во время работы агломерационной машины в большей степени нагружен подшипник ходового ролика спекательной тележки, подшипник грузового ролика включается в работу лишь при захвате спекательной тележки приводными звездочками агломерационной машины. При низкой скорости вращения роликов и высокой нагрузке тела качения (ролики) подшипников изнашивают сепаратор и перекашиваются. Вследствие этого подшипники имеют различный износ по диаметру, а это приводит к интенсивному износу выступов как кольца, так и выступов торцовой поверхности ходового ролика, образующих лабиринтное уплотнение, вследствие чего нарушается его герметичность и смазка из подшипника ходового ролика вытекает - условия его эксплуатации ухудшаются, вплоть до аварийной ситуации.A disadvantage of the known technical solution is the following. As practice has shown, dust and spillage of the transported material constantly fall into the gap between the running and cargo rollers, which also leads to intensive wear of bearings and a decrease in the service life of the roller support as a whole. Creating a labyrinth seal between the end surface of the running roller and the ring mounted on the end surface of the load roller, as shown by operating experience, is ineffective. During operation of the sintering machine, the bearing of the running roller of the sintering trolley is more heavily loaded, the bearing of the load roller is only activated when the sintering trolley is gripped by the drive wheels of the sintering machine. With a low speed of rotation of the rollers and a high load of the rolling elements (rollers) of the bearings, the separator wears out and warps. As a result, the bearings have different diameters, and this leads to intensive wear of the protrusions of both the ring and the protrusions of the end surface of the roller forming a labyrinth seal, as a result of which its tightness is impaired and lubrication from the roller bearing ensues - its operating conditions deteriorate, up to before the emergency.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом), по мнению авторов, является роликоопора спекательной тележки агломерационной машины по патенту РФ №122161, кл. F27B 21/06, включающая грузовой и ходовой ролики, последний из которых содержит два кольцевых сепаратора с коническими роликами, контактирующими с опорными поверхностями напрессованных на оси колец и противолежащими последним кольцевыми опорными поверхностями, и промежуточное кольцо, образующее лабиринтное уплотнение с торцовой поверхностью ходового ролика.The closest to the proposed technical solution for the technical nature and the achieved result (prototype), according to the authors, is the roller support of the sintering trolley of the sinter machine according to the patent of the Russian Federation No. 122161, class. F27B 21/06, including cargo and running rollers, the last of which contains two annular separators with tapered rollers in contact with the bearing surfaces of the rings pressed on the axis and the opposite ring supporting surfaces, and an intermediate ring forming a labyrinth seal with the end surface of the roller.

Недостатком данного технического решения является сложность конструктивного выполнения подшипникового узла ходового ролика, заключающаяся в наличии двух радиально-упорных роликов, установленных с зазором. Данные подшипники, зачастую, по конструктивным особенностям и условиям работы не могут одинаково и равномерно воспринимать при работе действующие радиальные силы, один из подшипников будет либо не догружен, либо воспринимать большую часть радиальной нагрузки. Наличие лабиринтного уплотнения обеспечивает предотвращение попадания в подшипниковый узел пылевидных частиц агломерата, но не в полной степени предотвращает вытекание смазочных веществ. В конечном итоге - вышеперечисленное приводит к снижению эксплуатационной надежности роликоопоры и значительным затратам по ее обслуживанию.The disadvantage of this technical solution is the complexity of the structural design of the bearing assembly of the running roller, which consists in the presence of two angular contact rollers installed with a gap. These bearings, often, due to their design features and working conditions, cannot perceive the acting radial forces equally and evenly during operation, one of the bearings will either not be loaded or will absorb most of the radial load. The presence of a labyrinth seal prevents the ingress of dust particles of agglomerate into the bearing assembly, but does not fully prevent the flow of lubricants. Ultimately - the above leads to a decrease in the operational reliability of the roller bearings and significant costs for its maintenance.

Задача, на решение которой направлено техническое решение - упрощение конструкции роликоопоры спекательной тележки. При этом достигается получение такого технического результата, как расширение ее функциональных возможностей, а именно повышение эксплуатационной надежности роликоопоры за счет увеличения срока службы подшипникового узла ходового ролика, увеличение температурного режима спекания шихты при производстве агломерата с необходимыми свойствами при сохранении заданных параметров по надежности, уменьшение расхода смазочных материалов, а также уменьшения затрат на ее обслуживание и ремонт.The problem the technical solution is aimed at is simplifying the design of the roller support of the sintering trolley. At the same time, it is possible to obtain such a technical result as expanding its functional capabilities, namely increasing the operational reliability of the roller bearing by increasing the service life of the roller bearing assembly, increasing the temperature regime of the sintering of the mixture in the production of sinter with the necessary properties while maintaining the specified reliability parameters, reducing consumption lubricants, as well as reducing the cost of its maintenance and repair.

Вышеуказанные недостатки исключаются тем, что в роликоопоре спекательной тележки агломерационной машины, включающей грузовой и ходовой ролики, последний из которых содержит два кольцевых сепаратора с коническими роликами, контактирующими с опорными поверхностями напрессованных на оси колец и противолежащими последним кольцевыми опорными поверхностями, и промежуточное кольцо, образующее лабиринтное уплотнение с торцовой поверхностью ходового ролика, кольцевые опорные поверхности размещены на гильзе, установленной в ходовом ролике; роликоопора снабжена дополнительным уплотнительным элементом, выполненным из эластичного синтетического полимера и размещенным в кольцевой канавке промежуточного кольца с возможностью контактирования с торцовой поверхностью ходового ролика; дополнительный уплотнительный элемент выполнен в виде плетеной набивки из политетрафторэтиленовых волокон.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the fact that in the roller support of the sintering trolley of the sintering machine, which includes cargo and running rollers, the last of which contains two annular separators with tapered rollers in contact with the supporting surfaces of the rings pressed onto the axis and the opposite ring supporting surfaces, and an intermediate ring labyrinth seal with end face of the running roller, annular bearing surfaces are placed on a sleeve installed in the running roller ; the roller support is equipped with an additional sealing element made of an elastic synthetic polymer and placed in the annular groove of the intermediate ring with the possibility of contacting with the end surface of the roller; an additional sealing element is made in the form of a braided packing of polytetrafluoroethylene fibers.

Сопоставительный анализ предложенного технического решения с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного своим конструктивным выполнением, а именно размещением кольцевых опорных поверхностей на гильзе, установленной в ходовом ролике, а также установкой дополнительного уплотнения. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «Новизна».A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype shows that the claimed technical solution differs from the known one for its structural design, namely the placement of annular supporting surfaces on a sleeve installed in the roller, as well as the installation of an additional seal. Thus, the claimed technical solution meets the criteria of the invention of "Novelty."

Так как предлагаемое изобретение может быть использовано в промышленности, а проведение испытаний опытного образца уже показали положительные результаты, следовательно, данное техническое решение соответствует критерию изобретения «Промышленная применимость».Since the invention can be used in industry, and testing a prototype has already shown positive results, therefore, this technical solution meets the criteria of the invention "Industrial Applicability".

Сравнительный анализ предложенного технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями, показал, что конструкции элементов вращения (роликов), содержащие гильзу с размещенными на ней кольцевыми опорными поверхностями, широко известны. Однако ее введение в конструкцию роликоопоры спекательной тележки агломерационной машины, ее расположение и взаимосвязь с другими элементами конструкции способствует не только упрощению конструкции роликовой опоры спекательной тележки, но также ведет к расширению ее функциональных возможностей, а именно повышению эксплуатационной надежности роликоопоры за счет увеличения срока службы подшипникового узла ходового ролика, увеличению температурного режима спекания шихты при производстве агломерата с необходимыми свойствами при сохранении заданных параметров по надежности, уменьшению расхода смазочных материалов, а также уменьшению затрат на ее обслуживание и ремонт. Вместе с этим также снижаются и простои агломерационной машины. Отсюда следует, что заявленная совокупность существенных отличий обеспечивает получение упомянутого технического результата, что по мнению авторов, соответствует критерию изобретения «Изобретательский уровень».A comparative analysis of the proposed technical solution, not only with the prototype, but also with other technical solutions, showed that the construction of rotation elements (rollers) containing a sleeve with annular supporting surfaces placed on it is widely known. However, its introduction to the design of the roller support of the sintering trolley of the sintering machine, its location and interconnection with other structural elements not only simplifies the design of the roller support of the sintering trolley, but also leads to the expansion of its functionality, namely, to increase the operational reliability of the roller support by increasing the service life of the bearing roller assembly, increase the temperature regime of the sintering of the mixture in the production of sinter with the necessary properties at wounding the specified parameters for reliability, reducing the consumption of lubricants, as well as reducing the cost of its maintenance and repair. At the same time, the downtime of the sintering machine is also reduced. It follows that the claimed combination of significant differences provides the mentioned technical result, which, according to the authors, meets the criteria of the invention "Inventive step".

Предложенное техническое решение будет понятно из следующего описания и приложенных к нему чертежей:The proposed technical solution will be clear from the following description and the drawings attached to it:

На фиг. 1 - изображен разрез предлагаемой роликоопоры спекательной тележки агломерационной машины;In FIG. 1 - shows a section of the proposed roller support sintering cart sinter machine;

На фиг. 2 - изображен вид I фиг. 1.In FIG. 2 is a view I of FIG. one.

Роликоопора спекательной тележки агломерационной машины состоит из грузового 1 и ходового 2 роликов, последний из которых содержит два кольцевых сепаратора 3, 4 с коническими роликами 5, контактирующими с опорными поверхностями 6, 7 напрессованных на оси 8 колец 9, 10 и противолежащими последним кольцевыми опорными поверхностями 11 и 12, промежуточное кольцо 13, образующее лабиринтное уплотнение 14 с торцовой поверхностью -Р- ходового ролика 2. Подшипник грузового ролика 1 выполнен в виде подшипника скольжения, представляющего собой бронзовую втулку 15, снабженную канавкой 16. Роликоопора спекательной тележки снабжена дополнительным уплотнительным элементом 17, выполненным из эластичного синтетического полимера, например плетеной набивки из политетрафторэтиленовых волокон, кольцевые опорные поверхности 11 и 12 размещены на гильзе 18, установленной в ходовом ролике 2. Промежуточное кольцо 13 снабжено кольцевой канавкой 19, расположенной со стороны торцовой поверхности -Р- ходового ролика 2, при этом дополнительный уплотнительный элемент 17 размещен в кольцевой канавке 19 с возможностью контактирования с торцовой поверхностью -Р- ходового ролика 2. Ось 8 снабжена каналом 20, выполненным с возможностью сообщения с канавкой 16 подшипника скольжения 15. Ходовой ролик 2 фиксируется на оси 8 при помощи гайки 21. Роликоопора содержит также подпружиненную масленку 22, размещенную соосно каналу 20 оси 8 и закрепленную на крышке 23 ходового ролика 2.The roller support of the sintering trolley of the sintering machine consists of a load 1 and a running 2 rollers, the last of which contains two annular separators 3, 4 with tapered rollers 5 in contact with the bearing surfaces 6, 7 of the rings 9, 10 pressed onto the axis 8 and the opposite ring supporting surfaces 11 and 12, an intermediate ring 13 forming a labyrinth seal 14 with an end face -P- of the running roller 2. The bearing of the load roller 1 is made in the form of a sliding bearing, which is a bronze sleeve 15 equipped with a groove 16. The roller support of the sintering carriage is equipped with an additional sealing element 17 made of an elastic synthetic polymer, for example, braided packing of polytetrafluoroethylene fibers, the annular supporting surfaces 11 and 12 are placed on a sleeve 18 mounted in the roller 2. The intermediate ring 13 is provided an annular groove 19 located on the side of the end surface of the -P-roller 2, while the additional sealing element 17 is placed in the annular groove 19 with the possibility of contact with the end surface of the -R-roller 2. Axis 8 is provided with a channel 20 adapted to communicate with the groove 16 of the sliding bearing 15. The roller 2 is fixed on the axis 8 with a nut 21. The roller bearing also contains a spring-loaded grease fitting 22, which is aligned with the channel 20 axis 8 and mounted on the cover 23 of the roller 2.

Роликоопора спекательной тележки агломерационной машины работает следующим образом.Roller support sintering cart sinter machine operates as follows.

При движении спекательной тележки ходовой ролик 2 вращается в подшипниковом узле, закрепленном на оси 8. При опрокидывании (поворачивании) спекательных тележек, приводные звездочки агломерационной машины взаимодействуют с грузовыми роликами 1, вращающимися в подшипниках скольжения 15. Подшипниковый узел ходового ролика 2 и подшипник скольжения 15 смазываются смазкой - RENOLIT СХ - НТ2, заполняемой при сборке роликоопор. Вытеканию смазки из подшипникового узла ходового ролика 2 препятствует дополнительный уплотнительный элемент 17 из эластичного синтетического полимера, а из зоны трения подшипника скольжения 15 - радиальное уплотнение и стопорный элемент (на рисунке не обозначены).During the movement of the sintering carriage, the roller 2 rotates in a bearing assembly fixed on the axis 8. When the sintering carts are tipped over (rotated), the drive wheels of the sintering machine interact with the load rollers 1 rotating in the sliding bearings 15. The bearing assembly of the roller 2 and the sliding bearing 15 lubricated with grease - RENOLIT CX - NT2, filled during assembly of the roller bearings. Lubricant leakage from the bearing assembly of the running roller 2 is prevented by an additional sealing element 17 made of elastic synthetic polymer, and from the friction zone of the sliding bearing 15, a radial seal and a locking element (not shown in the figure).

Подшипниковый узел ходового ролика, включающий в себя гильзу 18 с размещенными на ней кольцевыми опорными поверхностями 11 и 12, противолежащие им кольца 9, 10, между которыми размещены сепараторы 3,4 с коническими роликами 5, представляет собой роликовый радиально-упорный двухрядный подшипник. Использование в качестве подшипникового узла ходового ролика 2 одного роликового радиально-упорного двухрядного подшипника (вместо двух однорядных - в прототипе) обусловлено следующим: в подшипнике отрегулированы все зазоры (на заводе-изготовителе), работать две дорожки качения будут одновременно, воспринимая радиальную нагрузку, в 1,7 раза большую, чем у известного подшипника, а значит, возрастет и допустимая осевая нагрузка. Уменьшение наружного диаметра предлагаемого подшипника (на 20 мм по диаметру) способствует увеличению толщины образующей ходового ролика 2, что позволит уменьшить температурное (излучение) воздействие со стороны агломерата на подшипник и смазку ходового ролика 2, следствием чего является: во-первых, повышение эксплуатационной надежности роликоопоры; во-вторых, увеличение температурного режима спекания шихты при производстве агломерата с необходимыми свойствами при сохранении заданных параметров по надежности; в-третьих, уменьшение наружного диаметра подшипника ведет к уменьшению его объема, а следовательно, и к уменьшению количества смазывающего материала.The bearing assembly of the running roller, which includes a sleeve 18 with annular bearing surfaces 11 and 12 placed on it, opposing rings 9, 10, between which separators 3,4 with tapered rollers 5 are placed, is a roller angular contact double row bearing. The use of a single roller angular contact double row bearing (instead of two single-row ones in the prototype) as the bearing assembly of the running roller 2 is caused by the following: all the clearances are adjusted in the bearing (at the factory), two raceways will work simultaneously, absorbing the radial load, 1.7 times larger than that of the known bearing, and therefore, the permissible axial load will increase. A decrease in the outer diameter of the proposed bearing (by 20 mm in diameter) contributes to an increase in the thickness of the generatrix of the roller 2, which will reduce the temperature (radiation) effect from the side of the agglomerate on the bearing and lubrication of the roller 2, the result of which is: firstly, increased operational reliability roller bearings; secondly, an increase in the temperature regime of the sintering of the mixture in the production of sinter with the necessary properties while maintaining the specified parameters for reliability; thirdly, a decrease in the outer diameter of the bearing leads to a decrease in its volume and, consequently, to a decrease in the amount of lubricant.

Выполнение подшипникового узла ходового ролика 2 в виде одного роликового радиально-упорного двухрядного подшипника (вместо двух однорядных - в прототипе) не только упрощает его конструкцию, но также снижает затраты на монтаж и демонтаж подшипника, следствием чего является уменьшение затрат (эксплуатационных) на его обслуживание и ремонт.The implementation of the bearing assembly of the running roller 2 in the form of a single roller angular contact double row bearing (instead of two single row - in the prototype) not only simplifies its design, but also reduces the cost of mounting and dismounting the bearing, resulting in a decrease in the cost of (maintenance) maintenance and repair.

Введение дополнительного уплотнительного элемента 17 из эластичного синтетического полимера, выполненного в виде плетеной набивки из политетрафторэтиленовых волокон, контактирующего с торцовой поверхностью -Р- ходового ролика 2, обусловлено не только более высокой степенью герметичности подшипникового узла ходового ролика 2, но также более продолжительным сроком службы самого дополнительного уплотнительного элемента 17, благодаря его низкому коэффициенту трения.The introduction of an additional sealing element 17 made of an elastic synthetic polymer made in the form of a braided packing of polytetrafluoroethylene fibers in contact with the end surface of the P-roller 2 is caused not only by a higher degree of tightness of the bearing assembly of the roller 2, but also by a longer service life of the additional sealing element 17, due to its low coefficient of friction.

Пример.Example.

На одной из спекательных тележек ТСГ-4 была произведена модернизация (замена) ходовых роликов по настоящему предложению. Существующие радиально-упорные подшипники №7522 (по два) в каждом ходовом ролике (с наружным диаметром 200 мм) заменялись на один роликовый радиально-упорный двухрядный подшипник №97822, (с наружным диаметром 180 мм), а также устанавливался дополнительный уплотнительный элемент, выполненный в виде плетеной набивки из политетрафторэтиленовых волокон.On one of the TSG-4 sintering trolleys, the rollers were modernized (replaced) according to this proposal. The existing angular contact bearings No. 7522 (two) in each running roller (with an outer diameter of 200 mm) were replaced with one roller angular contact double row bearing No. 97822 (with an outer diameter of 180 mm), and an additional sealing element was made, made in the form of a braided packing of polytetrafluoroethylene fibers.

Результаты опытных испытаний, проведенных на роликоопорах спекательной тележки ТСГ-4 одной из агломерационных машин агломерационного производства ОАО «НЛМК», представлены в таблице №1.The results of the pilot tests conducted on the roller bearings of the TSG-4 sintering trolley of one of the sintering machines of NLMK OJSC are presented in table No. 1.

исходя из результатов испытаний известного и предлагаемого технических решений можно сделать вывод о том, что при использовании предлагаемого решения, а именно замене двух радиально-упорных подшипников на один роликовый радиально-упорный двухрядный, упрощается не только конструкция роликоопоры, повышается ее эксплуатационная надежность - увеличивается ее межремонтный период (на 19%), а вместе с этим падают и затраты на ее обслуживание и ремонт, например, снижается расход смазочного материала (пластичная смазка - на 33%). Вместе с этим, как показала опытная эксплуатация, было достигнуто снижение простоев агломерационной машины, а также и уменьшение выхода несоответствующей продукции.based on the test results of the known and proposed technical solutions, we can conclude that when using the proposed solution, namely the replacement of two angular contact bearings with one roller angular contact double row, not only the design of the roller support is simplified, its operational reliability is increased - its increased the overhaul period (by 19%), and at the same time, the costs of its maintenance and repair fall, for example, the consumption of lubricant decreases (grease - by 33%). At the same time, as trial operation has shown, a reduction in the downtime of the sintering machine was achieved, as well as a decrease in the yield of inappropriate products.

Отсюда можно сделать вывод, что задача, на решение которой направлено техническое решение - выполняется, при этом достигается получение вышеуказанного технического результата.From this we can conclude that the task whose solution the technical solution is aimed at is fulfilled, while achieving the above technical result is achieved.

Claims

1. Roller support sintering cart sinter machine, containing cargo and running rollers, the last of which contains two annular separators with tapered rollers in contact with the supporting surfaces of the rings pressed onto the axis, and an intermediate ring forming a labyrinth seal with the end surface of the running roller, characterized in that it is equipped with a sleeve installed in the roller, on which annular supporting surfaces are contacted with said tapered rollers.

2. The roller support according to claim 1, characterized in that it is provided with an additional sealing element made of an elastic synthetic polymer and placed in the annular groove of the intermediate ring with the possibility of contacting with the end surface of the roller.

3. Rolikoopora under item 2, characterized in that the additional sealing element is made in the form of a woven packing of polytetrafluoroethylene fibers.