ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ

Полезная модель относится к конструкциям опор валов различного механического оборудования и может быть использовано в редукторах прокатного оборудования.
В качестве опор валов такого оборудования широко используются подшипники качения и скольжения. Конструкции последних достаточно подробно описаны, например, в «Справочнике металлиста» под ред. С.А.Чернавского, т.2, М., Машгиз, 1958, с.516-520. Обязательным элементом подшипников скольжения являются втулки (вкладыши), в которых вращаются цапфы валов. Вкладыши изготавливаются из различных антифрикционных материалов (в том числе, - полимерных), которые не должны изменять свои эксплуатационные характеристики, например при повышенных температурах окружающей среды.
Известен подшипник скольжения (опора) прокатного валка, содержащая подушку со сферическим вкладышем скольжения, имеющим на рабочей поверхности смазочную канавку в виде двух равных сторон угла (см. а.с. ССР №1382518, кл. В21В 31/02, опубл. в БИ №11, 1988 г.). Однако такой подшипник непригоден для валов редуктора, так как его вкладыш выполнен в виде сегмента окружности.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является подшипник скольжения, приведенный в «Общетехническом справочнике» под ред. Е.А.Скороходова, 2-е изд., М., «Машиностроение», 1982, с.301, рис.24а.
Этот подшипник содержит цилиндрическую втулку (вкладыш) для цапфы с радиусом R и характеризуется тем, что он выполнен неразъемным с цельной замкнутой втулкой. Недостатком подшипника является относительно быстрый износ металлической втулки, что увеличивает простои оборудования, связанные с ее заменой.
Технической задачей настоящей полезной модели является повышение производительности прокатного стана за счет сокращения простоев, связанных с износом подшипников скольжения редукторов.
2
Для решения этой задачи предлагаемый подшипник содержит цилиндрическую втулку для цапфы с радиусом R, на внутренней поверхности которой (втулки) в подшипнике редуктора нажимного устройства толстолистового стана горячей прокатки нанесено гетинаксовое покрытие с толщиной, равной (0,01...0,02)R, мм, с шириной, равной 60/R, см, и с пределом прочности при сжатии не менее 1200 кг/см.
Приведенные параметры покрытия получены опытным путем и являются эмпирическими.
Сущность заявляемого технического решения заключается в нанесении на втулку подшипника полимерного покрытия определенных параметров и свойств, в результате чего повышается износостойкость втулки и самого подшипника.
Действительно, цельнометаллический (например, бронзовый вкладыш), во-первых, обладает весьма малой упругой деформацией, во-вторых склонен к
молекулярном) сцеплению с вращающейся цапфой (в особенности, - при повышенных температурах), что ведет к появлению «задиров» на поверхности втулки и ее ускоренному износу. Этих недостатков лишена втулка с правильно подобранным полимерным покрытием ее рабочей поверхности.
Предлагаемый подшипник скольжения схематично показан на фиг.1.
2
Подшипник установлен в разъем верхней 1 и нижней 2 частей корпуса редуктора и содержит цилиндрическую втулку 3 (цельную или разъемную), на внутренней поверхности которой нанесено гетинаксовое покрытие 4. Толщина покрытия h=(0,01...0,02)R, мм, где R - радиус цапфы 5, вращающейся в подшипнике; ширина покрытия (в направлении перпендикулярном плоскости рисунка) b=60/R, см. Предел прочности гетинаксового покрытия при его сжатии должен быть не менее 1200 кг/см.
Втулка подшипника зафиксирована от продольного смещения кольцом 6, крепящегося к корпусу болтами 7. При работе редуктора цапфа 5 может вращаться во втулке 3 подшипника в любом направлении.
Опытную проверку заявляемого технического решения осуществляли на толстолистовом стане горячей прокатки 4500 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью в редукторе нажимного устройства рабочей клети стана испытывались подшипники с втулками без полимерного покрытия, а также с покрытием из текстолита и гетинакса, причем, в случае гетинаксового покрытия варьировали его толщину и ширину. Результаты опытов оценивали по износостойкости подшипника (его покрытия) и цапфы, а также по производительности стана.
Наилучшие результаты (максимальные износостойкость подшипника и цапфы и производительность стана 4500) получены при использовании заявляемого подшипника. Отклонения от рекомендуемых параметров покрытия ухудшали достигнутые показатели.
2
Так при h<0,01R длительность рабочей кампании подшипника снизилась на 7...30% против максимально-достигнутой. При h>0,02R наблюдались вибрации валов редуктора из-за большей деформации гетинаксового покрытия, что приводило к появлению на нем трещин. Уменьшалась износостойкость покрытия и при снижении предела его прочности на сжатие (менее 1200 кг/см), а также при b<60/R; при b>60/R длительность работы подшипника не возрастала.
Стойкость текстолитового покрытия тех же параметров была меньше, чем гетинаксового, в среднем, на 23%. Подшипник с втулкой без покрытия (по сути - ближайший аналог) проработал почти в 1,5 раза меньше, чем с гетинаксовым покрытием, причем ускорялся износ как его втулки, так и цапфы.
Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.
По данным технико-экономических исследований, проведенных в ОАО «ММК», использование настоящей полезной модели в оборудовании толстолистовых станов позволит повысить их производительность не менее, чем на 3% за счет сокращения их простоев.
Пример конкретного выполнения
Подшипник скольжения редуктора нажимного устройства рабочей клети толстолистового стана 4500 выполнен для цапфы с R=90 мм и содержит втулку с гетинаксовым покрытием.
Параметры покрытия: h=0,015R=0,015×90≈1,4 мм;
2
b=60/R=60/9≈6,67 см. Предел прочности покрытия при сжатии - 1300 кг/см.