FR2818336A3 - Bearing arrangement for a roller of a continuous casting plant comprises a fixed bearing and a movable bearing to compensate for axial shifts and alignment errors between the bearing rings - Google Patents

Abstract

Bearing arrangement comprises a fixed bearing and a movable bearing. The movable bearing can compensate for axial shifts and alignment errors between the bearing rings. The movable bearing has an inner bearing ring axially connected to a shaft. The outer ring is fixed to the bearing housing which has axially extending devices which penetrate corresponding recesses in the lateral end surfaces of the roller casings. The recesses have a larger axial depth than the axial extension of the axially extending devices of the housing. Axial movement caused by thermal expansion can be accepted within the movable bearing.

Description

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Agencement de paliers pour un rouleau

de machine de coulée continue
La présente invention se rapporte à un agencement de paliers pour un rouleau de machine de coulée continue. Arrangement of bearings for a roller

of continuous casting machine
The present invention relates to an arrangement of bearings for a roller of a continuous casting machine.

Ce type de rouleau fonctionne à des températures élevées et pour cette raison, ainsi qu'en raison de leur longueur, ils sont généralement constitués d'un arbre tubulaire continu comportant un certain nombre d'enveloppes de rouleau, supportées à rotation sur l'arbre tubulaire. Etant donné que les enveloppes de rouleau doivent être aptes à effectuer certains déplacements d'ajustement dans la direction axiale de l'arbre ainsi que de petits déplacements angulaires pour compenser toute déviation, elles ont été auparavant supportées par un certain nombre de paliers à rouleaux sphériques, l'un d'entre eux étant un palier fixe de positionnement, tandis que les autres ne sont pas des paliers de positionnement, autrement dit chacun de ces paliers ne servant pas au positionnement doit être monté avec un jeu radial sur l'arbre afin d'autoriser tout déplacement axial requis. Cependant, ceci signifie qu'il va y avoir de sérieux problèmes concernant la fuite d'eau de refroidissement et les battitures, entre les bagues intérieures des paliers ne servant pas au positionnement et l'arbre, et ceci conduit à une durée de vie utile plutôt courte pour ces rouleaux.  This type of roller operates at high temperatures and for this reason, as well as because of their length, they generally consist of a continuous tubular shaft comprising a number of roller envelopes, supported for rotation on the shaft. tubular. Since the roller casings must be able to make certain adjustment displacements in the axial direction of the shaft as well as small angular displacements to compensate for any deviation, they have previously been supported by a number of spherical roller bearings , one of them being a fixed positioning bearing, while the others are not positioning bearings, in other words each of these bearings not used for positioning must be mounted with a radial clearance on the shaft in order authorize any required axial displacement. However, this means that there will be serious problems regarding the leakage of cooling water and the scale between the inner rings of the bearings not used for positioning and the shaft, and this leads to a useful life. rather short for these rolls.

Le but de la présente invention est de proposer un agencement de paliers qui évite ce problème et ceci a été réalisé grâce à un agencement de paliers dans lequel chacun des paliers ne servant pas au positionnement est un palier qui permet une liberté de déplacement axial et un décalage entre les bagues du palier et est muni d'une bague intérieure qui est connectée à l'arbre continu de façon à être arrêtée  The object of the present invention is to provide an arrangement of bearings which avoids this problem and this has been achieved thanks to an arrangement of bearings in which each of the bearings not used for positioning is a bearing which allows freedom of axial movement and a offset between the bearing rings and is provided with an inner ring which is connected to the continuous shaft so as to be stopped

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axialement contre ce dernier, dans lequel la bague extérieure du palier est placée de manière fixe dans un logement de palier muni de moyens s'étendant axialement agencés pour pénétrer dans des cavités correspondantes s'étendant axialement dans les faces latérales opposées des enveloppes de rouleau, lesquelles cavités ont une profondeur axiale plus grande que l'étendue axiale des moyens s'étendant axialement du logement de palier, permettant de ce fait aux déplacements axiaux provoqués par exemple par la dilatation thermique d'être rattrapés dans les paliers ne servant pas au positionnement.  axially against the latter, in which the outer ring of the bearing is fixedly placed in a bearing housing provided with axially extending means arranged to penetrate corresponding cavities extending axially in the opposite lateral faces of the roll envelopes, which cavities have an axial depth greater than the axial extent of the means extending axially from the bearing housing, thereby allowing axial displacements caused for example by thermal expansion to be caught up in the bearings not used for positioning .

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation non limitatif faite en référence aux dessins d'accompagnement, dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un ensemble de rouleaux d'une machine de coulée continue, où des agencements de paliers selon la présente invention sont de préférence utilisés ; la figure 2 est une vue en coupe transversale d'un rouleau pour machine de coulée continue supporté dans un agencement de paliers selon l'invention ; la figure 3 est un agrandissement d'une partie du rouleau montré en figure 2.  The present invention will be better understood on reading the following detailed description of a nonlimiting embodiment made with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic perspective view of a set of rollers d a continuous casting machine, where bearing arrangements according to the present invention are preferably used; Figure 2 is a cross-sectional view of a roller for a continuous casting machine supported in a bearing arrangement according to the invention; FIG. 3 is an enlargement of part of the roller shown in FIG. 2.

En figure 1, est représentée de manière schématique, en perspective, une série de rouleaux 1 d'une section typique d'une machine de coulée continue, ayant un segment supérieur A, une chambre de refroidissement intérieure B et une chambre de refroidissement extérieure C, les paires de rouleaux 1 conduisant et supportant la brame D de matériau coulé en continu, qui dans le segment supérieur a un noyau (non représenté) plus ou moins liquide, mais qui pendant l'amenée en mouvement continu dans la direction indiquée par la flèche, va se solidifier au fur et à mesure qu'on la refroidit.  In Figure 1, is shown schematically, in perspective, a series of rollers 1 of a typical section of a continuous casting machine, having an upper segment A, an internal cooling chamber B and an external cooling chamber C , the pairs of rollers 1 leading and supporting the slab D of continuously cast material, which in the upper segment has a more or less liquid core (not shown), but which during the feeding in continuous movement in the direction indicated by the arrow, will solidify as it cools.

Le rouleau avec l'agencement de paliers selon l'invention est montré en coupe transversale en figure 2 et il comporte un arbre continu et substantiellement lisse 2 qui est supporté par un palier de positionnement 3, et par un certain nombre de paliers ne servant pas au positionnement 4,5, 6. Le palier de positionnement 3 est un palier  The roller with the arrangement of bearings according to the invention is shown in cross section in FIG. 2 and it comprises a continuous and substantially smooth shaft 2 which is supported by a positioning bearing 3, and by a number of bearings which do not serve at positioning 4,5, 6. Positioning level 3 is a level

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à rouleaux sphériques, tandis que les paliers ne servant pas au positionnement 4, 5, 6 sont des paliers toroïdaux, c'est-à-dire des roule- ments ayant des profils de chemin de roulement longitudinaux courbés avec un rayon de courbure sensiblement supérieur au rayon entre l'axe du palier et le chemin de roulement extérieur, ces paliers étant bien connus dans l'art.  with spherical rollers, while the bearings which are not used for positioning 4, 5, 6 are toroidal bearings, that is to say bearings with longitudinal curved raceway profiles with a substantially greater radius of curvature to the radius between the axis of the bearing and the outer raceway, these bearings being well known in the art.

Chacun des paliers toroïdaux 4,5, 6 a une capacité à rattraper le décalage, jusqu'à un certain degré, et aussi à permettre le déplacement axial à l'intérieur de chaque palier. L'arbre rotatif 2 est muni d'une pluralité d'enveloppes 7,8, 9 de rouleau, le mode de réalisation représenté comportant trois de ces enveloppes de rouleau, bien que le nombre d'enveloppes de rouleau ne soit pas limité à trois.  Each of the toroidal bearings 4, 5, 6 has a capacity to make up for the offset, to a certain degree, and also to allow axial movement inside each bearing. The rotary shaft 2 is provided with a plurality of roll envelopes 7, 8, 9, the embodiment shown comprising three of these roll envelopes, although the number of roll envelopes is not limited to three .

Chacune de ces enveloppes 7,8, 9 de rouleau est munie d'une cavité annulaire s'étendant axialement et disposée coaxialement dans ses faces latérales opposées, ce qui peut être mieux vu dans la vue partielle agrandie de la figure 3, qui montre une petite partie du rouleau selon la figure 2 comportant des parties des enveloppes 7 et 8 et le palier toroïdal intermédiaire 4. Chacun des paliers 3 à 6 a un logement (bien qu'en figure 3, un seul 4a de ces logements est représenté). Ce logement 4a renferme la bague extérieure du roulement correspondant et comporte des brides latérales 4b coopérant axialement avec les faces latérales de la bague extérieure et comportant un élément annulaire 4c disposé axialement qui fait saillie avec un jeu dans lesdites cavités annulaires 10, 11 des enveloppes 7,8 de rouleau prévues de chaque côté du logement 4a de palier et comportant chacun un élément annulaire 4c disposé axialement qui fait saillie avec jeu dans lesdites cavités annulaires 10,11 dans les enveloppes de rouleau contiguës. L'étendue axiale de l'élément annulaire 4c disposé axialement est inférieure à la profondeur de la cavité annulaire, grâce à quoi les bagues des paliers toroïdaux 4,5, 6 peuvent effectuer les courts déplacements axiaux par rapport aux enveloppes de rouleau qui sont nécessaires dans cette application et qui sont typiques pour un palier toroïdal, dans lequel tous les déplacements axiaux et les décalages sont compensés à l'intérieur du palier, sans donner lieu à des contraintes indésirables dans le rouleau de coulée continue.  Each of these roller envelopes 7, 8, 9 is provided with an axially extending annular cavity and arranged coaxially in its opposite lateral faces, which can be better seen in the enlarged partial view of FIG. 3, which shows a small part of the roller according to FIG. 2 comprising parts of the envelopes 7 and 8 and the intermediate toroidal bearing 4. Each of the bearings 3 to 6 has a housing (although in FIG. 3, only one 4a of these housings is shown). This housing 4a encloses the outer ring of the corresponding bearing and comprises lateral flanges 4b cooperating axially with the lateral faces of the outer ring and comprising an annular element 4c disposed axially which projects with a clearance in said annular cavities 10, 11 of the envelopes 7 , 8 of roller provided on each side of the bearing housing 4a and each comprising an annular element 4c disposed axially which projects with clearance in said annular cavities 10,11 in the adjoining roller envelopes. The axial extent of the axially arranged annular element 4c is less than the depth of the annular cavity, whereby the rings of the toroidal bearings 4, 5, 6 can make the short axial displacements relative to the roll envelopes which are necessary in this application and which are typical for a toroidal bearing, in which all axial displacements and offsets are compensated inside the bearing, without giving rise to undesirable stresses in the continuous casting roller.

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En raison de la plus grande capacité de charge des paliers toroïdaux, il est aussi possible de concevoir l'ensemble de paliers avec des dimensions nettement plus petites, comparé aux agencements de paliers conventionnels pour les rouleaux de coulée continue, supportés uniquement dans des paliers à rouleaux sphériques.  Due to the greater load capacity of the toroidal bearings, it is also possible to design the bearing assembly with significantly smaller dimensions, compared to conventional bearing arrangements for continuous casting rolls, supported only in bearings with spherical rollers.

De plus, il est évident que les enveloppes 7,8, 9 de rouleau peuvent être ajustées sur l'arbre 2 en les faisant rétrécir dessus, puisque tous les mouvements nécessaires pour compenser par exemple la dilatation induite thermiquement vont se produire à l'intérieur des paliers toroïdaux. Par conséquent, il est également évident que les problèmes de fuite d'eau entre les enveloppes de rouleau et l'arbre que l'on connaissait auparavant avec les agencements de paliers précédents sont maintenant évités.  In addition, it is obvious that the casings 7, 8, 9 of the roll can be adjusted on the shaft 2 by making them shrink thereon, since all the movements necessary to compensate for example the thermally induced expansion will occur inside. toroidal bearings. Therefore, it is also evident that the problems of water leakage between the roller casings and the shaft which was known previously with the previous bearing arrangements are now avoided.

Les enveloppes 7,8, 9 de rouleau sont de préférence munies de systèmes de conduites internes 12 pour un milieu de refroidissement, de préférence de l'eau, et les espaces autour des paliers sont rendus étanches du côté de la zone du milieu de refroidissement, au moyen de joints 13 d'arbre. The roll casings 7, 8, 9 are preferably provided with internal piping systems 12 for a cooling medium, preferably water, and the spaces around the bearings are sealed on the side of the cooling medium area , by means of shaft seals 13.

Claims (3)

REVENDICATIONS 1. Agencement de paliers pour un rouleau (1) de machine de coulée continue, lequel rouleau est du type comportant un certain nom- bre d'enveloppes (7,8, 9) de rouleau supportée sur un arbre continu (2) par un palier de positionnement (3) et au moins un palier ne servant pas au positionnement (4,5, 6), caractérisé en ce que chacun des paliers ne servant pas au positionnement (4,5, 6) est un palier qui permet une liberté de déplacement axial et un décalage entre les bagues du palier et est muni d'une bague intérieure qui est connectée à l'arbre continu (2) de façon à être arrêtée axialement contre ce dernier, en ce que la bague extérieure du palier est placée de manière fixe dans un logement (4a, 4b) de palier muni d'un moyen s'étendant axialement (4c) agencé pour pénétrer dans des cavités correspondantes s'étendant axialement (10, 11) dans les faces latérales opposées des enveloppes (7,8, 9) de rouleau, lesquelles cavités (10,11) ont une profondeur axiale plus grande que l'étendue axiale du moyen s'étendant axialement (4c) du logement de palier, permettant de ce fait aux déplacements axiaux provoqués par exemple par la dilatation thermique d'être rattrapés dans les paliers ne servant pas au positionnement. 1. Arrangement of bearings for a roller (1) of a continuous casting machine, which roller is of the type comprising a certain number of casings (7, 8, 9) of roller supported on a continuous shaft (2) by a positioning bearing (3) and at least one bearing not used for positioning (4,5, 6), characterized in that each of the bearings not used for positioning (4,5, 6) is a bearing which allows freedom axial displacement and an offset between the bearing rings and is provided with an inner ring which is connected to the continuous shaft (2) so as to be stopped axially against the latter, in that the outer ring of the bearing is placed fixedly in a housing (4a, 4b) provided with an axially extending means (4c) arranged to penetrate corresponding cavities extending axially (10, 11) in the opposite lateral faces of the envelopes (7 , 8, 9) of roller, which cavities (10,11) have an axial depth more greater than the axial extent of the axially extending means (4c) of the bearing housing, thereby allowing axial displacements caused for example by thermal expansion to be caught up in the bearings not used for positioning. 2. Agencement de paliers selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des paliers ne servant pas au positionnement (4,5, 6) est un palier toroïdal, ayant des profils de chemin de roulement longitudinaux courbés avec un rayon de courbure sensiblement supérieur au rayon entre l'axe du palier et le chemin de roulement extérieur du palier.  2. bearing arrangement according to claim 1, characterized in that each of the bearings not used for positioning (4,5,6) is a toroidal bearing, having curved longitudinal raceway profiles with a substantially greater radius of curvature to the radius between the bearing axis and the outer raceway of the bearing. 3. Agencement de paliers selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen s'étendant axialement (4c) du logement de palier est une bague disposée axialement, tandis que chacune des cavités (10,11) des faces latérales des enveloppes (7,8, 9) de rouleau est une cavité annulaire réalisée coaxialement autour de l'axe central longitudinal de l'enveloppe de rouleau. 3. Arrangement of bearings according to claim 1 or 2, characterized in that the axially extending means (4c) of the bearing housing is a ring disposed axially, while each of the cavities (10,11) of the lateral faces of the envelopes (7,8,9) of the roller is an annular cavity produced coaxially around the longitudinal central axis of the roller casing.