RU2638486C1

RU2638486C1 - Supporting node of casting roller

Info

Publication number: RU2638486C1
Application number: RU2017106521A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Сорокин
Original assignee: Публичное акционерное общество "Северсталь"
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2017-12-13

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: supporting node contains pillow with a fluid friction bearing installed in it, back cover with seal, front cover with thrust bearing, lubrication supply site and flexible ducts connected to the hydraulic system, the node drain the grease from the bearing brasses, executed in the form of oil pockets, located on both sides of the pillow and fastened at the bottom of the pillow holes to drain the grease, oil and drains connected to the stationary risers of the drain line of the hydraulic system. In the body of the pillows above the level of the grease drain holes completed holes connecting the upper parts of the oil pockets with each other, while the upper part of the pocket, adjacent to the front cover with the thrust bearing is flexible duct with an upper part of the standpipe drain lines stationary hydraulics, fitted with brass hole with air filter, connecting it with the surrounding environment. Stationary riser of the drain line of the hydraulic system connected bore with a brass and air filter through U-shaped knee and upper part of oil pockets on the side of the back cover with seal pipeline is connected with the source of the gas.

EFFECT: reduce the consumption of liquid lubricant and increase the load capacity of the bearing.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области прокатного производства, а, именно, к конструкции опорных узлов прокатных валков.The invention relates to the field of rolling production, and, in particular, to the design of the supporting nodes of the rolling rolls.

Известен опорный узел прокатного валка, содержащий подушку с установленным в ней подшипником жидкостного трения в виде втулки-вкладыша, втулки-цапфы, сочлененной с шейкой прокатного валка, крышку заднюю с уплотнением, крышку переднюю с упорным подшипником, узел подвода смазки к трущимся поверхностям подшипника жидкостного трения в виде системы отверстий и канавок в теле подушки и гибкого маслопровода, соединенного с гидросистемой, узел слива жидкой смазки из подшипника жидкостного трения в виде масляных карманов, расположенных с обеих сторон подушки и соединенных между собой в нижней части подушки отверстиями для слива смазки, и гибких сливных маслопроводов, соединенных со стационарными стояками линии слива гидросистемы (Патент РФ №2295407, МПК В21В 31/02, опубл. 20.03.2007 г.).Known is the support node of the rolling roll, comprising a pillow with a fluid friction bearing installed in it in the form of an insert sleeve, an axle sleeve articulated with the neck of the rolling roll, a back cover with a seal, a front cover with a thrust bearing, a lubricant supply unit to the rubbing surfaces of a fluid bearing friction in the form of a system of holes and grooves in the body of the cushion and a flexible oil pipe connected to the hydraulic system, a unit for draining liquid grease from a fluid friction bearing in the form of oil pockets located on both the sides of the pillow and interconnected in the lower part of the pillow with holes for draining the grease, and flexible drain oil lines connected to the stationary risers of the drain line of the hydraulic system (RF Patent No. 2295407, IPC ВВВ 31/02, publ. March 20, 2007).

Недостатком известного технического решения является то, что смазка из масляных карманов стекает самотеком. При этом условием нормального слива смазки является то, что смазка должна занимать только часть объема сливной системы, а в верхней части карманов, сливных отверстий и маслопроводов должен находиться воздух, который при перетекании смазки из полости в полость двигается по тем же отверстиям и маслопроводам в противоположном направлению течения смазки, обеспечивая при этом выравнивание давления на протяженности всей линии слива гидросистемы. При работе часть воздуха захватывается смазкой и уносится в сливную линию гидросистемы, что приводит к падению давления воздуха в масляных карманах и подсосу воздуха из окружающей среды вместе с водой и содержащимися в ней механическими примесями и окалиной. Падение давления воздуха внутри масляных карманов приводит также к снижению эффективности слива смазки из подушки, переполнению карманов смазкой с образованием масляных пробок в линии слива. Ухудшение слива смазки приводит, в свою очередь, к возрастанию давления воздуха в карманах до величины, обеспечивающей проток смазки из кармана в карман и далее по линии слива. При этом скорость течения смазки без обеспечения свободного протока воздуха в линии слива резко снижается. Указанное приводит к потере смазки, ее обводнению, загрязнению, снижению эксплуатационных свойств смазки и, как следствие, к снижению несущей способности подшипника жидкостного трения.A disadvantage of the known technical solution is that the grease from the oil pockets flows by gravity. In this case, the condition for a normal drain of the lubricant is that the lubricant should occupy only part of the volume of the drainage system, and there must be air in the upper part of the pockets, drain holes and oil pipelines, which, when the lubricant flows from the cavity to the cavity, moves through the same holes and oil pipelines in the opposite direction direction of the flow of lubricant, while ensuring pressure equalization over the length of the entire discharge line of the hydraulic system. During operation, part of the air is captured by the lubricant and carried off into the drain line of the hydraulic system, which leads to a drop in air pressure in the oil pockets and air intake from the environment along with water and the mechanical impurities and scale contained in it. The drop in air pressure inside the oil pockets also leads to a decrease in the efficiency of draining the grease from the cushion, overfilling the pockets with grease with the formation of oil plugs in the drain line. The deterioration of the drainage of lubricant leads, in turn, to an increase in air pressure in the pockets to a value that ensures the flow of lubricant from the pocket to the pocket and further along the drain line. At the same time, the flow rate of the lubricant without ensuring free air flow in the drain line decreases sharply. The above leads to a loss of lubricant, its watering, contamination, a decrease in the operational properties of the lubricant and, as a result, to a decrease in the bearing capacity of a fluid friction bearing.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному (прототип) является опорный узел прокатного валка, который содержит подушку с установленным в ней подшипником жидкостного трения в виде втулки-вкладыша, втулки-цапфы, сочлененной с шейкой прокатного валка, крышку заднюю с уплотнением, крышку переднюю с упорным подшипником, узел подвода смазки к трущимся поверхностям подшипника жидкостного трения в виде системы отверстий и канавок в теле подушки и гибкого маслопровода, соединенного с гидросистемой, узел слива жидкой смазки из подшипника жидкостного трения в виде масляных карманов, расположенных с обеих сторон подушки и соединенных между собой в нижней части подушки отверстиями для слива смазки, и гибких сливных маслопроводов, соединенных со стационарными стояками линии слива гидросистемы (Патент РФ №2139765, МПК В21В 31/02, опубл. 20.10.1999 г.).The closest in technical essence to the proposed one (prototype) is the support unit of the rolling roll, which contains a pillow with a fluid friction bearing installed in it in the form of an insert sleeve, a sleeve-journal, articulated with the neck of the rolling roll, the back cover with a seal, the front cover with thrust bearing, lubricant supply unit to the friction surfaces of the fluid friction bearing in the form of a system of holes and grooves in the body of the pillow and a flexible oil pipe connected to the hydraulic system, a fluid lubrication discharge unit from the base a liquid friction hypnica in the form of oil pockets located on both sides of the cushion and interconnected at the bottom of the cushion with oil drain holes, and flexible oil drain pipes connected to stationary risers of the hydraulic drain line (RF Patent No. 2139765, IPC B21B 31/02, published on October 20, 1999).

Недостатком известного технического решения, как и в предыдущем техническом решении, является то, что смазка из масляных карманов стекает самотеком. При этом условием нормального слива смазки является то, что смазка должна занимать только часть объема сливной системы, а в верхней части карманов, сливных отверстий и маслопроводов должен находиться воздух, который при перетекании смазки из полости в полость двигается по тем же отверстиям и маслопроводам в противоположном направлению течения смазки, обеспечивая при этом выравнивание давления на протяженности всей линии слива гидросистемы. При работе часть воздуха захватывается смазкой и уносится в сливную линию гидросистемы, что приводит к падению давления воздуха в масляных карманах и подсосу воздуха из окружающей среды вместе с водой и содержащимися в ней механическими примесями и окалиной. Падение давления воздуха внутри масляных карманов приводит также к снижению эффективности слива смазки из подушки, переполнению карманов смазкой с образованием масляных пробок в линии слива. Ухудшение слива смазки приводит, в свою очередь, к возрастанию давления воздуха в карманах до величины, обеспечивающей проток смазки из кармана в карман и далее по линии слива. При этом скорость течения смазки без обеспечения свободного протока воздуха в линии слива резко снижается. Загрязнение жидкой смазки водой и механическими примесями требует последующей очистки методом центробежной сепарации и строительства параллельной гидросистемы (один бак со смазкой - в работе, второй бак - для сепарации смазки). Все это приводит к потере смазки, ее обводнению, загрязнению, снижению эксплуатационных свойств смазки и, как следствие, к снижению несущей способности подшипника жидкостного трения и прокатной клети в целом.A disadvantage of the known technical solution, as in the previous technical solution, is that the grease from the oil pockets flows by gravity. In this case, the condition for a normal drain of the lubricant is that the lubricant should occupy only part of the volume of the drainage system, and there must be air in the upper part of the pockets, drain holes and oil pipelines, which, when the lubricant flows from the cavity to the cavity, moves through the same holes and oil pipelines in the opposite direction direction of the flow of lubricant, while ensuring pressure equalization over the length of the entire discharge line of the hydraulic system. During operation, part of the air is captured by the lubricant and carried off into the drain line of the hydraulic system, which leads to a drop in air pressure in the oil pockets and air intake from the environment along with water and the mechanical impurities and scale contained in it. The drop in air pressure inside the oil pockets also leads to a decrease in the efficiency of draining the grease from the cushion, overfilling the pockets with grease with the formation of oil plugs in the drain line. The deterioration of the drainage of lubricant leads, in turn, to an increase in air pressure in the pockets to a value that ensures the flow of lubricant from the pocket to the pocket and further along the drain line. At the same time, the flow rate of the lubricant without ensuring free air flow in the drain line decreases sharply. Pollution of liquid lubricant with water and mechanical impurities requires subsequent cleaning by centrifugal separation and the construction of a parallel hydraulic system (one tank with lubricant is in operation, the second tank for separation of lubricant). All this leads to a loss of lubricant, its watering, contamination, a decrease in the operational properties of the lubricant and, as a result, to a decrease in the bearing capacity of the fluid friction bearing and the rolling stand as a whole.

Целью настоящего изобретения является снижение расхода жидкой смазки, повышение нагрузочной способности подшипника жидкостного трения, увеличение долговечности деталей опорного узла прокатного валка, в том числе подшипника жидкостного трения и уплотнительного узла, а также упрощение конструкции гидросистемы.The aim of the present invention is to reduce the consumption of liquid lubricant, increase the load capacity of the liquid friction bearing, increase the durability of the parts of the support unit of the rolling roll, including the liquid friction bearing and the sealing unit, and also simplify the design of the hydraulic system.

Указанная цель достигается тем, что в опорном узле прокатного валка, содержащем подушку с установленным в ней подшипником жидкостного трения, крышку заднюю с уплотнением, крышку переднюю с упорным подшипником, узел подвода смазки и гибкий маслопровод, соединенный с гидросистемой, узел слива смазки из подшипника жидкостного трения, выполненный в виде масляных карманов, расположенных с обеих сторон подушки и соединенных между собой в нижней части подушки отверстиями для слива смазки, и сливных маслопроводов, соединенных со стационарными стояками линии слива гидросистемы, в теле подушки выше уровня отверстий для слива смазки дополнительно выполнены отверстия, соединяющие верхние части масляных карманов между собой, при этом верхняя часть кармана, примыкающая к передней крышке с упорным подшипником, соединена гибким воздуховодом с верхней частью стационарного стояка линии слива гидросистемы, снабженной духовым отверстием с воздушным фильтром, соединяющим ее с окружающей средой. При этом стационарный стояк линии слива гидросистемы соединен с духовым отверстием и воздушным фильтром посредством U-образного колена, а верхняя часть масляного кармана со стороны задней крышки с уплотнением соединена трубопроводом с источником газа.This goal is achieved by the fact that in the support node of the rolling roll containing a pillow with a fluid friction bearing installed therein, a back cover with a seal, a front cover with a thrust bearing, a lubrication supply unit and a flexible oil pipe connected to the hydraulic system, a lubricant discharge unit from the liquid bearing friction, made in the form of oil pockets located on both sides of the pillow and interconnected at the bottom of the pillow with holes for draining the grease, and drain oil pipelines connected to stationary the drain line of the hydraulic system, in the cushion body above the level of the grease drain hole, holes are additionally made connecting the upper parts of the oil pockets to each other, while the upper part of the pocket adjacent to the front cover with a thrust bearing is connected by a flexible duct to the top of the stationary riser of the drain line a hydraulic system equipped with an air hole with an air filter connecting it to the environment. In this case, the stationary riser of the hydraulic discharge line is connected to the oven hole and the air filter by means of a U-shaped elbow, and the upper part of the oil pocket from the side of the back cover with a seal is connected by a pipeline to a gas source.

Техническая сущность изобретения поясняется фигурой 1, на которой изображен осевой разрез опорного узла прокатного валка с подведенными к нему коммуникациями. Опорный узел прокатного валка состоит из подушки 1, подшипника жидкостного трения, содержащего втулку-вкладыш 2, сопрягаемую своей внутренней поверхностью с втулкой-цапфой 3, которая насажена на коническую часть шейки 4 прокатного валка 5. Опорный узел содержит также крышку заднюю с уплотнением 6, крышку переднюю с упорным подшипником 7, узел подвода смазки к трущимся поверхностям подшипника 8 в теле подушки 1, гибкий маслопровод 9, гидросистему 10, узел слива смазки 11 из подшипника жидкостного трения, выполненный в виде масляных карманов 12 и 13, расположенных с обеих сторон подушки 1 и соединенных между собой в нижней части подушки 1 отверстиями для слива смазки 14, сливные маслопроводы 15, соединенные со стационарными стояками 16 линии слива гидросистемы 17. В теле подушки 1 выше уровня отверстий для слива смазки 14 выполнены отверстия 18, соединяющее верхние части масляных карманов 12 и 13 между собой, верхняя часть кармана 13, примыкающая к передней крышке с упорным подшипником 7, соединена гибким воздуховодом 19 с верхней частью стационарного стояка 16 линии слива 17 гидросистемы 10, снабженного духовым отверстием 20 с воздушным фильтром 21 посредством U-образного колена 22. Верхняя часть масляного кармана 12 со стороны крышки задней с уплотнением 6 соединена трубопроводом 23 с источником газа 24. В качестве газа может быть использован, например, воздух или азот.The technical essence of the invention is illustrated by figure 1, which shows an axial section of the support node of the rolling roll with its communications. The support node of the rolling roll consists of a pillow 1, a fluid friction bearing, comprising an insert sleeve 2, mating with its inner surface with a pin-sleeve 3, which is mounted on the conical part of the neck 4 of the rolling roll 5. The support unit also includes a back cover with a seal 6, a front cover with a thrust bearing 7, a node for supplying lubricant to the friction surfaces of the bearing 8 in the body of the pillow 1, a flexible oil line 9, a hydraulic system 10, a unit for draining the lubricant 11 from the liquid friction bearing, made in the form of oil pockets 12 and 13, located on both sides of the pillow 1 and interconnected in the lower part of the pillow 1 with holes for draining the grease 14, oil drain pipes 15 connected to the stationary risers 16 of the drain line of the hydraulic system 17. In the body of the pillow 1 above the level of the holes for draining the grease 14 holes 18 are made, connecting the upper parts of the oil pockets 12 and 13 to each other, the upper part of the pocket 13 adjacent to the front cover with a thrust bearing 7, is connected by a flexible duct 19 to the upper part of the stationary riser 16 of the drain line 17 of the hydraulic system 10, equipped with ogovogo hole 20 with an air filter 21 by means of a U-shaped elbow 22. The upper part of the oil pocket 12 from the side of the back cover with a seal 6 is connected by a pipe 23 to a gas source 24. For example, air or nitrogen can be used as gas.

Опорный узел прокатного валка работает следующим образом.The support node of the rolling roll is as follows.

Жидкая смазка из гидросистемы 10 через гибкий маслопровод 9 подается в узел подвода смазки 8 в теле подушки 1 и попадает между трущимися поверхностями втулки-вкладыша 2, установленной в цилиндрической расточке подушки 1, и втулки-цапфы 3 подшипника жидкостного трения, сочлененного с шейкой 4 вращающегося прокатного валка 5. Отработанная смазка вытекает из кольцевого зазора между втулкой-вкладышем 2 и втулкой-цапфой 3 подшипника жидкостного трения и попадает в масляные карманы 12, 13, расположенные с обеих сторон подушки 1 (со стороны задней крышки с уплотнением 6 и передней крышки с упорным подшипником 7). Смазка из кармана 12 со стороны задней крышки с уплотнением 6 по отверстию для слива смазки 14, выполненному в нижней части подушки 1, перетекает в карман 13 со стороны крышки передней с упорным подшипником 7. При этом, независимо от уровня смазки в кармане 12 и при условии полного заполнения сливного отверстия 14, обеспечивается непрерывный перелив смазки из кармана 12 в карман 13 за счет выравнивания давления воздуха в карманах 12, 13 при обеспечении протока воздуха по отверстию 18, соединяющему верхние части карманов 12, 13. Далее смазка из кармана 13 со стороны крышки передней с упорным подшипником 7 по сливному гибкому маслопроводу 15 попадает в стационарный стояк 16, а затем в линию слива 17 гидросистемы 10. Воздух, находящийся в верхней части кармана 13 и в верхней части стационарного стояка 16, имеет возможность свободного перетекания по гибкому воздуховоду 19 за счет связи с окружающей средой через духовое отверстие 20 с воздушным фильтром 21. Стационарный стояк 16 линии слива 17 с духовым отверстием 20 с воздушным фильтром 21 связан U-образным коленом 22, обеспечивающим исключение попадания пыли из окружающей среды в гидросистему. При этом за счет выравнивания давления воздуха во всех полостях линии слива 17 гидросистемы 10 обеспечивается непрерывный слив отработанной смазки без подсоса воды с механическими примесями и окалиной, исключаются потери смазки в окружающую среду, что способствует высоким эксплуатационным свойствам смазки и оборудования.Liquid lubricant from the hydraulic system 10 through a flexible oil pipe 9 is supplied to the lubricant supply unit 8 in the body of the pillow 1 and falls between the rubbing surfaces of the liner bush 2 installed in the cylindrical bore of the pillow 1 and the axle sleeve 3 of the fluid friction bearing articulated with the rotary neck 4 rolling roll 5. The spent grease flows from the annular gap between the liner bush 2 and the axle bush 3 of the fluid friction bearing and enters the oil pockets 12, 13 located on both sides of the pillow 1 (from the back cover side with seal 6 and the front cover with the thrust bearing 7). The grease from the pocket 12 from the back cover side with a seal 6 along the grease drain hole 14, made in the lower part of the pillow 1, flows into the pocket 13 from the front cover side with the thrust bearing 7. Moreover, regardless of the lubrication level in the pocket 12 and condition that the drain hole 14 is completely filled, the grease is continuously transferred from the pocket 12 to the pocket 13 by equalizing the air pressure in the pockets 12, 13 while providing an air flow through the hole 18 connecting the upper parts of the pockets 12, 13. Further, the grease from the pocket 13 with side of the front cover with a thrust bearing 7 through a flexible flexible oil pipe 15 enters the stationary riser 16, and then into the drain line 17 of the hydraulic system 10. The air located in the upper part of the pocket 13 and in the upper part of the stationary riser 16 can freely flow through the flexible duct 19 due to the connection with the environment through the air inlet 20 with the air filter 21. The stationary riser 16 of the drain line 17 with the air inlet 20 with the air filter 21 is connected by a U-shaped elbow 22, which ensures the exclusion of dust and from the environment into the hydraulic system. At the same time, due to equalization of air pressure in all cavities of the discharge line 17 of the hydraulic system 10, continuous drainage of the used lubricant is ensured without water suction with mechanical impurities and scale, loss of lubricant to the environment is excluded, which contributes to the high operational properties of the lubricant and equipment.

За счет соединения верхней части масляного кармана 12 со стороны крышки задней с уплотнением 6 трубопроводом 23 с источником газа 24 (воздуха или азота) создается повышенное давление газовой среды, что исключает подсос воздуха с охлаждающей прокатный валок 5 водой из окружающей среды и обеспечивает гарантированный слив смазки в гидросистему 10.Due to the connection of the upper part of the oil pocket 12 from the side of the back cover with the seal 6 to the pipeline 23 with a gas source 24 (air or nitrogen), an increased pressure of the gas medium is created, which eliminates the intake of air from the cooling roll 5 by the water from the environment and ensures a guaranteed lubricant drain into the hydraulic system 10.

Применение предлагаемого изобретения позволит снизить расход жидкой смазки в системах для смазки подшипников жидкостного трения на 30-50% от текущего расхода смазки в прокатных цехах за счет исключения обводнения смазки и значительного уменьшения утечки смазки из гидросистемы. Предлагаемое изобретение позволяет повысить долговечность подшипников и улучшить эксплуатационные характеристики прокатных клетей по усилию прокатки за счет поддержания вязкости смазки на постоянном уровне, так как наличие воды в смазке приводит к уменьшению вязкости. При строительстве новых прокатных станов возможно снизить затраты за счет отказа от дублирования гидросистемы для сепарации смазки.The application of the present invention will reduce the consumption of liquid lubricant in systems for lubricating liquid friction bearings by 30-50% of the current lubricant consumption in rolling shops by eliminating watering of the lubricant and significantly reducing the leakage of lubricant from the hydraulic system. The present invention allows to increase the durability of bearings and improve the operational characteristics of rolling stands for the rolling force by maintaining the viscosity of the lubricant at a constant level, since the presence of water in the lubricant leads to a decrease in viscosity. During the construction of new rolling mills, it is possible to reduce costs by eliminating the duplication of the hydraulic system for lubricant separation.

Claims

1. Опорный узел прокатного валка, содержащий подушку с установленным в ней подшипником жидкостного трения, крышку заднюю с уплотнением, крышку переднюю с упорным подшипником, узел подвода смазки и гибкий маслопровод, соединенный с гидросистемой, узел слива смазки из подшипника жидкостного трения, выполненный в виде масляных карманов, расположенных со стороны передней крышки и со стороны задней крышки и соединенных между собой в нижней части подушки отверстиями для слива смазки, и сливных маслопроводов, соединенных со стационарными стояками линии слива гидросистемы, отличающийся тем, что в теле подушки выше уровня отверстий для слива смазки выполнены отверстия, соединяющие верхние части масляных карманов между собой, при этом верхняя часть кармана, примыкающая к передней крышке, соединена гибким воздуховодом с верхней частью стационарного стояка линии слива гидросистемы, имеющей духовое отверстие с воздушным фильтром, соединяющим ее с окружающей средой.1. The supporting roll assembly, comprising a pillow with a fluid friction bearing installed therein, a rear cover with a seal, a front cover with a thrust bearing, a lubrication supply unit and a flexible oil pipe connected to the hydraulic system, a lubrication discharge unit from a liquid friction bearing, made in the form oil pockets located on the front cover side and on the back cover side and connected to each other in the lower part of the cushion by holes for draining the grease, and oil drain pipes connected to stationary the hydraulic line drain line, characterized in that in the body of the cushion above the level of the grease drain holes, holes are made connecting the upper parts of the oil pockets to each other, while the upper part of the pocket adjacent to the front cover is connected by a flexible duct to the upper part of the stationary riser of the drain line a hydraulic system having an air inlet with an air filter connecting it to the environment.

2. Опорный узел прокатного валка по п. 1, отличающийся тем, что стационарный стояк линии слива гидросистемы соединен с духовым отверстием и воздушным фильтром посредством U-образного колена.2. The reference roll assembly according to claim 1, characterized in that the stationary riser of the hydraulic drain line is connected to the oven hole and the air filter by means of a U-shaped elbow.

3. Опорный узел прокатного валка по п. 1, отличающийся тем, что верхняя часть масляного кармана со стороны задней крышки соединена трубопроводом с источником газа.3. The support node of the rolling roll according to claim 1, characterized in that the upper part of the oil pocket from the side of the back cover is connected by a pipeline to a gas source.