Втулка для подшипника жидкостного трения
Варианты осуществления данного изобретения относятся в общем к подшипникам жидкостного трения, применяемым в промышленном оборудовании различных типов, включая, например, виткообразователи прокатных станов. Втулка (20) для поддержания с возможностью вращения вкладыша (18) содержит цилиндрическую стенку, имеющую внутреннюю несущую поверхность, выполненную и имеющую такие размеры, чтобы окружать вкладыш. Масло непрерывно подается в смазываемую зону между вкладышем (18) и несущей поверхностью. Подаваемое таким образом масло вытекает в противоположных направлениях из внутреннего и наружного концов смазываемой зоны. Круговой канал расположен с возможностью улавливания масла, вытекающего из наружного конца смазываемой зоны. Слив передает масло, уловленного в канале, обратно в направлении вытекания масла из внутреннего конца смазываемой зоны. Технический результат: создание усовершенствованных втулок, предназначенных для более эффективного удержания масла, циркулирующего через подшипники. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 10 ил.
Предпосылки к созданию изобретения
1. Область техники, к которой относится изобретение
Варианты осуществления данного изобретения относятся в общем к подшипникам жидкостного трения, применяемым в промышленном оборудовании различных типов, включая, например, виткообразователи прокатных станов, и касаются, в частности, усовершенствованных втулок, предназначенных для более эффективного удержания масла, циркулирующего через подшипники.
2. Описание предшествующего уровня техники
В обычном подшипнике жидкостного трения масло непрерывно подается в смазываемую зону между вкладышем, опирающимся на подшипник, и окружающей подшипник поверхностью неподвижной цилиндрической втулки. Масло вытекает из внутреннего и наружного концов смазываемой зоны и собирается в маслосборнике корпуса, из которого оно рециркулируется через оборудование для охлаждения и фильтрации перед повторным вводом в подшипник.
Масло, вытекающее из внутреннего конца смазываемой зоны, течет непосредственно в маслосборник. Масло, вытекающее в противоположном направлении из наружного конца смазываемой зоны, перенаправляется уплотнительным узлом обратно в маслосборник. В условиях работы на большой скорости, например, таких, с какими приходится иметь дело в виткообразователях прокатных станов, уплотнительный узел может быть залит объемом масла, вытекающего из наружного конца смазываемой зоны, что приводит к утечке масла из подшипника.
Раскрытие изобретения
В широком смысле, варианты осуществления данного изобретения направлены на решение вышеописанной проблемы утечки путем разработки втулки, включающей в себя признаки, предназначенные для улавливания и возврата масла, вытекающего из наружного конца смазываемой зоны, и достигаемой вследствие этого защиты уплотнения подшипника от заливания вытекающим маслом.
В возможных вариантах осуществления, втулка включает в себя круговой канал, расположенный с возможностью приема вытекающего масла, с протоками, сообщающимися с каналом, для слива масла обратно в маслосборник корпуса.
Канал предпочтительно ограничивает наружный конец смазываемой зоны.
В одном возможном варианте осуществления данного изобретения, втулка дополнительно содержит круговую полосу, посаженную в канале и отстоящую от дна канала в радиальном направлении. Круговая полоса перфорирована отверстиями, разнесенными в окружном направлении, и может дополнительно содержать ребра, выступающие в радиальном направлении наружу из полосы к дну канала. Ребра предпочтительно содержат буртики, частично окружающие отверстия, перфорированные в полосе.
Эти и другие задачи, признаки и преимущества данного изобретения станут более понятными по прочтении нижеследующего подробного описания в связи с прилагаемыми чертежами.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлено сечение виткообразователя прокатного стана, иллюстрирующее один конец полого вала, опертого с возможностью вращения на подшипник жидкостного трения, включающий в себя втулку в соответствии с возможным вариантом осуществления данного изобретения;
на фиг. 2 представлен вид спереди втулки в соответствии с возможным вариантом осуществления данного изобретения;
на фиг. 3 представлено сечение, проведенное вдоль линии 3-3, показанной на фиг. 2;
на фиг. 4 и 5 представлены сечения, проведенные соответственно вдоль линий 4-4 и 5-5, показанных на фиг. 2;
на фиг. 6 представлен в увеличенном масштабе вид кругового участка, показанного на фиг. 3;
на фиг. 7 представлен вид спереди круговой полосы в соответствии с возможным вариантом осуществления данного изобретения;
на фиг. 8 представлен вид сбоку круговой полосы;
на фиг. 9 представлен в увеличенном масштабе вид кругового участка согласно фиг. 8; и
на фиг. 10 представлен в увеличенном масштабе вид нижнего участка подшипника, показанного на фиг. 1.
Подробное описание изобретения
Компоненты, описываемые ниже как составляющие различные варианты осуществления, следует считать носящими иллюстративный характер, а не ограничительный. Многие подходящие компоненты, которые должны выполнять такую же или аналогичную функцию, а также материалы, описываемые здесь, следует считать находящимися в рамках объема притязаний вариантов осуществления данного изобретения.
Обращаясь теперь к чертежам, где одинаковые позиции обозначают одинаковые детали на всех видах, приведем подробное описание вариантов осуществления данного изобретения.
Обращаясь сначала к фиг. 1, отмечаем, что здесь показан полый вал 10 виткообразователя прокатного стана, опертый с возможностью вращения в корпусе 12 между подшипниками 14, 16. Подшипник 14 представляет собой подшипник жидкостного трения, предпочтительно - гидростатического типа, содержащий вкладыш 18 в виде ступенчатого стакана, прикрепленный к полому валу и окруженный втулкой 20 в соответствии с возможным вариантом осуществления данного изобретения. Втулка 20 закреплена в передней стенке 22 корпуса. Подшипник 16 может представлять собой обычный роликовый подшипник или другой подшипник жидкостного трения.
Обращаясь также к фиг. 2-5 и 10, отмечаем, что втулка 20 содержит цилиндрическую стенку 24, имеющую внутреннюю несущую поверхность 26, выполненную и имеющую такие размеры, чтобы окружать вкладыш 18. Масло непрерывно подается в смазываемую зону «Z» посредством впускных протоков 28, ведущих к разнесенным в окружном направлении выемкам 30 в несущей поверхности.
Когда полый вал вращается в процессе эксплуатации виткообразователя, подаваемое вследствие этого масло вытекает в противоположных направлениях из внутреннего и наружного концов смазываемой зоны Z, как указано стрелками 32, 34 на фиг. 10.
Масло, вытекающее в направлении 34 из внутреннего конца зоны Z, принимается в маслосборнике 36, образованном внутри корпуса 12. В обычных решениях, масло, вытекающее в направлении 32 из наружного конца зоны Z, содержалось бы просто в лабиринтном уплотнении 40 для возврата в маслосборник 36 корпуса через проток 42.
А для того чтобы предотвратить преодоление уплотнения 40 выливающимся наружу маслом из зоны Z и в соответствии с возможным вариантом осуществления данного изобретения, втулка 20 дополнительно содержит круговой канал 44, расположенный с возможностью улавливания вытекающего масла.
Как лучше всего видно на фиг. 6, канал 44 образован нижней стенкой 46 и взаимно разнесенными внутренней и наружной боковыми стенками 48, 50. В предпочтительном варианте, внутренняя боковая стенка 48 ограничивает наружный конец смазываемой зоны Z и, как показано на фиг. 10, конфигурация и расположение наружной стенки 50 обеспечивают взаимодействие в месте 52 с поверхностью вкладыша 18, что приводит к окружению канала 44.
Выходные протоки 54 во втулке сообщаются со сливными отверстиями 55 в канале 44 и служат для передачи масла, улавливаемого в канале 44, обратно в маслосборник 36 корпуса в направлении 34 вытекания масла из внутреннего конца зоны Z. Таким образом, канал 44 и сообщающиеся с ним выходные протоки 54 служат для перетекания и возврата масла, вытекающего из наружного конца зоны Z, вследствие чего воздействие вытекающего масла на уплотнение 40 минимизируется.
Чтобы интенсифицировать улавливание масла, вытекающего из наружного конца зоны Z, в предпочтительном варианте можно посадить круговую полосу 56 в канале 44. Как показано на фиг. 7-9, круговая полоса 56 перфорирована разнесенными в окружном направлении отверстиями 58. Из круговой полосы 56 в радиальном направлении выступают ребра 60. В предпочтительном варианте, ребра 60 могут представлять собой буртики, частично окружающие отверстия 58. Как лучше всего видно на фиг. 6, круговую полосу 56 можно посадить на внутренних уступах 62 в боковых стенках 48, 50 канала в положении, отстоящем от дна 46 канала в радиальном направлении, при этом ребра 60 выступают в радиальном направлении к дну канала. Ребра 60 минимизируют завихрение масла вокруг канала 44, обуславливая тем самым течение под действием силы тяжести обратно в маслосборник корпуса через сливные протоки 54.
Хотя описаны возможные варианты осуществления изобретения, в тех рамках существа и объема притязаний изобретения и его эквивалентов, которые охарактеризованы в нижеследующей формуле изобретения, в него можно внести изменения и дополнения.
1. Втулка для поддержания с возможностью вращения вкладыша, содержащая:
цилиндрическую стенку, имеющую внутреннюю несущую поверхность, выполненную и имеющую такие размеры, чтобы окружать указанный вкладыш;
средства непрерывной подачи масла в смазываемую зону между указанным вкладышем и указанной несущей поверхностью, причем подаваемое таким образом масло вытекает в противоположных направлениях из внутреннего и наружного концов указанной зоны;
круговой канал, расположенный с возможностью улавливания масла, вытекающего из наружного конца указанной зоны; и
слив для передачи масла, уловленного в указанном канале, обратно в направлении вытекания масла из внутреннего конца указанной зоны.
2. Втулка по п. 1, в которой указанный канал образован дном и взаимно разнесенными внутренней и наружной боковыми стенками, причем указанная внутренняя боковая стенка ограничивает наружный конец указанной смазываемой зоны.
3. Втулка по п. 2, в которой указанная наружная боковая стенка выполнена с возможностью взаимодействия с поверхностью указанного вкладыша, окружая указанный канал.
4. Втулка по п. 2, дополнительно содержащая круговую полосу, перфорированную отверстиями, разнесенными в окружном направлении, причем указанная полоса заключена в указанном канале и отстоит от его дна в радиальном направлении.
5. Втулка по п. 4, дополнительно содержащая ребра, выступающие в радиальном направлении наружу из указанной окружной полосы к дну указанного канала.
6. Втулка по п. 5, в которой указанные ребра содержат буртики, частично окружающие отверстия, перфорированные в указанной полосе.
7. Втулка для поддержания с возможностью вращения вкладыша, содержащая:
цилиндрическую стенку, имеющую внутреннюю несущую поверхность, выполненную и имеющую такие размеры, чтобы окружать указанный вкладыш;
по меньшей мере одну выемку, которая расположена между внутренним и наружным концами указанной несущей поверхности и в которую впускается масло, служащее в качестве смазки в зоне между указанным вкладышем и указанной несущей поверхностью;
круговой канал, расположенный с возможностью приема масла, вытекающего из наружного конца указанной зоны; и
протоки, сообщающиеся с указанным каналом и расположенные с возможностью слива масла из него.
8. Втулка для поддержания с возможностью вращения вкладыша, содержащая:
цилиндрическую стенку, имеющую внутреннюю несущую поверхность, выполненную и имеющую такие размеры, чтобы окружать указанный вкладыш;
средства непрерывной подачи масла в смазываемую зону между указанным вкладышем и указанной несущей поверхностью, причем подаваемое таким образом масло вытекает в противоположных направлениях из внутреннего и наружного концов указанной зоны;
круговой канал, расположенный с возможностью улавливания масла, вытекающего из наружного конца указанной зоны, при этом указанный круговой канал образован дном и взаимно разнесенными внутренней и наружной боковыми стенками, причем указанная внутренняя боковая стенка ограничивает наружный конец указанной смазываемой зоны, а указанная наружная боковая стенка взаимодействует с поверхностью указанного вкладыша, окружая указанный канал;
слив для передачи масла, уловленного в указанном канале, обратно в направлении вытекания масла из внутреннего конца указанной зоны; и
круговую полосу, посаженную в указанном круговом канале, причем указанная круговая полоса перфорирована отверстиями, разнесенными в окружном направлении, частично ограниченными ребрами, выступающими в радиальном направлении наружу к дну указанного кругового канала.
