Підшипникова опора та ввідний вертлюг для охолоджуваного ролика

Реферат: Підшипникова опора та ввідний вертлюг для охолоджуваного ролика (1), до складу яких входять: кронштейн (2) підшипника; циліндричний корпус (4) ролика для напрямляння та підтримування ливарного або прокатного продукту, з принаймні одним розташованим зі сторони входу центральним каналом (5) для холодоагента; принаймні один підшипник (6) для обертового підтримування корпусу (4) ролика відносно кронштейна (2) підшипника, причому зусилля від корпусу (4) ролика передаються через підшипник (6) на кронштейн (2); зовнішня кришка (7) підшипника, з'єднана з кронштейном (2) підшипника з можливістю відокремлення; з'єднана з зовнішньою кришкою (7) підшипника нерухома труба (9) для холодоагента, яка служить для введення холодоагента в охолоджувальний канал (5) корпусу(4) ролика; втулкоподібний ущільнювальний елемент (10) з внутрішньою та зовнішньою бічними поверхнями (11, 12), при цьому зовнішня бічна поверхня (12) втулкоподібного ущільнювального елемента (10) герметично статично з'єднана з центральним каналом (5) для холодоагента, а внутрішня бічна поверхня (11) втулкоподібного ущільнювального елемента (10) герметично динамічно з'єднана з нерухомою трубою (9) для холодоагента, ущільнювальний елемент (10) на своїй зовнішній бічній поверхні (12) має принаймні одну, переважно дві статичні прокладки (13), а на своїй внутрішній бічній поверхні (11) має принаймні одну, переважно дві динамічні прокладки (14). UA 107957 C2 (12) UA 107957 C2 UA 107957 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до підшипникової опори та ввідного вертлюга для охолоджуваного ролика. Із опису ЕР 1 048 880 А1 відома підшипникова опора та ввідний вертлюг для охолоджуваного ролика, куди належать: - кронштейн підшипника; - виконаний у формі ролика корпус ролика з принаймні одним розташованим зі сторони входу центральним каналом для холодоагента; - принаймні один підшипник для поворотної опори корпусу ролика відносно кронштейна підшипника, причому зусилля корпусу ролика передаються через кронштейн на підшипник; - зовнішня кришка підшипника, з'єднана з кронштейном підшипника з можливістю відокремлення; - з'єднана з зовнішньою кришкою підшипника труба для холодоагента, що служить для введення холодоагента в охолоджувальний канал корпусу ролика. Незважаючи на те, що при цій формі виконання можна здійснювати заміну труби для холодоагента включно з ущільнювальною прокладкою навіть у змонтованому стані кришки підшипника (тобто без демонтажу кришки підшипника при заміні), ущільнювальний засіб містить багато деталей, таких як пакет пружних листків, так зване "висяче ковзне ущільнювальне кільце", носій ущільнення та суміжні ковзні ущільнювальні кільця, внаслідок чого швидка заміна ущільнення не є можливою. Задача винаходу полягає у створенні простої підшипникової опори та ввідного вертлюга для охолоджуваного ролика при збереженій високій надійності, так щоб ущільнювальний елемент, з одного боку, мав невелику кількість окремих елементів і, з іншого боку, дозволяв швидко здійснювати заміну ущільнювального елемента. Цю задачу вирішено за допомогою пристрою означеного на початку типу таким чином, що трубу для холодоагента з'єднано з корпусом ролика за допомогою принаймні одного втулкоподібного ущільнювального елемента з внутрішньою та зовнішньою бічними поверхнями, причому внутрішня бічна поверхня з'єднана герметично з нерухомою трубою для холодоагента, а зовнішня бічна поверхня з'єднана герметично з обертальним корпусом ролика. При згадці про втулкоподібний ущільнювальний елемент йдеться лише про один окремий елемент, який при зношуванні можна просто і швидко замінити. Зовнішня бічна поверхня ущільнювального елемента герметично ущільнює статичним чином аксіальний канал для холодоагента в корпусі ролика; внутрішня бічна поверхня ущільнювального елемента герметично ущільнює динамічним чином нерухому трубу для холодоагента відносно обертального ущільнювального елемента. Внаслідок конструктивного зв'язку динамічної та статичної герметизації в ущільнювальному елементі стають непотрібними пружинні елементи, еластичні втулки тощо, оскільки, наприклад, у випадку теплового розширення труба для холодоагента виконана з можливістю переміщення, тобто ковзання, відносно ущільнювального елемента. Краще, щоб ущільнювальний елемент було виконано із політетрафторетилену (ПТФЕ), завдяки чому створюється висока хімічна стійкість проти різноманітних холодоагентів (зазвичай у якості холодоагента застосовують воду принагідно з домішками). Фахівець розуміє, що внаслідок високих зусиль, що прикладаються, ролик мусить мати неодинарну опору. У найпростішому випадку з обох сторін ролика передбачають по одному підшипнику з ввідним вертлюгом згідно з винаходом, причому перший вертлюг застосовують для введення холодоагента, а другий вертлюг застосовують для виведення холодоагента. Краще, коли кронштейн підшипника має принаймні один канал для проведення холодоагента, що знаходиться під тиском, а зовнішня кришка підшипника має принаймні один канал для холодоагента (охолоджувальний канал), завдяки чому холодоагент може надходити від кронштейна підшипника у зовнішню кришку підшипника, а від зовнішньої кришки підшипника в трубу для холодоагента, а з труби для холодоагента може надходити в охолоджувальний канал корпусу ролика. Ця форми виконання гарантує просте і надійне спрямування холодоагента. Згідно з доцільною формою виконання ущільнювальний елемент на своїй зовнішній бічній поверхні має принаймні одну, переважно дві, статичні прокладки, а на своїй внутрішній бічній поверхні принаймні одну, переважно дві, динамічні прокладки. Згідно з кращою формою виконання статична прокладка виконана як О-подібне кільце, а динамічна прокладка як ковзне кільце. За допомогою обох вищезгаданих форм виконання забезпечується висока герметичність як при статичній герметизації холодоагента між відносно взаємно нерухомими деталями (конкретно між корпусом ролика та ущільнювальним елементом), так і при динамічній герметизації холодоагента між деталями, що рухаються одна відносно іншої (конкретно між 1 UA 107957 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 обертальним ущільнювальним елементом та нерухомою трубою для холодоагента). Подібні ущільнювальні елементи відомі фахівцеві, наприклад, під назвою "прелонових кілець" (див. http://www.prelon.de). Для надійності герметизації доцільно, щоб ущільнювальний елемент був розташований в зоні центральної площини підшипника, переважно симетрично до середньої площини підшипника. Під середньою площиною підшипника слід розуміти нормальну площину на осі ролика для напрямляння продукту, яка проходить по центру підшипника, причому у цій зоні прогинання ролика може вважатися таким, що не береться до уваги. Доцільно, щоб корпус ролика був з'єднаний з кожухом ролика нерухомо. У цьому випадку кожух може бути виконаний як особливо зносостійкий, який при зношуванні можна просто замінити. З огляду високих зусиль на опорі доцільно виконувати підшипник як підшипник котіння, зокрема як самовстановлюваний роликовий підшипник. Оскільки надійність підшипника великою мірою залежить від чистоти, доцільно виконувати підшипник з двостороннім ущільненням (наприклад як ущільнений з обох сторін підшипник з захисними або ущільнювальними шайбами або як відкритий підшипник з зовнішніми ущільненнями); крім того, доцільно виконувати підшипник з консистентним мастилом, переважно зі свіжим мастильним матеріалом. Особливо простої геометричної форми корпусу ролика вдається досягти, коли торцеву поверхню корпусу ролика з'єднують з кільцеподібним ущільнюючим обертальним кільцем. У цьому випадку ущільнююче обертальне кільце з'єднують з корпусом ролика, наприклад, гвинтами, причому ущільнююче обертальне кільце може мати виступ для опори кільця підшипника. Згідно з однією з форм виконання кронштейн підшипника в напрямку середньої площини ролика з'єднують з внутрішньою кришкою підшипника з можливістю від'єднання, причому принагідно внутрішня кришка спирається на внутрішнє кільце або на зовнішнє кільце підшипника. Згідно з іншою формою виконання підшипник ущільнений з обох сторін динамічними прокладками, а при потребі статичними прокладками, причому ці прокладки ущільнюють, поперше, внутрішню кришку підшипника відносно корпусу ролика, а по-друге ущільнюють зовнішню кришку підшипника відносно корпусу ролика або ущільнювального обертального кільця. За допомогою цих обох форм виконання простим чином створюється ефективна і економічна герметизація підшипника. Згідно з однією з форм виконання зовнішня кришка підшипника та аксіальна труба для холодоагента утворюють одну конструктивну деталь. Альтернативно можна також встановлювати аксіальну трубу для холодоагента у виїмку зовнішньої кришки підшипника, з'єднуючи їх з можливістю роз'єднання. Згідно з доцільною формою виконання аксіальну трубу для холодоагента ущільнюють відносно зовнішньої кришки підшипника за допомогою статичного ущільнення, напр. Оподібного кільця. Крім того, доцільно зафіксувати ущільнювальний елемент аксіально за допомогою запобіжного елемента, наприклад кільця жорсткості. Підшипникова опора та ввідний вертлюг згідно з винаходом якнайпереважно підходять як для комбінації нерухомого підшипника з плаваючим підшипником, так і для так званої плаваючої опори ролика. З огляду високих навантажень, які діють на ролики для напрямляння продукту або на прокатні ролики, доцільним є застосування пристрою згідно з винаходом в якості ролика для напрямляння продукту в установках безперервної розливки або в якості прокатного ролика в рольгангу для прокатки металу, переважно сталі. Короткий опис креслень Подальші переваги та ознаки даного винаходу викладені в наступному описі прикладів виконання, які не є обмежувальними, з посиланням на наступні фігури, на яких зображено: Фіг. 1-4 Чотири форми виконання ролика для напрямляння продукту з одним підшипником та одним ввідним вертлюгом. Фіг.5 Форма виконання прокатного ролика, причому холодоагент вводиться безпосередньо в трубу для холодоагента. Опис форм виконання Фіг.1 2 UA 107957 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фігура показує першу форму виконання у вигляді ролика для напрямляння продукту 1 охолоджуваного ролика для напрямляння та підтримування ливарного продукту в установках для безперервної розливки. При цьому ливарний продукт отримує від роликів для напрямляння продукту підтримку вище та нижче середньої площини ливарного продукту шляхом того, що кілька таких роликів мають опору в сегменті для напрямляння продукту. Корпус 4 ролика спирається принаймні двічі на підшипники 6, виконані як самовстановлювані роликові підшипники, причому підшипники 6 переносять сили, які діють на ролик 1 для напрямляння продукту, на кронштейн підшипника, а далі на сегмент для напрямляння продукту. Аби, з одного боку, підвищити експлуатаційну міцність ролика 1 для напрямляння продукту, з іншого боку, охолодити за допомогою ролика 1 ливарний продукт, ролик 1 для напрямляння продукту обладнано охолоджувальним пристроєм. Для цього холодоагент - вода - надходить від сегмента принаймні на один охолоджувальний канал 3 в кронштейні 2 підшипника, від кронштейна 2 принаймні на один охолоджувальний канал 8 в зовнішній кришці 7 підшипника, від зовнішньої кришки 7 підшипника в трубу 9 для холодоагента, а звідти в аксіальний охолоджувальний канал 5 в корпусі 4 ролика. При цьому зовнішня кришка 7 підшипника з одного боку з'єднана з трубою 9, з іншого боку кількома гвинтами з'єднана з кронштейном підшипника. Щоб забезпечити надійну герметизацію холодоагента, трубу 9 з'єднують з корпусом 4 ролика через втулкоподібний ущільнювальний елемент 10, виконаний як прелонгове кільце типу V2. Ущільнювальний елемент 10 має внутрішню та зовнішню бічну поверхню 11, 12, причому внутрішня бічна поверхня 11 з'єднується герметично з трубою 9 для холодоагента за допомогою двох динамічних прокладок 14, виконаних як ковзні кільця, а зовнішня бічна поверхня 12 з'єднується герметично з корпусом 4 ролика за допомогою двох статичних прокладок 13, виконаних як О-подібні кільця. З'єднаний з автоматичною системою змащування свіжим консистентним мастилом самовстановлюваний роликопідшипник 6 з обох сторін ущільнений за допомогою радіального ущільнення або пластинчастого ущільнення, причому зовнішні прокладки встановлені між зовнішньою кришкою 7 підшипника та ущільнювальним кільцем 18, а внутрішні прокладки встановлені між внутрішньою кришкою 19 підшипника та корпусом 4 ролика. Для аксіальної фіксації ущільнювального елемента 10 його фіксують за допомогою втулки 21 та фіксуючого елемента 20, виконаного як кільце жорсткості. Щоб звести до мінімуму прогинання ролика 1 для напрямляння продукту відносно труби 9, в зоні середньої площини 15 підшипника 6 встановлено ущільнювальний елемент 10. Фіг. 2 Фігура показує іншу форму виконання ролика 1 для напрямляння продукту, коли трубу 9 для холодоагента виконано таким чином, щоб вона входила в зовнішню кришку 7 підшипника. Труба 9 для холодоагента, з'єднана багатьма гвинтами з зовнішньою кришкою 7 підшипника, ущільнена відносно зовнішньої кришки 7 двома О-подібними кільцями. Заради кращого унаочнення на малюнку не показано охолоджувальний канал у зовнішній кришці 7 підшипника. Фіг. 3 Ця фігура також показує іншу форму виконання ролика 1 для напрямляння продукту, при якій порівняно з фіг. 2 застосовано іншу фіксацію ущільнювального елемента 10. Ця форма виконання дозволяє простим чином встановлювати вже наявні ролики на пристрій згідно з винаходом, причому розміри наявних кільцеподібних виїмок між корпусом 4 ролика та трубою 9 для холодоагента використовуються також для встановлення ущільнювального елемента 10, а проміжок простим чином заповнюється втулкою 21, завдяки чому ущільнювальний елемент 10 фіксується аксіально. Фіг. 4 Фігура показує ще одну форму виконання ролика 1 для напрямляння продукту, при якій ущільнювальний елемент 10 з одного боку аксіально фіксується втулкою 21, а з іншого боку ущільнюючим обертальним кільцем 18. Фіг. 5 Фігура показує форму виконання охолоджуваного ролика 22 для ведення прокату по рольгангу в стані гарячої прокатки. При цьому підшипникова опора та ввідний вертлюг мають кронштейн 2 підшипника; циліндричний корпус 4 для напрямляння та підтримування ливарного або прокатного продукту в прокатному стані, з принаймні одним розташованим зі сторони входу центральним охолоджувальним каналом 5 для холодоагента; підшипник 6 для поворотної опори корпусу 4 ролика відносно кронштейна 2, причому сили від корпусу 4 ролика передаються через підшипник 6 на кронштейн 2 підшипника; зовнішню кришку 7 підшипника, з'єднану гвинтами з кронштейном 2; з'єднану з зовнішньою кришкою 7 підшипника трубу 9 для введення холодоагента в охолоджувальний канал 5 корпусу 4 ролика, причому труба 9 з'єднана з корпусом 4 ролика за допомогою принаймні одного втулкоподібного ущільнювального 3 UA 107957 C2 5 10 15 20 25 30 елемента 10 з внутрішньою та зовнішньою бічною поверхнею 11, 12, і внутрішня бічна поверхня 11 з'єднана герметично з трубою 9 для холодоагента, а зовнішня бічна поверхня 12 з'єднана герметично з корпусом 4 ролика. На відміну від викладених вище форм виконання холодоагент надходить у трубу 9 не через кронштейн 2 та зовнішню кришку 7 підшипника, а безпосередньо від не зображеного трубопроводу для холодоагента у трубу 9. Ущільнення труби 9 для холодоагента або охолоджувального каналу 5 в корпусі 4 ролика відбувається так само, як у формах виконання за фіг.1 та 2. ПЕРЕЛІК ПОЗИЦІЙНИХ ПОЗНАЧЕНЬ 1 - напрямний ролик 2 - кронштейн підшипника 3 - охолоджувальний канал у кронштейні підшипника 4 - корпус ролика 5 - охолоджувальний канал у корпусі ролика 6 - підшипник 7 - зовнішня кришка підшипника 8 - охолоджувальний канал у зовнішній кришці підшипника 9 - труба для холодоагента 10 - ущільнювальний елемент 11 - внутрішня бічна поверхня 12 - зовнішня бічна поверхня 13 - статична прокладка 14 - динамічна прокладка 15 - середня площина підшипника 16 - кожух ролика 17 - торцева поверхня 18 - обертальне кільце ущільнення 19 - внутрішня кришка підшипника 20 - фіксуючий елемент 21 - втулка 22 – ролик ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 60 1. Підшипникова опора та ввідний вертлюг для охолоджуваного ролика (1), до складу яких входять: кронштейн (2) підшипника; циліндричний корпус (4) ролика для напрямляння та підтримування ливарного або прокатного продукту, з принаймні одним розташованим зі сторони входу центральним каналом (5) для холодоагента; принаймні один підшипник (6) для обертового підтримування корпусу (4) ролика відносно кронштейна (2) підшипника, причому зусилля від корпусу (4) ролика передаються через підшипник (6) на кронштейн (2); зовнішня кришка (7) підшипника, з'єднана з кронштейном (2) підшипника з можливістю відокремлення; з'єднана з зовнішньою кришкою (7) підшипника нерухома труба (9) для холодоагента, яка служить для введення холодоагента в охолоджувальний канал (5) корпусу(4) ролика; втулкоподібний ущільнювальний елемент (10) з внутрішньою та зовнішньою бічними поверхнями (11, 12), які відрізняються тим, що зовнішня бічна поверхня (12) втулкоподібного ущільнювального елемента (10) герметично статично з'єднана з центральним каналом (5) для холодоагента, а внутрішня бічна поверхня (11) втулкоподібного ущільнювального елемента (10) герметично динамічно з'єднана з нерухомою трубою (9) для холодоагента, ущільнювальний елемент (10) на своїй зовнішній бічній поверхні (12) має принаймні одну, переважно дві статичні прокладки (13), а на своїй внутрішній бічній поверхні (11) має принаймні одну, переважно дві динамічні прокладки (14). 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що кронштейн (2) підшипника має принаймні один охолоджувальний канал (3) для пропускання холодоагента, що знаходиться під тиском; а також тим, що зовнішня кришка (7) підшипника має принаймні один охолоджувальний канал (8) для холодоагента, внаслідок чого холодоагент від кронштейна (2) підшипника підведений до зовнішньої кришки підшипника (7), від зовнішньої кришки (7) підшипника до труби (9), а з труби (9) в охолоджувальний канал (5) корпусу (4) ролика. 3. Пристрій за одним із пп. 1 або 2, який відрізняється тим, що статичну прокладку (13) виконано як кільце з круглим поперечним перерізом, а динамічну прокладку (14) виконано як ковзне кільце. 4 UA 107957 C2 5 10 15 20 25 4. Пристрій за одним із пп. 1-3, який відрізняється тим, що трубу (9) для холодоагента виконано з можливістю переміщення відносно ущільнювального елемента (10). 5. Пристрій за одним із пп. 1-4, який відрізняється тим, що ущільнювальний елемент (10) розміщено в зоні середньої площини (15) підшипника (6). 6. Пристрій за одним із пп. 1-5, який відрізняється тим, що корпус (4) ролика з'єднано нерухомо з кожухом (16) ролика. 7. Пристрій за одним із пп. 1-6, який відрізняється тим, що підшипник (6) з обох сторін має ущільнення. 8. Пристрій за одним із пп. 1-7, який відрізняється тим, що торцеву поверхню (17) корпусу (4) ролика з'єднано з кільцеподібним ущільнювальним обертальним кільцем (18). 9. Пристрій за одним із пп. 1-8, який відрізняється тим, що кронштейн (2) підшипника в напрямку середньої площини ролика з'єднано з внутрішньою кришкою (19) підшипника з можливістю відокремлення, причому при потребі внутрішня кришка (19) підшипника є опорою для внутрішнього кільця або зовнішнього кільця підшипника (6). 10. Пристрій за одним із пп. 7-9, який відрізняється тим, що підшипник (6) з обох сторін ущільнений динамічними прокладками (14) і при потребі статичними прокладками (13), причому ці прокладки (13, 14) з одного боку ущільнюють внутрішню кришку (19) підшипника відносно корпусу (4) ролика, з іншого боку ущільнюють зовнішню кришку (7) підшипника відносно корпусу (4) ролика або ущільнювального обертального кільця (18). 11. Пристрій за одним із пп. 1-10, який відрізняється тим, що зовнішня кришка (7) підшипника та труба (9) для холодоагента утворюють одну конструктивну деталь. 12. Пристрій за одним із пп. 1-10, який відрізняється тим, що трубу (9) для холодоагента встановлено у виїмку зовнішньої кришки (7) підшипника і з'єднано з нею з можливістю від'єднання. 13. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що трубу (9) для холодоагента ущільнено відносно зовнішньої кришки (7) підшипника за допомогою статичної прокладки (13). 14. Пристрій за одним із пп. 1-13, який відрізняється тим, що ущільнювальний елемент (10) аксіально зафіксовано за допомогою фіксуючого елемента (20). 5 UA 107957 C2 6 UA 107957 C2 7 UA 107957 C2 8 UA 107957 C2 9 UA 107957 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10