Уплотнительное устройство опоры прокатного валка
Владельцы патента RU 2399446:
Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ") (RU)
Изобретение относится к области прокатного оборудования, а именно к уплотнительным устройствам опор рабочих валков, и может быть использовано, например, в уплотнительных устройствах подшипниковых опор машин и механизмов. Уплотнительное устройство опоры прокатного валка содержит подшипниковый узел, насадку, расположенные на шейке валка, крышку подшипника с гнездом для установки уплотнительной манжеты, включающей корпус, радиальную и торцовую губки с рабочими кромками, взаимодействующими с соответствующими поверхностями насадки. Торцовая губка соединена с радиальной губкой в концевой ее части и выполнена криволинейной формы, вогнутой стороной обращенной в сторону радиальной поверхности насадки, торцовая поверхность которой выполнена наклонной. Соотношение жесткостей торцовой и радиальной губок составляет 1:3. Изобретение позволяет сохранить уплотняющие свойства манжеты в процессе изменения относительного положения трущихся поверхностей валка, а также увеличить долговечность уплотнительного устройства и повысить эффективность. 2 ил.
Изобретение относится к области прокатного оборудования, конкретно к уплотнительным устройствам подшипников рабочих валков, и может быть использовано в уплотнительных устройствах подшипниковых опор машин и механизмов.
Известна приводимая в качестве аналога конструкция уплотнительного устройства опоры прокатного валка (см., например, патент РФ №2059903, кл. F16J 15/32, 29.03.1993). Это уплотнительное устройство содержит крышку с расположенным в ней уплотнительным узлом, включающим две манжеты, одна из которых своей рабочей кромкой контактирует с торцевой поверхностью валка, а другая своей рабочей кромкой контактирует с радиальной поверхностью шейки валка. Недостаток данного устройства заключается в том, что для уплотнения двух поверхностей применяются две манжеты, что в условиях ограниченного пространства затрудняет его использование.
Из известных конструкций уплотнительных устройств наиболее близкой по технической сущности (прототипом) является уплотнительное устройство прокатного валка, содержащее крышку подшипника с гнездом для установки уплотнительной манжеты, включающей корпус, радиальную и торцовую губки с рабочими кромками, взаимодействующими с соответствующими поверхностями прокатного валка (см. патент РФ №2169873, кл. 7 F16J 15/32, 12.12.1998).
Это уплотнительное устройство опоры прокатного валка позволяет обеспечивать надежное уплотнение трущихся поверхностей при определенном фиксированном положении торцовой и радиальной поверхностей валка.
Недостаток известной конструкции уплотнительного устройства (прототипа) заключается в том, что при изменении положения трущихся поверхностей валка относительно губок манжеты последние не в состоянии обеспечить своими рабочими кромками надежный контакт с торцовой и радиальной поверхностями валка.
Техническим результатом предлагаемого уплотнительного устройства опоры прокатного валка является сохранение уплотняющих свойств манжеты в процессе изменения относительного положения трущихся поверхностей валка, увеличение долговечности уплотнительного устройства, повышение эффективности.
Технический результат предлагаемого уплотнительного устройства опоры прокатного валка достигается тем, что торцовая губка соединена с радиальной губкой в концевой ее части и выполнена криволинейной формы, вогнутой стороной обращенной в сторону радиальной поверхности насадки, торцовая поверхность которой выполнена наклонной, при этом соотношение жесткостей торцовой и радиальной губок составляет 1:3.
Заявленное уплотнительное устройство подшипника прокатного валка приведено на чертежах, где
- на фиг.1 показано уплотнительное устройство опоры прокатного валка в одном крайнем положении рабочего валка;
- на фиг.2 - уплотнительное устройство опоры прокатного валка в противоположном крайнем положении рабочего валка.
В подушке 1 с подшипником 2 прокатного валка 3 и насадкой 4 установлена крышка 5 с расположенной в ней уплотнительной манжетой 6, состоящей из корпуса 7, радиальной губки 8 с рабочей кромкой 9 и торцовой губки 10 с рабочей кромкой 11. Торцовая губка 10, являясь продолжением радиальной губки 8, соединена с ней в концевой ее части и выполнена в поперечном сечении в виде криволинейной формы вогнутой поверхностью 12, обращенной в сторону радиальной поверхности 13 насадки 4, торцовая поверхность 14 которой выполнена наклонной, при этом соотношение жесткостей торцовой 10 и радиальной 8 губок составляет 1:3.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
В процессе работы торцовая губка 10, являясь первой ступенью уплотнительного узла подшипника 2, предотвращает попадание в основном окалины, содержащейся в охлаждающей жидкости, в полость подшипника 2. Радиальная губка 8, контактируя своей рабочей кромкой 9 с соответствующей поверхностью насадки 4, окончательно защищает подшипник 2 от проникновения охлаждающей жидкости. В процессе установки валка 3 (особенно на сортовых прокатных станах) возможны его осевые перемещения относительно подушки 1 с крышкой 5 и уплотнительной манжетой 6. При перемещении валка 3 в крайнее левое положение (фиг.1), при котором манжета 6 удалена от насадки 4 на максимальное расстояние, торцовая губка 10 контактирует с участком наклонной поверхности 14 насадки 4, наиболее приближенном к рабочей кромке 11. В процессе перемещения валка 3 в крайнее правое положение (фиг.2) рабочая кромка 9 радиальной губки 8 скользит по радиальной поверхности 13 насадки 4, а рабочая кромка 11 торцовой губки 10, перемещаясь по наклонной поверхности 14 насадки 4, контактирует с ней в зоне, наиболее удаленной от манжеты 6. Благодаря такому выполнению устройства контактные напряжения в рабочей кромке торцовой губки при значительных осевых перемещениях валка практически не изменяются.
Таким образом, предлагаемое уплотнительное устройство опоры прокатного валка, содержащее подшипниковый узел, насадку, расположенные на шейке валка, крышку подшипника с гнездом для установки уплотнительной манжеты, включающей корпус, радиальную и торцовую губки с рабочими кромками, взаимодействующими с соответствующими поверхностями насадки, отличающееся тем, что торцовая губка соединена с радиальной губкой в концевой ее части и выполнена криволинейной формы, вогнутой стороной обращенной в сторону радиальной поверхности насадки, торцовая поверхность которой выполнена наклонной, при этом соотношение жесткостей торцовой и радиальной губок составляет 1:3, позволяет сохранить уплотняющие свойства манжеты при значительных изменениях положения трущихся поверхностей, увеличить долговечность уплотнительного устройства, повысить его эффективность за счет обеспечения гарантированного взаимодействия рабочих кромок манжеты с поверхностями уплотняющего устройства.
Уплотнительное устройство опоры прокатного валка, содержащее подшипниковый узел, насадку, расположенные на шейке валка, крышку подшипника с гнездом для установки уплотнительной манжеты, включающей корпус, радиальную и торцовую губки с рабочими кромками, взаимодействующими с соответствующими поверхностями насадки, отличающееся тем, что торцовая губка соединена с радиальной губкой в концевой ее части и выполнена криволинейной формы, вогнутой стороной обращенной в сторону радиальной поверхности насадки, торцовая поверхность которой выполнена наклонной, при этом соотношение жесткостей торцовой и радиальной губок составляет 1:3.
