уплотнительное устройство подшипника жидкостного трения

Формула изобретения

Уплотнительное устройство подшипника жидкостного трения преимущественно для валков прокатных станов, содержащее закрепленную на втулке-цапфе насадку и установленную между насадкой и крышкой подшипника V-образную кольцевую манжету, состоящую из корпуса и конической губки, контактирующей с внутренней торцевой поверхностью насадки, отличающееся тем, что внутренняя торцевая поверхность насадки выполнена конической с прямолинейной образующей, составляющей с основанием угол 5-30^o, или с криволинейной образующей, хорда которой составляет с основанием угол 5-30^o.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относятся к области прокатного производства, а точнее к опорам прокатных валков листовых, сортовых или проволочных станов.

Для предохранения подшипника жидкостного трения от вытекания из него смазки и попадания внутрь его охлаждающей валок жидкости используются торцевые V-образные уплотнения. При перемещениях валков в осевом направлении при регулировке в сортовых станах или из-за температурных деформаций в листовых станах меняется усилие прижатия и угол соприкосновения рабочей кромки уплотнительного элемента и торцевой поверхности валка, насадки или другого элемента, что определяется упругими свойствами материала и геометрическими размерами уплотнительного элемента, а также величиной осевого перемещения валка.

При большой величине осевого перемещения валка уменьшение усилия прижатия и изменение угла соприкосновения рабочей кромки уплотнительного элемента и торцевой поверхности валка приводит к уменьшению надежности уплотнения и проникновению внутрь его охлаждающей валок жидкости и вытеканию из него смазки.

Известно уплотнительное устройство подшипника прокатного валка (см. патент США 4389053, кл. 277-93, заявл. 26.03.82 г., опубл. 21.06.83 г.), включающее V-образную кольцевую манжету, неподвижно закрепленную на крышке подшипника жидкостного трения.

Недостатком конструкции является то, что охлаждающая валок жидкость вместе с окалиной с прокатываемого металла, попадая на открытую V-образную кольцевую манжету, быстро выводят ее из строя.

Кроме того, при увеличении расстояния перемещения прокатного валка величина упругости уплотнительного элемента при его ограниченных габаритах не обеспечивает надежного контакта с торцевой поверхностью валка, расположенной перпендикулярно продольной оси подшипника, и возможно вытекание из него смазки и попадания внутрь его охлаждающей валок жидкости.

Из известных уплотнительных устройств подшипников жидкостного трения наиболее близким по технической сущности является уплотнительное устройство, описанное в патенте РФ 2059903, кл. F 16 J 15/32, заявл. 29.03.93 г., опубл. 10.05.96 г.

Это уплотнительное устройство подшипника жидкостного трения содержит закрепленную на втулке-цапфе насадку и V-образную кольцевую манжету, установленную между закрепленной на втулке-цапфе насадкой и крышкой подшипника.

V-образная кольцевая манжета состоит из корпуса и конической губки, контактирующей с насадкой. Коническая губка манжеты выполнена по меньшей мере с двумя рабочими кромками, причем образующая, соединяющая рабочие кромки, составляет с торцевой поверхностью насадки угол 5-15^o.

Недостаток известной конструкции уплотнительного устройства подшипника жидкостного трения заключается в том, что при перемещении валка в осевом направлении при осевой регулировке или тепловой деформации усилие прижатия рабочей кромки манжеты меняется и при уменьшении усилия прижатия возможно ухудшение герметичности уплотнительного узла.

Усилие прижатия рабочей кромки V-образной манжеты к внутренней торцевой поверхности насадки зависит от упругости материала и геометрических размеров манжеты, что для конкретного типоразмера подшипника неизменно, и от расстояния от манжеты до внутренней торцевой поверхности насадки, которое зависит только от перемещения валка в осевом направлении.

Другим недостатком является то, что при осевом перемещении валка угол между уплотнительной кромкой манжеты и внутренней торцевой поверхностью насадки постоянно меняется, нарушается контакт трущихся поверхностей и, следовательно, нарушается герметичность уплотнения.

Задача настоящего изобретения состоит в создании уплотнительного устройства подшипника жидкостного трения, позволяющего повысить надежность, долговечность за счет исключения попадания охлаждающей жидкости внутрь подшипника жидкостного трения, выхода из строя его деталей вследствие коррозии и износа при значительных перемещениях прокатных валков из-за осевой регулировки или их тепловой деформации.

Поставленная задача достигается тем, что в уплотнительном устройстве подшипника жидкостного трения, преимущественно для валков прокатных станов, содержащем закрепленную на втулке-цапфе насадку и установленную между закрепленной на втулке-цапфе насадкой и крышкой подшипника V-образную кольцевую манжету, состоящую из корпуса и конической губки, контактирующей с внутренней торцевой поверхностью насадки, согласно изобретению, внутренняя торцевая поверхность насадки выполнена конической с прямолинейной образующей, составляющей с основанием угол 5-30^o, или с криволинейной образующей, хорда которой составляет с основанием угол 5-30^o.

Такое конструктивное выполнение уплотнительного устройства подшипника жидкостного трения позволяет повысить его надежность, долговечность путем исключения попадания внутрь подшипника охлаждающей валок жидкости при увеличенном осевом перемещении валка и ослаблении вследствие этого усилия прижатия конической губки манжеты благодаря протяженности внутренней конической поверхности насадки с прямолинейной или криволинейной образующей вдоль продольной оси подшипника. Угол между прямолинейной образующей или хордой криволинейной образующей с основанием составляет 5-30^o. При угле <5 возможно нарушение герметичности уплотнения и попадание охлаждающей жидкости внутрь подшипника жидкостного трения, выход из строя его деталей вследствие коррозии и износа при значительных перемещениях прокатных валков, так как протяженность торцевой поверхности насадки вдоль продольной оси подшипника незначительна. При угле >30^o возможен контакт между торцевой поверхностью насадки и корпусом манжеты и повреждение деталей подшипника при осевом перемещении валка.

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

на фиг. 1 изображено уплотнительное устройство подшипника жидкостного трения, разрез;

на фиг.2 - насадка с внутренней конической торцевой поверхностью с прямолинейной образующей;

на фиг.3 - насадка с внутренней конической торцевой поверхностью с криволинейной образующей.

Уплотнительное устройство подшипника жидкостного трения, состоящего из втулки-цапфы 1, насаженной на коническую шейку валка 2, втулки-вкладыша 3, предназначенных для восприятия радиальной нагрузки, крышки 4, неподвижно закрепленной на подушке 5, содержит V-образную кольцевую манжету, состоящую из корпуса 6 и конической губки 7, контактирующей с внутренней торцевой поверхностью А насадки 8, закрепленной на втулке-цапфе 1.

Внутренняя торцевая поверхность А насадки 8 выполнена конической с прямолинейной или криволинейной образующей, причем угол между прямолинейной образующей или хордой криволинейной образующей составляет с основанием этой поверхности угол 5-30^o.

В подшипнике жидкостного трения между торцом втулки вкладыша 3 и крышкой 4 имеются карманы 9.

Втулка-цапфа 1, вращаясь во втулке-вкладыше 3, захватывает смазку в рабочий зазор. Пройдя через зазор, смазка поступает в нерабочую зону и через торцы вытекает в карманы 9, расположенные между торцом втулки-вкладыша 3 и крышкой 4, затем из карманов 9 возвращается в систему смазки.

Для исключения попадания внутрь подшипника охлаждающей валок жидкости служит V-образная кольцевая манжета 6, контактирующая рабочей губкой 7 с внутренней конической торцевой поверхностью А насадки 8.

При осевой регулировке валков или при их тепловой деформации валок 2 с втулкой-цапфой 1 и насадкой 8 перемещается в осевом направлении. Т.к. рабочая губка 7 перемещается по конической поверхности А насадки 8, то уплотнительное устройство сохраняет герметичность после полного использования упругих сил материала V-образной кольцевой манжеты при дополнительном осевом перемещении валка на величину протяженности поверхности А в осевом направлении.

Предложенное уплотнительное устройство подшипника жидкостного трения по сравнению с известными позволяет повысить надежность уплотнительного устройства и вследствие этого долговечность подшипника жидкостного трения.