Опорный узел прокатного валка
Изобретение позволяет повысить долговечность тяжелонагруженных опорных узлов с механизмом принудительного изгиба валков за счет свободного поворота подушки рабочего валка при его изгибе. Опорный узел содержит подушку рабочего валка, размещенную в проеме подушки опорного валка и содержащую подшипниковый узел и гидроцилиндры уравновешивания и распора. Б вертикальной прорези подушки вьшолнен Т-образный паз 7, в котором установлен плунжерный механизм с прямоугольной пластиной 8, шарнирно соединенной с плунжерами 14, закрывающими полости, выполненные в теле подушки. Полости выполнены попарно сообщающимися . Подплунжерные полости заполнены малосжимаемой жидкостью. Прямоугольная пластина 8 жестко зажимается в подушке опорного валка ригельной планкой. Перетекание жидкости из верхней подплунжерной полости в нижнюю и наоборот позволяет подушке рабочего валка свободно поворачиваться относительно подушки опорного валка при изгибе рабочего валка, сохраняя при этом его осевую фиксацию. 4 нл. (Л
СО(ОЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (И) А1 (5ц4 В 21 В 31 02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ":,:
16
И
ГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4182975/31-02 (22) 16.01;87 (46} 15.12.88. Бюл. Ф 46 (71) Запорожский индустриальный институт (72) В.К.Тарасов и Б.А.Гришин (53) 621.771.067 (088.8) (56) Королев А.А. Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов. M.: Иеталлургия, 1985, с. 146. (54) ОПОРНЫЙ УЗЕЛ ПРОКАТНОГО ВАЛКА (57) Изобретение позволяет повысить долговечность тяжелонагруженных опорных узлов с механизмом принудительного изгиба валков за счет свободного поворота подушки рабочего валка при его изгибе. Опорный узел содержит подушку рабочего валка, размещенную в проеме подушки опорного валка и содержащую подшипниковый узел и гидроцилиндры уравновешивания и распора.
В вертикальной прорези подушки выполнен Т-образный паз 7, в котором установлен плунжерный механизм с прямоугольной пластиной 8, шарнирно соединенной с плунжерами !4, закрывающими полости, выполненные в теле подушки.
Полости выполнены попарно сообщающимися. Подплунжерные полости заполнены малосжимаемой жидкостью. Прямоугольная пластина 8 жестко зажимается в подушке опорного валка ригельной планкой. Перетекание жидкости иэ верхней подплунжерной полости в нижнюю и наоборот позволяет подушке рабочего валка свободно поворачиваться относительно подушки опорного валка . при изгибе рабочего валка, сохраняя при этом его осевую фиксацию. 4 ил.
1443998
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использова-. но в тяжелонагруженных подшипниковых опорах прокатных валков устройствами их противоизгиба.
Цель изобретения †:повышение долговечности опоры за счет равномерного распределения с механизмом принудительного изгиба валков нагрузки меж- !О ду рядами подшипника.
На фиг.1 изображен опорный узел в сборе; на фиг.2 — рабочий валок с фиксированной подушкой в исходном положении; на фиг.3 — разрез А-А íà f5 фиг.2 (узла фиксации); на фиг.4 — рабочий валок с фиксированной подушкой при изгибе валка.
Опора прокатного валка состоит иэ подушки опорного валка 1 с планкой 2 20 для осевой фиксации рабочего валка, на шейке 3, которого насажена подушка 4 с подшипниковым узлом 5 и встроенными в нее гидроцилиндрами 6 уравновешивания и распора. Рабочая подуш- 25 ка 4 снабжена плунжерным механизмом.
В боковой грани рабочей подушки выполнены прямоугольные прорези с Т-образными пазами 7, в которые вставлены прямоугольные пластины 8 с Т-об- 30 разным выступом 9. В отверстие пластины 8 вставлен шарнир 10 со сферической головкой 11 и хвостовиком 12 с резьбой. На хвостовик 12 плотно навинчен другой шарнир 13. !!!арниры 10 и 13 входят в сферические углубления плунжеров 14, которые вставлены в цилиндрические расточки 15 подушки 4.
Внутри расточки 15 для герметизации расточек установлены втулки 16 и ман-40 жеты 17, зажимаемые резьбовой втулкой 18, ввинчиваемой в резьбу расточки 15. В наружные отверстия расточек 15 эавинчены заглушки 19. Подплунжерная полость заполнена жидкос- 45 тью. Попарно с каждой стороны прямоугольной пластины 8 полости соединены вертикальными сверлениями 20, которые сверху уплотнены пробками 21.Подплунжерные полости соединены через 50 отверстия 22 с запорной арматурой 23.
Сборку опоры производят в следующем последовательности.
Сначала собирают прямоугольную пластину 8 с шарнирами 10 и 13. В пластину вставляют шарнир 10 и на его хвостовике 12 закрепляют шарнир 13 до их плотного соединения. В цилиндрические расточки 15 подушки 4 с предварительно завинченными заглушками 19 ставляют втулки 6, плунжеры .14, манжеты 17, которые зажимают реэьбовой втулкой 18. Плунжеры 14 устанавливают в крайнем положении, чтобы они не выходили из гидроцилиндра 15.
Затем прямоугольную пластину 8
Т-образным выступом 9 вставляют в
Т-образный паз 7 прямоугольной прорези подушки рабочего валка 4 таким образом, чтобы сферические головки 11 шарниров 10 находились против сферических углублений плунжеров 14. одпоршневые полости верхних цилиндров через запорную арматуру 23 и отверс-.: тия 22 заполняют жидкостью, которая через вертикальные сверления 20 поступает в нижние полости плунжеров (гидропанель не показана).
Масло подается до тех пор пока плунжеры не упираются своими сферическими углублениями в сферические головки 11 шарниров 10. При этом прямоугольная пластина 8 занимает вертикальное положение. Затем подпоршневые полости плунжеров перекрываются запорной арматурой 23. Рабочий валок с собранной подушкой 4 сбоку по оси валка вставляется в подушку опорного валка 1 до упора прямоугольной пластины в подушку опорного валка. От осевого смещения подушки рабочего валка 4 в сторону перевалки прямоугольная пластина 8.фиксируется ригельной планкой 2, жестко;закреплен ной на подушке опорного валка 1.
При работе устройства противоизгиба рабочего валка масло под давлением подается в гидроцилиндры 6 уравновешивания и распора, которые иэгибают бочку валка и его шейку 3. При этом подушка рабочего валка 4 поворачивается на некоторый угол (фиг.4) °
Верхний плунжер 14 со стороны бочки валка и нижний плунжер 14 со стороны перевалки перемещаются внутрь цилиндрических расточек 15 подушки 4. При этом масло по вертикальным сверлениям 20 переходит в подпоршневые полости двух остальных плунжеров, выталкивая их в сторону прямоугольной пластины 8. Поворот подушки 4 вместе с шейкой валка 3 происходит легко, так как деформации жидкости нет, а имеется только ее перетекание иэ одних по30
40
3 144399 лостей плунжеров в другие. Сопротивления передвижения жидкости незначительны. Прямоугольная пластина сохраняется в вертикальном положении.
При осевых нагрузках на валок подушка рабочего валка 4 стремится к перемещению относительно подушки опорного валка 2 в сторону перевалки ипи в сторону привода в зависимости 10 от направления осевого усилия, В этом случае подушка не поворачивается а перемещается всей плоскостью по оси валка. Жидкость в по поршневых полостях плунжеров 14 сжИмается, а так . 15 как используется малосжимаемая жидкость, то даже незначительное осевое смещение подушки (0,5-1 мм) приводит к возникновению черезвычайно больших сил сопротивления. Это,обусловлено 20 тем, что за пределами упругой деформации жидкости она становится практически. несжимаемой.
Пример . Осевая нагрузка Q =.
= 600 кП, ход плунжера 1 = 5 см; диа- 25 метра плунжера Э = 20 см; модуль упругости жидкости 1 500 МПа.
Изменение объема жидкости в подплунжерной полости ьч - v.pap, где Vo — первоначальный объем, м
p — изменение давления, Н/м";
P — коэффициент относительного объемного сжатия.
AB 3 14 ° 20
V = F ° 1 = — — — 1 - — —.— 5 о 4 4
1,57 10 м
600 ° 1 0 3
2 F 2 0,0314
«10 Н/м
1 1 1
Г= — — 0,00066 NHa
E 1500
= 0,00066.10 Па, 45 где E — объемный модуль упругости, МПа.
Для минеральных масел Ец 1/
1350-1700 МПа; для силиконовой жидкости Е, = 1050 МПа 50
Значит при смещениях подушки свыше 0,2 мм жидкость становится несжимаемой, что значительно меньше величин смещения подушек, допустимых в процессе эксплуатации опор.
Аналогично действует фиксация опор в случае неработающего устройства противоизгиба. При этом плунжера находятся в исходном положении, все подплунжерные подушки вначале приво- . дит к незначительной деформации жидкости, а затем из-sa больших сил сопротивления жидкости подушка останавливается.
Применение опоры прокатного валка позволяет шейке валка и подушке свободно поворачиваться в вертикальной плоскости при работе противоизгибного устройства. Это достигается тем, что при наклоне подушки жидкость легко перетекает из одной подплунжерной полости в другую, сохраняя тем самым прямоугольную пластину в вертикальной плоскости и не оказывая на нее заметных усилий. Следовательно, не происходит перекос шейки валка.относительно подушки валка и поэтому радиальная нагрузка равномерно распределяется между рядами многорядного, например четырехряднога.. подшипника. В известных применяемых в промышленности на прокатных станах фиксированных опорах при изгибе валка нагружаются только 2 ряда подшипника вместо 4. Это приводит к их ускоренному износу и поломкам.
Равномерное распределение нагрузки между рядами подшипника в предлагаемой фиксированной опоре в 2 раза повышает долговечность подшипника, а следовательно, и опоры.
Преимуществом предлагаемой опоры является татке то, что при повороте подушки на любой реальный угол сохраняется одновременно ее жесткая безударная фиксация в осевом направлении. Это стабилизирует процесс прокатки и улучшает условия работы шарниров универсального шпинделя и его
Следовательно
«10 = 983,4 10 м = 2,83 см . Величина упругой деформации жидкости hV 9 83 111 = — — = -- — 0 016 см 2F 2 314 = 0,16 мм. привода. Формула изобретения Опорный узел прокатного валка, содержащий подушку опорного валка, в проеме которой размещена подушка рабочего валка, содержащая многорядный подшипник, гидроцилиндры уравновеши5 1443998 6 вания и распора, средства ее фикса- бочего валка выполнена с попарно соции относительно подушки опорного общающимися полостями, заполненными валка, расположенные в прорезях на жидким агентом, и снабжена плунжераее боковых поверхностях о т л и — ми и пластиной связанными между соЭ 5 в ч а ю шийся тем, что, с целью бой сферическими шарнирами, причем в повышения долговечности опоры за счет каждой прорези боковой поверхности: равномерного распределения нагрузки подушки выполнен Т-образный паз, в между рядами-подшипника, подушка ра- котором установлена пластина. 1443998
