валковая клеть прокатного стана (варианты)

Формула изобретения

1. Валковая клеть прокатного стана, содержащая параллельные оси валков, установленные с возможностью вращения на разнесенных в осевом направлении первых и вторых подшипниках, параллельные эксцентриковые втулки, в которых установлены упомянутые подшипники, причем эксцентриковые втулки расположены с возможностью вращения в корпусе, а оси валков имеют консольные концы, которые выступают наружу с одной стороны корпуса и которые выполнены с возможностью установки на них рабочих валков, и третьи подшипники установлены в эксцентриковых втулках, причем третьи подшипники расположены с возможностью опирания и вращения осей валков в промежуточных положениях, находящихся между первыми и вторыми подшипниками и отстоящих от них в осевом направлении, а эксцентриковые втулки установлены с возможностью вращения и обеспечения опоры в радиальном направлении внутри корпуса в промежуточных положениях.

2. Валковая клеть по п.1, отличающаяся тем, что третьи подшипники выполнены в виде смазываемых посредством масляной пленки подшипников.

3. Валковая клеть по п.1, отличающаяся тем, что оси валков имеют вторые консольные концы, выступающие наружу с противоположной стороны корпуса, причем вторые консольные концы предназначены для опоры зубчатых колес привода.

4. Валковая клеть по п.1, отличающаяся тем, что третьи подшипники выполнены в виде смазываемых маслом втулочных подшипников с автомодулированием жесткости, которая увеличивается прямо пропорционально эксцентриситету поверхностей шеек осей внутри подшипников.

5. Валковая клеть прокатного стана, содержащая параллельные оси валков, установленные с возможностью вращения на разнесенных в осевом направлении первых и вторых подшипниках, параллельные эксцентриковые втулки, в которых установлены подшипники, причем эксцентриковые втулки расположены с возможностью вращения в корпусе, а оси валков имеют консольные концы, которые выступают наружу с одной стороны корпуса и которые выполнены с возможностью установки на них рабочих валков, и третьи подшипники установлены в эксцентриковых втулках, причем третьи подшипники расположены с возможностью опирания и вращения осей валков в промежуточных положениях, находящихся между первыми и вторыми подшипниками и отстоящих от них в осевом направлении, при этом третьи подшипники выполнены в виде смазываемых маслом втулочных подшипников с автомодулированием жесткости, которая увеличивается прямо пропорционально эксцентриситету поверхностей шеек их соответствующих осей.

Описание изобретения к патенту

Это изобретение относится в основном к прокатным станам для прокатки длинных изделий, например прутков, полос и т.п., а в частности, касается усовершенствования клетей с так называемыми консольными валками, в которых рабочие валки установлены на дистальных концах опорных осей.

Уровень техники

Консольные рабочие валки обычно установлены на дистальных концах параллельных опорных осей. Эти оси установлены с возможностью вращения в разнесенных в осевом направлении подшипниках, расположенных на рабочей и приводной сторонах и заключенных в эксцентриковых втулках, которые, в свою очередь, установлены с возможностью вращения и поворота в гильзообразном корпусе. На осях валков установлены зубчатые колеса, расположенные с возможностью введения в зацепление с зубчатьми колесами привода стана, и за счет одновременного вращения эксцентриковых втулок в противоположных направлениях обеспечивается возможность симметричных регулировок рабочих валков относительно линии прокатки через стан.

Более подробное описание этой обычной системы раскрыто в патенте США № Re 28107.

С появлением рабочих валков меньшего диаметра понадобилось уменьшение и диаметров осей валков, приведшее к излишне большим длинам валков по сравнению с их диаметрами. Хотя обычная система сдвоенных подшипников может удовлетворить требованиям прочности в приемлемой степени, но теряется жесткость, вследствие чего отклонение осей становится проблемой.

Одна попытка решения этой проблемы описана в патенте США №6561003 (Grimmel). В этом решении между обычными подшипниками, находящимися на рабочей стороне и стороне привода, используются нажимные втулки. К этим нажимным втулкам прикладывают гидростатическую нагрузку и осуществляют дистанционное управление ими с целью предварительного нагружения осей и осуществления тем самым противодействия характерной для них тенденции к отклонению под нагрузкой. Помимо необязательной сложности и дороговизны, эта система страдает недостатком жесткости, поскольку оси валков просто заключены в нажимных втулках, а последние характерны критическим отсутствием радиальной опоры со стороны окружающего гильзообразного корпуса.

Раскрытие изобретения

В соответствии с настоящим изобретением дополнительная жесткость осей достигается посредством установки третьих подшипников между обычными подшипниками, расположенными на рабочей стороне и стороне привода. Эти третьи подшипники являются подшипниками, смазываемыми посредством масляной пленки, в которых оси установлены с возможностью вращения на масляной пленке, гидродинамически поддерживаемые в зонах нагружения подшипников. Подшипники, смазываемые посредством масляной пленки, имеют автомодулируемые жесткости, которые увеличиваются прямо пропорционально эксцентриситету подшипников, не требуя отдельно управляемого гиростатического введения масла под давлением. Кроме того, третьи подшипники радиально опираются как на эксцентриковые втулки, так и на гильзообразный корпус, что обеспечивает повышенную жесткость по сравнению с известными системами.

Более подробное описание этих и других признаков и преимуществ настоящего изобретения приводится ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, при этом:

На фиг.1 представлен продольный разрез клети с консольными валками согласно настоящему изобретению;

на фиг.2 представлен поперечный разрез вдоль линии 2-2, показанной на фиг.1;

на фиг.3 представлен в увеличенном масштабе частичный разрез по фиг.2; и

на фиг.4 представлен график, показывающий, как жесткость третьих подшипников, смазываемых посредством масляной пленки, увеличивается прямо пропорционально эксцентриситету подшипников.

Осуществление изобретения

Из фиг.1 и 2 очевидно, что оси 10 валков установлены с возможностью вращения во втулочных подшипниках 12, 14, расположенных на рабочей стороне и стороне привода и заключенных в эксцентриковых втулках 16. Эти эксцентриковые втулки установлены с возможностью вращения и регулирования вращения внутри гильзообразного корпуса 18. Конфигурация и расположение консольных наружных концов 10а осей обеспечивают опору рабочим валкам (не показаны), а на консольных внутренних концах установлены зубчатые колеса 20, конфигурация и расположение которых обеспечивают введение их в зацепление с зубчатыми колесами привода (не показаны), имеющимися в приводе стана.

Средние участки осей валков расположены с возможностью вращения в третьих подшипниках 22, заключенных внутри средних участков эксцентриковых втулок 16, причем средние участки эксцентриковых втулок установлены внутрь гильзообразного корпуса по плотной посадке и защищены им от внешних воздействий. Подшипники 22 являются подшипниками втулочного типа, смазываемыми маслом, при этом вращение осей создает гидродинамическую пленку масла в зонах нагружения этих подшипников.

Более конкретно, как очевидно из фиг.3, гильзообразный корпус 18 снабжен впускным каналом 24, сообщающимся с дугообразной проточкой 26 в расточенном канале, где размещена эксцентриковая втулка 16. Радиальный канал 28 ведет от проточки 26 ко второй дуге проточки 30 в расточенном канале эксцентриковой втулки. Втулочный подшипник 22 имеет радиальные каналы 32, сообщающиеся с проточкой 30.

В процессе эксплуатации валковой клети масло подается через канал 24, проточку 26, канал 28, проточку 30 и каналы 32 в рабочий зазор между поверхностью шейки оси 10 и внутренней несущей поверхностью втулки 22. В зоне нагружения подшипника происходит гидродинамическое образование клинообразной пленки масла.

Когда оси валков подвергаются нагружению под воздействием разделяющих сил, прикладываемых к консольным рабочим валкам, подшипники 22 оказывают сопротивление отклонению валков. Поскольку оси валков имеют тенденцию отклоняться под действием нагрузок, на фиг.4 показано, как жесткость подшипников 22 гидродинамически увеличивается в ответ на увеличивающийся эксцентриситет поверхностей шеек осей внутри подшипников. Увеличение жесткости подшипников представляет собой автомодуляцию, не требуя ни отдельной подачи масла под давлением, ни дистанционного управления.

Эксцентриковые втулки 16 имеют конструкцию, устойчивую к внешним воздействиям, со средними участками, простирающимися непрерывно между подшипниками, находящимися на рабочей стороне и стороне привода. Все это - в совокупности с защищенностью средних участков эксцентриковых втулок посредством гильзообразного корпуса и наличием противодействующих сил автомодуляции, развиваемых подшипниками 22, - значительно увеличивает совокупную жесткость сборки валков.