Гидростатодинамический подшипникдля валков прокатных ctahob

 

0 П И С А Н И Е (ii)8103IS

ИЗОБРЕТЕНИЯ боюз боеетских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.02.79 (21) 2723573/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 ,(45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) M. Кл.

В 21В 31/02

Государственный комитет

СССР ло делам изобретениИ и открытий (53) УДК 621.771.1..07 (088.8) 1 (72) Авторы 1 изобретения Г. И. Тарабаев, И. А. Тодер, Н. А. Кудрявцев и В. И." Пономарев (71) Заявитель (54) ГИДРОСТАТОДИ НАМИ ЧЕСКИЙ ПОДШИ П Н И К

ДЛЯ ВАЛКОВ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в опорах валков листовых прокатных станов.

Известны гидростатодинамические под- 5 шипники скольжения, в которых используется сочетание гидродинамического и гидростатического принципов создания давления в смазочном слое, разделяющем поверхности трения; для этого отверстие не- 10 вращающейся втулки-вкладыша для образования гидродинамического клинового зазора выполнено по диаметру несколько большим, чем диаметр вращающейся в ней цапфы валка (1). Одновременно в рабочей Гб зоне втулки-вкладыша предусмотрены гидростатические карманы, которые предназначены для приема смазки под давлением от внешнего источника. Конфигурация и количество карманов, использующих- 2о ся в настоящее время, разнообразны. В этих подшипниках имеет место неравномерность распределения давления и температуры по поверхности трения.

Известен гидростатодинамический подшипник для валков прокатных станов, включающий корпус с полостью высокого давления рабочей жидкости, втулку-вкладыш с карманами на рабочей поверхности и каналами, соединяющими через дроссели З0 эти карманы с полостью высокого давления (2).

Множество отверстий, соединяющих полость высокого давления с рабочей зоной втулки-вкладыша, способствует выравниванию давления и температуры в диаметральных сечениях, однако в осевом сечении при перекосах этот эффект не достигается. При отсутствии дроссельного регулирования расход смазки в перекошенном подшипнике неодинаков, а именно, он выше через область большого зазора, хотя в этом нет необходимости, так как температура в зоне большого зазора всегда меньше, чем в зоне малого зазора. Поскольку расход смазки через подшипник ограничивается производительностью насосов, особенно при требующихся в данном случае насосов высокого давления, давление в полости снижается, несущая способность подшипников падает, а расход смазки используется неэффективно.

Описываемый гидростатодинамический подшипник лишен указанных недостатков и отличается тем, что дроссели имеют различное гидравлическое сопротивление, причем в каналах, расположенных ближе к бочке валка, установлены дроссели с наименьшим гидравлическим сопротивлением, а в каналах, расположенных с противопо810315 ложной стороны, — дросселп с наибольшим сопротивлением в соответствии с соотношением

Лбах г

:: ar-, ! rni р где P — усилие прокатки, а — коэффициент, учитывающий размеры валков, подшипников, геометрию гидростатических карманов, расход гидростатической смазки, режим работы клети;

Х„,,- и Х„ „— максимальное и минимальное гидравлическое сопротивление дросселей.

Такое конструктивное решение позволяет увеличить прокачку масла через нагруженную область зазора и снизить тем самым максимальную температуру, увеличить давление в карманах этой области за счет меньшего падения давления на дросселе и увеличить несущую способность смазочного слоя этой области.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема гидростатодинамического подшипника в осевом сечении; на фиг. 2 — экспериментальные данные распределения температуры в осевом сечении подшипника; на фпг. 3 — экспериментальные зависимости максимальной температуры в смазочном слое от частоты вращения подшипника с дроссельными устройствами различного исполнения.

Гидростатодинамический подшипник включает втулку-вкладыш 1, установленную в корпусе 2. Во втулке-вкладыше

1 вращается цапфа 3 прокатного валка 4.

Корпус 2 через устройство 5 для самоустановки опирается на нажимной винт 6 прокатной клети. В корпусе 2 предусмотрена полость 7 высокого давления, которая через дроссели 8, 9 и 10 соединена с гидростатическими карманами 11 на рабочей поверхности втулки-вкладыша 1.

При приложении нагрузки к валку 4 последний прогибается, цапфа 3 поворачивается относительно втулки-вкладыша 1 до положения, которое определяется моментом сопротивления самоустановке корпуса 2 изза наличия силы трения F,ð в устройстве для самоустановки 5.

Смазка подается под давлением в полость 7, откуда через дроссели 8, 9, 10 поступает в карманы 11. Наименьшее гидравлическое сопротивление имеет дроссель 8, через который подается смазка в нагруженную область А. Через дроссель 10 с наибольшим гидравлическим сопротивлением смазка поступает в менее нагруженную область Б смазочного зазора.

Расходы смазки через каждый из дросселей обратно пропорциональны их сопротивлениям; в свою очередь, падение давления на дросселе пропорционально его сопро10

65 тивлению. Вместе взятые эти зависимости дают большее давление в смазочном слое области А и больший расход смазки.

На фиг. 2 кривая 12 представляет изменение температуры в смазочном слое гидродинамического подшипника диаметром

180 мм при частоте вращения PL=430 об/мин и при нагрузке Р=25 т, что соответствует среднему удельному давлению g= 102 кг/см .

Кривая 13 — то же, что в гидростатодинамическом подшипнике с дросселями равного сопротивления, кривая 14 — в гидростатодинамическом подшипнике, в котором дроссели 8 и 10 имеют соотношение сопротивлений 1: 3. Термопарами 15 — 19 измерялась температура.

Кривая 20 (фиг. 3) представляет изменение максимальной температуры (показания термопары 19) для этого эксперимента в гидродинамическом режиме в зависимости от частоты вращения цапфы 3, кривая 21— в гидростатодинамическом режиме с дросселями равного сопротивления, кривая 22— в гидростатодинамическом режиме с дросселями, имеющими соотношение сопротивлений 1: 3.

Сравнение кривых 13 и 14 свидетельствует о том, что распределение смазки в предлагаемом подшипнике эффективно снижает максимальную температуру.

Сравнение кривых 21 н 22 показывает, что предельная температура (например, i = 110 С) устанавливается при различной частоте вращения, причем наибольшая частота вращения достигается при использовании дроссельных устройств согласно изобретению.

Экспериментами также установлено, что характер наклонов кривых 14 и 22 изменяется с изменением соотношения сопротивлений дросселей 8 и 10.

Формула изобретения

Гидростатодинамический подшипник для валков прокатных станов, включающий корпус с полостью высокого давления рабочей жидкости, втулку-вкладыш с карманами на рабочей поверхности и каналами, соединяющими через дроссели эти карманы с полостью высокого давления, о т л и ч а ющи йся тем, что, с целью выравнивания температуры по длине рабочей поверхности подшипника и повышения предельно допустимых нагрузок и скоростей скольжения, дроссели выполнены с различным гидравлическим сопротивлением, причем в каналах, расположенных ближе к бочке валка, установлены дроссели с наименьшим гидравлическим сопротивлением, а в каналах, расположенных с противоположной стороны, — дроссели с наибольшим сопротивлением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тодер И. A., Тарабаев Г. И. Крупно810315 габаритные гидростатодинамические подшипники, «Машиностроение», М., 1976.

Составитель Ю. Зарапин

Редактор Е. Братчикова Техред А. Камышникова Корректор О. Силуянова

Заказ 214/6 Изд. № 180 Тираж 889 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобрстсиий1 и открьпий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, ир. Сапунова, 2

If."0 ф

2. Авторское свидетельство СССР № 329915, кл. В 21В 31/02, 1970.