ОПОРА ВАЛКА И СПОСОБ МОНТАЖА ОПОРЫ ВАЛКА
ROLL BEARING AND METHOD OF ITS MOUNTING

Изобретение касается опоры валка, снабженной уплотнительным элементом для уплотнения опоры валка относительно цапфы валка, при этом уплотнительный элемент содержит:
- первую удаленную от цапфы валка часть в окружном пазу в опоре валка; и
- вторую ближнюю к цапфе валка часть в виде уплотнительной губки, которая прилегает к цапфе валка.
Изобретение касается также способа монтажа опоры валка.
Из DE 10113593 A1 известно уплотнительное устройство для опоры валка, у которого на цапфе валка расположена без возможности вращения втулка цапфы с удлинением втулки цапфы. Удлинение втулки цапфы выполнено с уплотнительным элементом, который закрывает зазор между удлинением втулки цапфы и поверхностью переходной области между цапфой валка и валком. Благодаря этому предотвращается проникновение инородных тел, например охлаждающего средства или прокатной окалины, и выход смазочного масла, а также, например, имеющейся фрикционной пыли от износа между цапфой валка или, соответственно, шейкой валка и втулкой цапфы. Этот уплотнительный элемент имеет круглое поперечное сечение и расположен в пазу, проходящем в окружном направлении на удлинении втулки цапфы.
Аналогичный вариант осуществления известен из DE 10113869 A1.
В информационной брошюре под заголовком «MORGOIL Roll Neck Bearings» и в «NEWSletter SMS metallurgy», издатель соответственно фирма SMS Demag, описано уплотнительное устройство, у которого уплотнительный элемент имеет прямоугольный контур и расположен в ответном пазу в удлинении втулки цапфы. Благодаря отстоящей от прямоугольного контура уплотнительного элемента уплотнительной губке зазор между удлинением втулки цапфы и переходной областью закрыт.
При монтаже и демонтаже опоры валка, в частности при надевании и снятии втулок цапф с закрепленным на них удлинением втулки цапфы с цапфы валка положение уплотнительного элемента может изменяться. Изготовленный, например, из резины уплотнительный элемент прилипает своей уплотнительной губкой к поверхности переходной области и вследствие этого вытаскивается из окружного паза удлинения втулки цапфы. Вытаскивание уплотнительного элемента может происходить как по всему периметру - при прилипании уплотнительной губки - так и в одной небольшой области, если втулка цапфы при надевании или при снятии не имеет окружного зазора, но прилегает в одной области. В этом месте уплотнительный элемент зажимается и вытаскивается из паза.
Поэтому в основу изобретения положена задача сконструировать опору валка с уплотнительным элементом так, чтобы уплотнительный элемент оставался неподвижно в пазу, но имел возможность простой замены.
Эта задача в соответствии с изобретением решается с помощью фиксирующего устройства, содержащего расположенную со стороны опоры валка часть в окружном пазу и расположенную со стороны уплотнения часть в удаленной от цапфы валка части уплотнительного элемента для фиксации удаленной от цапфы валка части уплотнительного элемента с помощью расположенной со стороны опоры валка части в окружном пазу.
Благодаря этой конфигурации паза и первой удаленной от цапфы валка части уплотнительного элемента обеспечивается соединение с геометрическим замыканием без применения дополнительных фиксирующих элементов. Уплотнительный элемент фиксируется или, соответственно, защелкивается в пазу, благодаря чему достигается лучшая фиксация/неподвижное крепление уплотнительного элемента в окружном пазу.
Один из предпочтительных вариантов осуществления изобретения предусматривает, что фиксирующее устройство состоит из возвышения и углубления, которые находятся в зацеплении друг с другом. Благодаря такой конфигурации достигается, что возвышение и углубление точно соответствуют друг другу, как замок и ключ.
Особый вариант осуществления предусматривает, что возвышение выполнено в первой удаленной от цапфы валка части на ее ближней к валку стороне и/или ее удаленной от валка стороне, а углубление в удаленной от валка стороне или ближней к валку стороне паза. Благодаря расположению фиксирующего устройства в этих местах обеспечивается особенно простая и быстрая вставка и фиксация или, соответственно, простое и быстрое отсоединение и извлечение, что происходит под влиянием эластичности уплотнительного элемента по ширине.
В усовершенствованном варианте этой конструкции предлагается, чтобы углубление было выполнено в виде кольцевого паза, и/или возвышение в виде кольцевого выступа. Благодаря такой конфигурации монтаж и демонтаж упрощаются, так как имеется переход одинаковой формы. Монтаж или, соответственно, фиксация уплотнительного элемента упрощается, в частности, благодаря наличию направленного внутрь конусообразного окончания на кольцевом выступе.
Другое упрощение достигается, кроме того, также за счет того, что на боковой стенке паза предусмотрено возвышение, которое имеет ту же форму и те же размеры, что и углубление первой удаленной от цапфы валка части уплотнительного элемента.
Первая удаленная от цапфы валка часть и вторая ближняя к валку часть уплотнительного элемента выполнены за одно целое. Этому не препятствует то, что могут применяться различные материалы для зажатия в пазу и уплотнительные губки.
В качестве другого варианта осуществления предлагается, чтобы опора валка имела втулку цапфы и закрепленное на ней удлинение втулки цапфы и чтобы окружной паз был выполнен в удлинении втулки цапфы. Благодаря этой конструкции опоры валка из двух частей обеспечивается возможность выполнить паз только в одном из отдельных конструктивных элементов, в частности удлинении втулки цапфы. Тогда при изменении паза необходимо только заменить удлинение втулки цапфы. Напротив, при замене втулки цапфы не требуется заменять удлинение втулки цапфы с пазом.
Поставленная задача решается также с помощью способа монтажа опоры валка с уплотнительным элементом, при этом способ имеет следующие этапы: 1) вставка уплотнительного элемента в окружной паз опоры валка и 2) фиксация уплотнительного элемента в окружном пазу.
Преимущества заявленного способа соответствуют преимуществам, названным выше в отношении опоры валка. В частности, с помощью заявленных решений достигается лучшая фиксация или, соответственно, неподвижное крепление уплотнительного элемента в пазу подшипника валка.
Другие предпочтительные варианты осуществления опоры валка и способа являются предметом зависимых пунктов.
К описанию приложены две фигуры, при этом показано:
фиг. 1 - поперечное сечение опоры валка с предлагаемым изобретением уплотнительным элементом, надвинутым на цапфу валка; и
фиг. 2 - поперечное сечение опоры валка с предлагаемым изобретением уплотнительным элементом после первого этапа монтажа.
На фиг. 1 показано поперечное сечение валка 1 с цапфой 2 валка. На цапфу 2 валка надвинут уплотнительный элемент 3, соединенный с втулкой 4 цапфы и удлинением 5 втулки цапфы, которые без возможности вращения установлены на цапфе 2 валка. Цапфа 2 валка с закрепленной на ней без возможности вращения втулкой 4 цапфы установлена с возможностью вращения в опорном корпусе 6 с опорной втулкой 7. Между вращающейся относительно опорной втулки 7 втулкой 4 цапфы и опорной втулкой в зазоре 4.4 выполнена масляная пленка. Применение такого опирания характерно для прокатной клети (не изображена), при этом валок применяется для прокатки стали и цветных металлов.
В смонтированном состоянии уплотнительный элемент 3 расположен между удлинением 5 втулки цапфы и цапфой 2 валка, соответственно, переходной областью 8, которая проходит между валком 1 и цапфой 2 валка. Уплотнительный элемент характерным образом выполнен кольцеобразным и - в смонтированном состоянии - предпочтительно с помощью кольцевой пружины 14 прижат к цапфе 2, соответственно, переходной области 8. Для приема уплотнительного элемента 3 удлинение 5 втулки цапфы выполнено с пазом 9. В пазу 9 зафиксирована первая удаленная от цапфы валка часть 10 уплотнительного элемента 3, в то время вторая ближняя к цапфе валка часть 11 элемента 3, которая, например, выполнена с одной или двумя уплотнительными губками 11.1, 11.2, прилегает к цапфе валка. Первая удаленная от цапфы валка часть 10 уплотнительного элемента 3 в поперечном сечении имеет форму прямоугольника. В соответствии с этой формой и соответствующими размерами выполнен паз 9.
Необходимая масляная пленка между опорной втулкой 7 и втулкой 4 цапфы в зазоре 4.4 подается к опоре (подшипнику) скольжения с помощью системы подачи масла (на фиг. 1 не видна). Масляные карманы 4.2 питаются через отверстия 4.3, потому что давление масла в зазоре 4.4 больше, чем в карманах 4.2. Из масляного кармана 4.2 масло диффундирует во время эксплуатации опоры валка в кольцевое пространство 15. Оттуда масло может стекать в радиальном направлении через каналы 5.2 и 6.2.
Уплотнительный элемент 3 служит для уплотнения кольцевого пространства 15 относительно кольцевого зазора 17. В частности, уплотнительный элемент 3 и его ближняя к цапфе валка часть 11 препятствует диффузии масла из кольцевого пространства 15 в кольцевой зазор 17.
Монтаж уплотнительного элемента 3 в опоре валка принципиально делится на два этапа:
1) вставка уплотнительного элемента в окружной паз 9 опоры валка; см. фиг. 2, и
2) фиксация уплотнительного элемента 3 в окружном пазу 9.
На этапе 1) уплотнительный элемент сначала вставляется только в одно место окружного паза 9 в опоре валка, в частности, в ее удлинении втулки цапфы. Затем на этапе 2) уплотнительный элемент 3 фиксируется в этом месте, предпочтительно путем вдавливания вручную. После этого, начиная от этого места, непрерывно предпочтительно в обе стороны вдоль периметра, в пазу фиксируется все большее количество участков уплотнительного элемента 3, пока, наконец, весь уплотнительный элемент не будет зафиксирован вдоль всего окружного паза.