способ и устройство для создания предварительного натяга конических роликоподшипников валка прокатного стана

Формула изобретения

1. Устройство для создания предварительного натяга конического роликоподшипника (1), укрепленного посредством конической посадки на сужающейся цапфе (3) валка (2), расположенного в подушках (4) клети прокатного стана, в частности, опорного валка, посредством воздействия гидравлическим давлением, отличающееся тем, что предусмотрено кольцеобразное устройство (5) для создания давления, подпирающее валок (2) через предусмотренный на концевой цапфе (8) валка осевой подшипник (9), при этом кольцеобразное устройство (5) расположено в контакте с наружной обоймой (13) конического роликоподшипника (1) и под воздействием давления смещает подушку (4) с наружной обоймой (13) подшипника по направлению к бочке (15) валка или сам валок (2) в противоположном направлении.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кольцеобразное устройство (5) для создания давления является кольцевым цилиндром (7) с многочисленными отдельными поршнями (6).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кольцеобразное устройство (5) для создания давления является кольцевым поршнем.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что кольцеобразное устройство (5) для создания давления и осевой подшипник (9) расположены в подушке (4).

5. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что между кольцеобразным устройством (5) для создания давления и наружной обоймой (13) конического роликоподшипника (1) предусмотрено нажимное кольцо (11).

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что нажимное кольцо (11) выполнено монолитно с подушкой (4) как радиальный внутренний краевой выступ (12).

Описание изобретения к патенту

Описание

Изобретение относится к способу и устройству для создания предварительного натяга конического роликоподшипника, укрепленного при помощи конической посадки на суживающейся цапфе валка, расположенного в подушках клети прокатного стана, в частности опорного валка, посредством воздействия гидравлическим давлением.

В документе ЕР 0425072 B1 раскрыт конический роликоподшипник с конусом для валка прокатного стана. Конус имеет несколько наружных наклонных рабочих поверхностей и несколько наружных обойм подшипника с наклонными рабочими поверхностями. Чтобы препятствовать соскальзыванию незакрепленных, в отличие от внутренних обойм подшипника, наружних обойм подшипника с коническими роликами с цапф валков, в коническом роликоподшипнике создается предварительный натяг посредством четырех тяг, которые стягивают друг к другу подушки на приводной и рабочей стороне клети. Это состояние поддерживается расположенными вокруг тяг пружинами, которые производят направленное по оси усилие; альтернативно и/или дополнительно к этому могут быть предусмотрены цилиндры, приводимые в действие гидравликой. Для монтажа описанной системы необходимы тяги, которые требуют не только более дорогостоящего монтажа, но и ведут также к ослаблениям материала на основе требующихся для них сквозных отверстий.

Из документа DE 19504401 C1 известно, что под высоким давлением сначала создают предварительный натяг конического роликоподшипника посредством гидравлической натяжной гайки или с помощью подшипникового установочного кольца, имеющего несколько гидравлически связанных друг с другом поршней, или, соответственно, кольцевого цилиндра, а затем без давления освобождают. Для этого на внутреннюю обойму подшипника воздействует промежуточно включенное нажимное кольцо поршня с присоединенными к нему распорками.

После создания предварительного натяга конического роликоподшипника распорки удаляются при находящейся без давления, однако гидравлически закрытой натяжной гайке или гидравлически закрытом установочном кольце подшипника. В результате при этом образуется зазор в подшипнике, то есть зазор между внутренней обоймой подшипника и нажимным кольцом, в то время как подшипниковое установочное кольцо сначала нагружается давлением, а затем без давления освобождается, при этом не удается полностью воспрепятствовать тому, что устанавливается зазор в самом коническом подшипнике, то есть между внутренней обоймой подшипника и поверхностью прилегания к конической цапфе валка.

В прокатном производстве установлено, что в известных конических роликоподшипниках, в которых поддерживаются оба конца валков, неизбежно появляется треск (дробление) и возникающие при этом вибрации уменьшают срок службы подшипника. Кроме того, при очень высоких скоростях прокатки подвергается негативному влиянию качество катаного материала, а также не может использоваться максимально возможная скорость прокатки. Таким образом, не может достигаться полная производительность агрегата.

Поэтому в основе изобретения лежит задача создать способ и устройство указанного выше типа, которые обеспечивают свободный от вибрации монтаж валков на опоры в подшипниках, в частности монтаж опорных валков, и вместе с тем более длительный срок службы подшипников с устранением вышеупомянутых недостатков.

Эта задача решается соответствующим изобретению способом, посредством того, что внутренняя обойма подшипника, ролики и наружная обойма конического роликоподшипника во время прокатки подвергаются подходящему давлению и прижимаются к валку. При этом достигают того, что в коническом роликоподшипнике отсутствуют зазоры, то есть во время всего рабочего режима больше не существует никаких люфтов между внутренней обоймой подшипника, роликами и наружной обоймой подшипника. Феномен треска и, соответственно, дробления больше не проявляется, так как ролики подшипника вследствие создания радиального, производимого против валка предварительного напряжения всегда находят контакт с рабочей обоймой. Как подтвердили испытания, срок службы подшипника по сравнению с обычным монтажом подшипников таким образом существенно повышается (почти вдвое). К тому же увеличивается производительность агрегата. Кроме того, возможно встраивание и демонтаж валка с роликоподшипниками, так как детали постоянно удерживаются вместе и не могут разъединяться.

Согласно предпочтительным вариантам изобретения конический роликоподшипник, имеющийся на каждом конце валка, устанавливается с натягом посредством предварительно заданного гидравлического давления или альтернативно - с регулировкой в зависимости от усилий на валке. На каждом конце валка и, соответственно, с каждой стороны расположена закрытая система, которая обеспечивает зависимое от усилий на валке регулирование натяга, динамическое предварительное натяжение и, соответственно, натяжение подшипника. Если усилия на валке растут, то также повышается и гидравлическое давление, и наоборот.

Устройство для реализации способа, согласно изобретению, предусматривает, что кольцеобразное устройство для создания давления подпирает валок через предусмотренный на концевой цапфе валка упорный подшипник, при этом устройство для создания давления находится в контакте с наружной обоймой конического роликоподшипника и под воздействием давления смещает подушку с наружной обоймой подшипника по направлению к бочке валка или смещает сам валок в противоположном направлении. В то время как устройство для создания давления, предпочтительно - кольцевой цилиндр с многочисленными гидравлически связанными между собой отдельными поршнями, альтернативно - один кольцевой поршень, воздействует на упорный подшипник, например конический роликоподшипник или самоустанавливающийся роликоподшипник, и создает давящую нагрузку на наружную обойму конического роликоподшипника со сдвигом либо подушки в продольном направлении валка к бочке валка, либо со сдвигом самого валка в противоположном направлении, то есть наружу, вследствие чего создается натяг конического роликоподшипника радиально относительно валка, так что в коническом роликоподшипнике полностью отсутствует зазор. Опора на подшипниках при этом в наибольшей мере свободна от вибрации.

Предлагается, что для передачи силы нажима от устройства для создания давления к наружной обойме конического роликоподшипника предусмотрено нажимное кольцо, которое, согласно одному варианту исполнения изобретения, может быть выполнено как радиальный внутренний краевой выступ монолитно с подушкой.

Если устройство для создания давления и упорный подшипник расположены в подушке, то на каждой стороне валка размещена цельная, закрытая, самостоятельно подпирающая себя, не видимая снаружи и защищенная система.

Дальнейшие признаки и подробности изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения и последующем описании представленного на единственном чертеже примера изготовления изобретения.

Чертеж показывает в подробностях, в частичном продольном сечении один конец валка 2, смонтированного с двух сторон в конических роликоподшипниках 1 в непредставленной, обыкновенной клети прокатного стана. Многорядный конический роликоподшипник 1 установлен с конической посадкой на суживающейся наружу цапфе 3 валка и расположен в подушке 4 валка. С каждой стороны и, соответственно, на каждом конце валка 2 в подушке 4 валка размещено кольцеобразное устройство 5 для создания давления, которое выполнено в конкретном случае как содержащий многочисленные отдельные поршни 6 кольцевой цилиндр 7, который прижимается к валку 2 с помощью расположенного на цилиндрической концевой цапфе 8 валка осевого конического роликоподшипника 9. Кольцевой цилиндр 7 и его отдельные поршни 6 присоединяются через подающий трубопровод 10 к не показанному здесь источнику снабжения гидравлической жидкостью.

Размещенный с осевым подшипником 9 в расточке подушки 4 валка кольцевой 7 цилиндр при подаче давления воздействует своими отдельными поршнями 6 через нажимное кольцо 11, которое выполнено в конкретном случае как монолитный с подушкой 4 валка радиальный внутренний краевой выступ 12, непосредственно на наружную обойму 13 конического роликоподшипника 1 и вызывает сдвиг подушки 4 валка в направлении стрелки 14 к бочке 15 валка или сдвиг валка 2 в противоположном направлении согласно стрелке 16. На наружную обойму 13 подшипника при этом действует радиальное напряжение, вследствие чего создается натяг относительно валка 2, за счет этого конический роликоподшипник 1 свободен от зазоров, то есть между наружной обоймой 13 подшипника, роликами 17 и внутренней обоймой 18 подшипника нет никакого люфта. Ролики 17 всегда находят во внутреннем кольце подшипника 18 контакт с большой поверхностью соприкосновения.

Кольцевой 7 цилиндр постоянно находится под воздействием давления, так что конический роликоподшипник 1 во время всего производства проката свободен от зазоров и натянут относительно валка. Таким образом не раскрепляемый без давления кольцевой 7 цилиндр делает возможным динамическое регулирование, зависящее от усилий на валке. При этом в опорах валков отсутствуют вибрации и обеспечивается высокий срок службы подшипников при большой скорости прокатки. Это одновременно делает возможным повышение производительности при высоком качестве катаного материала.