РОЛИКОВАЯ АРМАТУРА ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ

Полезная модель относится к прокатному производству и может быть использована в конструкции прокатных станов, преимущественно для черновых и промежуточных клетей сортового и проволочного станов в качестве привалковой арматуры, в частности роликовой арматуры.
Известна роликовая арматура, которая содержит два роликодержателя с вмонтированными роликовыми узлами, каждый из которых содержит ролик. Ролик опирается посредством упорного пояска, который расположен посередине его внутренней цилиндрической части, через подшипники качения и упорные шайбы на зафиксированную в вилке роликодержателя неподвижную ось с осевым и поперечным каналами для подачи смазки к подшипникам. Для удержания смазки и предотвращения попадания воды с окалиной в роликовый узел предусмотрено торцевое щелевое бесконтактное уплотнение, образованное торцевой поверхностью ролика и внутренней плоскостью вилки роликодержателя, прилегающей к торцу ролика. (И.С.Тришевский, В.В.Клепанда, Н.В.Литовченко. Настройка непрерывных прокатных станов. - Металлургия, Москва, 1964, с.248-249, рис.94).
Основным недостатком роликового узла известной роликовой арматуры является щель торцевого бесконтактного уплотнения не менее 1 мм, через которую в роликовый узел проникает вода с окалиной, повышая абразивный износ подшипников качения и снижая их долговечность. При эксплуатации роликового узла внутренняя плоскость вилки роликодержателя изнашивается, соответственно увеличивается щель торцевого бесконтактного уплотнения и роликодержатель подлежит замене. Это увеличивает стоимость эксплуатации роликовой арматуры и уменьшает ресурс ее работы.
Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности и достигаемому положительному результату является роликовая арматура
прокатной клети, содержащая роликодержатели, в которые вмонтированы роликовые узлы, каждый из которых включает ролик, который опирается посредством упорного пояска, расположенного посередине внутренней цилиндрической части ролика через подшипники качения и уплотнения, выполненные в виде крышек подшипников, на зафиксированную в роликодержателе неподвижную ось. Ось имеет осевой и поперечный каналы для подачи смазки к подшипникам. (RU №2044583, В21В 39/16, 1995 г.).
Основными недостатками известного технического решения является низкий ресурс работы роликовой арматуры и короткий межремонтный период ее эксплуатации.
Этот конструктивный недостаток связан с тем, что при изготовлении внутренний профиль ролика не позволяет растачивать его под посадочные места подшипников соосно за одну установку. Несоосный монтаж подшипников приводит к перекосу колец подшипников и к их механическому разрушению вместе с сопрягаемыми деталями роликового узла.
Другим недостатком является низкая герметичность подшипниковых узлов ролика. Так как крышки подшипников и внутренний диаметр ролика образуют щелевое уплотнение, то при вращении ролика под давлением центробежных сил смазка отбрасывается от оси ролика через щели уплотнения и попадает в окружающую среду. Протечки смазки происходят также между внутренним диаметром крышки подшипника и осью ролика. Кроме того, данная конструкция роликовой арматуры требует периодического пополнения роликового узла смазкой и не исключает поступление охлаждающей воды с сопутствующей ей окалиной через щель уплотнения к подшипникам, что предопределяет абразивный износ подшипников качения и низкий ресурс работы роликовой арматуры. В условиях стана горячей прокатки ролик работает в режиме нагрев - охлаждение, что вызывает изменение давления в подшипниковом узле относительно давления окружающей среды и, как следствие, происходит выдавливание смазки из подшипникового узла при повышенном давлении, и поступление воды с окалиной в подшипниковый узел
при пониженном давлении, что в итоге приводит к нарушению герметичности подшипниковых узлов и, как следствие, к абразивному износу и снижению ресурса работы роликовой арматуры.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение ресурса работы роликовой арматуры прокатной клети.
Поставленная задача достигается тем, что в известной роликовой арматуре прокатной клети, включающей пару роликодержателей, с расположенными на них роликовыми узлами, каждый их которых включает ролик, установленный посредством подшипников с уплотнениями на ось, закрепленную неподвижно в роликодержателе и имеющую осевой и поперечный каналы, согласно полезной модели, на внутренней поверхности ролика выполнены упорные бурты, в которые вмонтированы подшипники качения, с расположенными на них дистанционными кольцами, прилегающими к уплотнениям, выполненным в виде армированных манжет, контактирующих с установленными на оси упорными шайбами с уплотнительными резиновыми кольцами, при этом между упорными буртами образована камера для смазки, а осевой канал в торце оси снабжен отдушиной.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в создании роликового узла, который позволит за счет конструктивного выполнения ролика соосно монтировать подшипники качения, повысить герметичность подшипниковых узлов, получить герметичную камеру для смазки и уравновешивать давление в камере для смазки роликового узла с окружающей средой.
Технический результат достигается за счет того что, на внутренней поверхности ролика выполнены упорные бурты, в которые вмонтированы подшипники качения с упорным бортом на наружном кольце. Применение такого подшипника качения позволяет производить расточку посадочных отверстий ролика, а именно его цилиндрической части, за одну установку, что гарантирует соосность установки подшипников качения в ролике при их монтаже. Соосный монтаж подшипников качения продлевает ресурс работы
роликовой арматуры и исключает их механическое разрушение из-за перекоса колец.
На наружном кольце подшипников качения через дистанционные кольца, в отверстие ролика установлены с гарантированным натягом армированные резиновые манжеты, которые посредством эластичных кромок контактируют с упорными шайбами, изготовленными из стали с повышенной твердостью не ниже 30 HRC. При этом по внутреннему диаметру упорных шайб выполнены проточки под уплотнительные резиновые кольца, через которые они с гарантированным натягом контактируют с осью. Применение контактных уплотнений в конструкции роликовой арматуры позволяет повысить герметичность подшипниковых узлов и соответственно предотвратить утечки смазки и попадание воды с окалиной к подшипникам качения.
Между упорными буртами, путем расточки внутреннего диаметра ролика, образована камера для смазки, объем которой позволяет использовать закладной способ смазки. В данном случае смазку можно использовать с более высокими смазочными свойствами. Камера для смазки через осевой канал, снабженный в торце оси отдушиной, сообщается с окружающей средой. Применение отдушины позволяет уравновешивать давление между камерой и окружающей средой, а это исключает утечку смазки из камеры и предотвращает попадание воды с окалиной в роликовый узел, что в конечном итоге позволяет повысить ресурс работы роликовой арматуры.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображен поперечный разрез роликовой арматуры прокатной клети.
Роликовая арматура прокатной клети содержит роликодержатель 1 с установленным на нем роликовым узлом, включающим ролик 2, на внутренней поверхности которого выполнены упорные бурты 3. Между упорными буртами 3 образована камера для смазки 4. В упорные бурты 3 вмонтированы подшипники качения 5, с расположенными на них дистанционными кольцами 6, прилегающими к армированным резиновым манжетам 7, установленными с гарантированным натягом. Армированные резиновые манжеты 7
своей эластичной кромкой контактирует со шлифованной поверхностью наружного диаметра упорных шайб 8, фиксирующих подшипники качения 5. По внутреннему диаметру упорных шайб 8 выполнены проточки под уплотнительные резиновые кольца 9, через которые упорные шайбы установлены с гарантированным натягом на ось 10. Ось 10 неподвижно закреплена в роликодержателе 1 и имеет поперечный канал 11 и осевой канал 12. Осевой канал 12 в торце оси 10 снабжен отдушиной 13, которая сообщается с камерой для смазки 4.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Для смазки подшипников качения 5 используют закладной способ смазки. На начальном этапе работы собирают нижнюю половину ролика 2. В упорный бурт 3, в нижней части ролика 2, монтируют подшипник качения 5 с опорным бортом на наружном кольце, заполненный смазкой. На него устанавливают дистанционное кольцо 6, прилегающее к армированной резиновой манжете 7. В отверстие армированной резиновой манжеты 7 монтируют упорную шайбу 8 с уплотнительным резиновым кольцом 9. Далее смазкой заполняют камеру 4 и собирают верхнюю часть ролика 2. В упорный бурт 3 монтируют, заполненный смазкой подшипник качения 5, на него устанавливают дистанционное кольцо 6, армированную резиновую манжету 7 и упорную шайбу 8 с уплотнительным резиновым кольцом 9. Собранный ролик 2 устанавливают в роликодержатель 1 и соединяют осью 10, осевой канал 12 которой в торце снабжен отдушиной 13.
С началом прокатки прокатываемая заготовка входит в контакт с роликовой арматурой и приводит во вращение ролик 2, работающий в режиме нагрев - охлаждение. При этом подшипники качения 5 работают в запредельном режиме в силу высокой частоты вращения и испытывают радиальные и осевые нагрузки, но так как они установлены в ролике 2 соосно без перекосов, то в процессе эксплуатации не происходит механических разрушений подшипников качения 5 и сопрягаемых с ними деталей роликового узла. При вращении ролика 2 под действием центробежных сил смазка отбрасывается
от оси 10, но установленные герметично армированные резиновые манжеты 7 и упорные шайбы 8 с уплотнительными резиновыми кольцами 9 не дают ей попасть в окружающую среду. Рабочие валки и роликовая арматура прокатной клети обильно охлаждаются водой, но контактное уплотнение в виде армированной резиновой манжеты 7 и упорной шайбы 8 с уплотнительным резиновым кольцом 9 исключают ее попадание в роликовый узел. При этом нижняя армированная резиновая манжета 7 эластичной кромкой устанавливается внутрь к подшипнику узлу для более надежного удержания смазки, а верхняя эластичной кромкой наружу, препятствуя проникновению воды с окалиной в подшипниковый узел. При разогреве ролика 2 горячей заготовкой под действием высокой температуры в роликовом узле увеличивается давление, которое действует на смазку, выдавливая ее из подшипникового узла. При охлаждении ролика 2, в камере для смазки 4 давление снижается, и может произойти затягивание воды с окалиной в роликовый узел, но отдушина 13, соединяющая камеру для смазки 4 через осевой канал 11 с окружающей средой, уравновешивает его в обоих случаях.
Роликовая арматура прокатной клети, оснащенная армированными резиновыми манжетами, упорными шайбами с уплотнительными резиновыми кольцами, отдушиной, камерой для смазки, соосной установкой подшипников качения, успешно прошла испытание в черновой, промежуточной и Чистовой группах клетей мелкосортного стана «250-2» ОАО «ЗСМК». Ресурс работы роликовой арматуры без дополнительной подачи смазки увеличился более чем в два раза.