СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАТЯГА КОНИЧЕСКИХ РОЛИКОПОДШИПНИКОВ ВАЛКА ПРОКАТНОГО СТАНА
METHOD AND DEVICE FOR CREATION OF PRELOAD IN CONICAL ROLLER BEARINGS OF MILL ROLLER

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.