уплотнительный узел опоры прокатного валка

Формула изобретения

Уплотнительный узел опоры прокатного валка, содержащий одетую на втулку-цапфу насадку, заднюю крышку с радиальным уплотнением, торцевую крышку и эластичное уплотнение, отличающийся тем, что он снабжен антифрикционным кольцом с торцевой канавкой и выполненной на его внутренней поверхности кольцевой канавкой, прокладками переменной толщины, размещенными между задней и торцевой крышками, при этом антифрикционное кольцо смонтировано в торцевой крышке с возможностью перемещения в радиальном направлении и установлено на насадке с минимальным зазором, обеспечивающим бесконтактное вращение насадки, а эластичное уплотнение расположено между торцами антифрикционного кольца и выточки торцевой крышки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области прокатного производства, а точнее к уплотнительиым узлам опор валков прокатных станов.

Известно уплотнительное устройство подшипников жидкостного трения прокатных станов (см. авт.свид. СССР 216593, кл.В 21 В 31/02, заявл. 14.10.1966), включающее уплотнительное кольцо из полиамидной пластмассы с буртом и двумя собирательными канавками на внутренней поверхности, соединяющимися со сливным отверстием. Бурт кольца упирается в бурт конусной втулки-цапфы подшипника. К наружной поверхности кольца при помощи мягкой стальной проволоки прикреплена диафрагма грибовидной формы из листовой маслобензостойкой резины, которая с другой стороны зажата между корпусом и крышкой подшипника.

Недостатком этого уплотнительного устройства является то, что по мере износа упдотнительного кольца в месте контакта его с вращающейся втулкой-цапфой появляются утечки рабочей жидкости, что снижает надежность уплотнения.

Следующим недостатком известной конструкции является то, что зазор между уплотнитольным кольцом и втулкой-цапфой нельзя уменьшать, так как в случае контакта между ними детали нагреваются, резиновая диафрагма потеряет эластичность и разрушится, что приведет к разрушению всего уплотнения. Наличие же значительного зазора приводит к утечкам смазки и попаданию внутрь подшипника охлаждающей валок воды.

Из известных наиболее близким по технической сущности (прототипом) является уплотнительный узел опоры прокатного валка, описанный в патенте СССР 1785565, кл. F 16 С 33/74, заявл. 25.02.91г.

Этот уплотнительный узел содержит заднюю крышку с установленным в ее кармане радиальным манжетным уплотнением и жестко связанное с торцем валка и надетое на втулку-цапфу отражательное кольцо (насадку). Между отражательным кольцом (насадкой) и торцем валка установлено эластичное уплотнение. Со стороны внутреннего торца в отражательном кольце-насадке имеется карман, одна из внутренних цилиндрических поверхностей которого контактирует с упомянутым радиальным манжетным уплотнением, а на другой - выполнены кольцевые канавки. Одна из кольцевых канавок сообщена со сквозными отверстиями для выхода охлаждающей жидкости, а в крайнюю со стороны торца валка кольцевую канавку входит периферийной частью кольцевое уплотнение с наружным диаметром, большим наружного диаметра задней крышки, установленное на торце задней крышки. Прижимное кольцо, которое крепит кольцевое уплотнение к задней крышке, выполняет роль торцевой крышки. Между торцевой поверхностью кармана отражательного кольца (насадки) и прижимным кольцом (торцевой крышкой) образована полость для густой смазки.

Недостаток известной конструкции уплотнительного узла заключается в низкой его надежности. Это происходит вследствие того, что щелевой зазор, предусмотренный между задней крышкой и вращающимся отражательным кольцом-насадкой для исключения их касания во время работы, должен быть значительным из-за радиального перемещения валков при входе и выходе из них прокатываемого металла. Большой зазор ведет к быстрому вытеканию густой смазки из незамкнутой полости, образованной между резиновым манжетным уплотнением и кольцевым уплотнением, и потере герметичности всего уплотнительного узла.

Быстрое вытекание густой смазки, являющейся также охлаждающим элементом уплотнительного узла, приводит к перегреву его деталей и, вследствие этого, потере эластичности резиновых манжет, их преждевременному разрушению.

Задача настоящего изобретения состоит в создании устройства, позволяющего обеспечить надежность и долговечность уплотнения опоры прокатного валка.

Поставленная задача достигается тем, что уплотнительный узел опоры прокатного валка, содержащий заднюю крышку с радиальным манжетным уплотнением, насадку, надетую на втулку-цапфу, торцевую крышку и эластичное уплотнение, согласно изобретению снабжен антифрикционным кольцом с кольцевой канавкой, выполненной на его внутренней поверхности, и торцевой канавкой, и прокладками переменной толщины, размещенными между задней и торцевой крышкой, а эластичное уплотнение расположено между торцами антифрикционного кольца и торцевой крышкой, при этом антифрикционное кольцо смонтировано в торцевой крышке с возможностью перемещения в радиальном направлении и установлено на насадке с возможностью вращения насадки относительно него.

Благодаря возможности перемещения антифрикционного кольца в радиальном направлении при перемещении втулки-цапфы с насадкой во время входа и выхода металла из валков радиальный зазор между антифрикционным кольцом и насадкой может быть выбран минимально возможным. Кольцевая канавка образует лабиринт с минимальным радиальным зазором между антифрикционным кольцом и насадкой, обеспечивая за счет концентрации в ней жидкости бесконтактное вращение насадки в антифрикционном кольце и исключая протекание жидкости через этот зазор. Эластичное уплотнение между торцами антифрикционного кольца и торцевой крышкой препятствует попаданию внутрь подшипника охлаждающей жидкости при радиальном перемещении антифрикционного кольца относительно торцевой крышки. Подбором толщины прокладок между задней и торцевой крышками регулируют усилие зажатия антифрикционного кольца эластичным уплотнением и торцевой крышкой и величину торцевого зазора между антифрикционным кольцом и торцевой крышкой таким образом, чтобы обеспечить радиальное перемещение антифрикционного кольца от небольшого усилия и исключить попадание охлаждающей валок жидкости внутрь уплотнительного подшипника.

Замкнутая полость для густой смазки, образуемая радиальным манжетным уплотнением, насадкой и антифрикционным кольцом, уменьшает возможность вытекания из нее густой смазки. Минимальная величина зазора между вращающейся насадкой и невращающимся антифрикционным кольцом исключает проникновение внутрь подшипника охлаждающей валок жидкости и вымывание густой смазки, что предотвращает перегрев деталей уплотнительного узла и увеличивает срок работы резиновых манжет. Таким образом, благодаря достигаемой герметичности уплотнительного узла в целом повышаются его надежность и долговечность.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг. 1 изображен уплотнительный узел опоры прокатного валка, продольный разрез;

на фиг. 2 разрез А-А на фиг.1;

на фиг. 3 уплотнительный узел в увеличенном масштабе; разрез Б-Б на фиг. 2;

на фиг. 4 - разрез В-В на фиг.2; повернуто;

на фйг. 5 - антифрикционное кольцо, разрез;

на фиг. 6 - вид по стрелке Г на фиг.5.

Уплотнительный узел опоры прокатного валка содержит закрепленную на подушке 1 заднюю крышку 2 с размещенным в ее кармане радиальным манжетным уплотнением 3. Радиальное манжетное уплотнение 3 контактирует с насадкой 4, надетой на втулку-цапфу 5, насаженную на валок 6. К задней крышке 2 прикреплена торцевая крышка 7, в выточке которой с радиальным зазором для обеспечения возможности радиального перемещения смонтировано антифрикционное кольцо 8, например, из бронзы, зафиксированное от проворота штифтом 9. Своим внутренним диаметром антифрикционное кольцо 8 установлено на насадке 4 с возможностью вращения насадки 4 относительно него. При этом радиальный зазор между антифрикционным кольцом 8 и насадкой 4 выбирают минимально возможным, равным 0,1-1 мм, в то время как радиальный зазор между наружным диаметром антифрикционного кольца 8 и выточкой торцевой крышки 7 выбирают гораздо больше: 0,4-3 мм в зависимости от типоразмера подшипника жидкостного трения. Между торцами антифрикционного кольца 8 и выточки торцевой крышки 7 установлено эластичное уплотнение 10, например кольцевое. Между торцами задней 2 и торцевой 7 крышек установлены прокладки 11 переменной толщины для регулировки усилия зажатия антифрикционного кольца 8 между радиальным манжетным уплотнением 3 и эластичным уплотнением 10 таким образом, чтобы сохранялась возможность подвижности антифрикционного кольца 8 в радиальном направлении и одновременно исключалось протекание охлаждающей валок жидкости внутрь уплотнительного узла и подшипника. Антифрикционное кольцо 8 имеет на внутренней цилиндрической поверхности кольцевую канавку 12 и на торцевой поверхности - торцевую канавку 13, выполненную на одной из половин антифрикционного кольца 8. Кольцевая канавка 12 образует вместе с радиальным зазором между антифрикционным кольцом 8 и насадкой 4 лабиринт. Торцевая канавка 13 предназначена для подачи густой смазки через масленку 14 и отверстие 15, выполненное в торцевой крышке, в замкнутую полость 16, образованную радиальным манжетным уплотнением 3, антифрикционным кольцом 8 м насадкой 4.

Устройство работает следующим образом.

Выходу масла, находящегося внутри подшипника, и попаданию внутрь его охлаждающей валок жидкости препятствует радиальное манжетное уплотнение 3, которое плотно контактирует с насадкой 4 благодаря дополнительному усилию от наполняющей полость 16 густой смазки, и антифрикционное кольцо 8, контактирующее торцем с эластичным уплотнением 10. В случае перемещения в радиальном направлении насадки 4, вращающейся вместе с втулкой-цапфой 5 и валиком 6, при входе или выходе металла из валков антифрикционное кольцо 8 благодаря значительному зазору между его наружным диаметром и выточкой торцевой крышки 7 также перемещается в радиальном направлении. Минимальный зазор между насадкой 4 и внутренним диаметром антифрикционного кольца 8 быстро восстанавливается после касания насадкой 4 кольца 8 благодаря концентрации жидкости в кольцевой канавке 12. Густая смазка из полости 16 пополняется через масленку 14 по торцевой канавке 13.

Предложенная конструкция уплотнительного узла опоры прокатного валка по сравнению с известными позволяет повысить его надежность и долговечность, и следовательно, надежность и долговечность подшипника жидкостного трения.