Опора ролика рольгангу прокатного стану

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности, к оборудованию транспортных линий рабочих клетей прокатных станов. Известна опора роликов рольганга прокатного стана [1], состоящая из рамы, корпуса подшипника, амортизаторов и ограничителя обратного хода корпуса подшипника. В качестве прототипа выбран амортизатор объемного сжатия [2], состоящий из цилиндрического резинового элемента и металлического стакана с гладкой внутренней цилиндрической поверхностью. Недостатком амортизатора является наличие неуправляемой существенно нелинейной силовой характеристики на этапе объемного сжатия, проявляющейся в момент касания амортизатором поверхности стакана. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования опоры ролика рольганга прокатного стана, в которой за счет помещения цилиндрического резинового элемента в стакан, имеющий на внутренней цилиндрической поверхности кольцевые проточки и установки между заплечиками корпуса подшипника и рамой амортизаторов сжатия и сдвига - обеспечивается возможность управления силовой характеристикой амортизатора на этапе объемного сжатия и, за счет этого обеспечиваются снижение динамических нагрузок и увеличение долговечности опоры. Поставленная задача решается тем, что опора ролика рольганга прокатного стана содержит установленный в раме амортизатор с эффектом объемного сжатия и корпус подшипника, согласно изобретению, амортизатор размещен в стакане, имеющем на внутренней цилиндрической поверхности кольцевые проточки, а между заплечиками корпуса подшипника и рамой установлены резиновые амортизаторы сдвига и сжатия, соединенные с корпусом и рамой при помощи болтов. Силовая характеристика амортизатора с эффектом объемного сжатия состоит из двух участков, соответствующи х состоянию амортизатора до контакта с поверхностью стакана и моменту первичного контакта, соответствующего началу эффекта объемного сжатия [1]. Для первого участка имеем сжимаемую силу (при r>1) осадка на первом участке r r* = ; h d - зазор между боковой поверхностью амортизатора и металлическим стаканом, где Для второго участка, соответствующе го началу эффекта объемного сжатия, сжимающая сила осадка на втором участке c - линейный размер контактной поверхности, изменяющийся от 0 до 1. Таким образом, зависимость Р2(D2) выражается через промежуточный параметр c, т.е. линейный размер контактной поверхности в момент контакта боковой поверхности резинового цилиндра с боковой поверхностью металлического стакана. На фиг.1 показана опора ролика рольганга прокатного стана; на фиг.2 - конструкции и силовые характеристики обычного (А) и предлагаемого (Б) амортизаторов; на фиг.3 - суммарная силовая характеристика амортизаторов предлагаемой конструкции опоры. На фиг.2 показана силовая характеристика обычного (А) и предлагаемого амортизатора (В). Заштрихо ванные участки характеристики соответствуют линейной деформации, незаштрихованные существенно нелинейной. Как видно из фиг.2, предлагаемая конструкция амортизатора позволяет реализовать существенно нелинейный участок характеристики (начало в точке А) в ступенчатую силовую характеристику, Как было показано выше, участок линейной деформации (по формулам 1 и 2) заканчивается в точке А при касании боковой поверхностью амортизатора стенки стакана и уменьшение от dmax до dmi n ® 0. Участок существенно нелинейной характеристики начинается в точке А, причем зависимость Р-D определяется главным образом параметром c (по Формулам 3 и 4), т.е. линейным размерам контактной поверхности в момент касания боковой поверхностью цилиндра поверхности стакана. Изменение существенно нелинейного участка силовой характеристики на этом этапе зависит от изменения параметра c от c min=0 до cmax=1. Для обычного амортизатора c изменяется непрерывно за счет гладкой внутренней поверхности стакана. Вследствие этого силовая характеристика на этом этапе является существенно нелинейной и также непрерывной. Для предлагаемого амортизатора c изменяется не непрерывно, а ступенчато за счет разрывов в поверхности касания, образованных кольцевыми проточками на внутренней поверхности стакана. Вследствие этого силовая характеристика для предлагаемого амортизатора на этапе объемного сжатия будет также ступенчатой, состоящей из частей характеристик линейной и существенно - нелинейной. Такую характеристику следует признать более выгодной для решения задачи ударо-виброизоляции, по сравнению с существенно нелинейной силовой характеристикой,присущей существующему типу амортизатора. На фиг.3 представлена суммарная силовая характеристика амортизаторов опоры ролика рольганга. На фиг.3 видно, что суммарная силовая характеристика вследствие суммарной деформации двух амортизаторов сжатия и сдвига и одного амортизатора объемного сжатия предлагаемой конструкции является более жесткой, но вместе с тем, и более линейной, т.к. амортизаторы сжатия и сдвига в пределах 10-15% деформации имеют линейную силовую характеристику, что и влияет на "распрямление" ступенчатой силовой характеристики амортизатора объемного сжатия. Путем изменения ширины кольцевых проточек и расстояния между ними можно весьма эффективно изменять силовую характеристику амортизатора предлагаемой конструкции на участке объемного сжатия, и выбором необходимой сдвиговой и вертикальной жесткости амортизаторов сжатия и сдвига влиять на силовую характеристику узла в целом. Преимуществом предложенной конструкции опоры является высокая эффективность ударовиброзащиты за счет установки двух амортизаторов, работающих на сдвиг и сжатие, и одного амортизатора предлагаемой конструкции со ступенчатой силовой характеристикой на этапе объемного сжатия, что позволяет при небольших габаритах получить силовую характеристику, близкую к линейной для относительной деформации 25-30% и высоком уровне диссипации энергии, что существенно при решении задач ударовиброзащиты. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что предлагаемая конструкция опоры ролика обеспечивает следующий технический результат - возможность управления силовой характеристикой амортизатора на этапе объемного сжатия и, как следствие обеспечиваются снижение динамических нагрузок и увеличение долговечности опоры. Опора ролика рольганга (фиг. 1) состоит из крышки 1, корпуса 2 с цилиндрической направляющей 3, расположенной в цилиндрической проточке рамы 4. Заплечики корпуса 2 устанавливают на резиновые амортизаторы сдвига и сжатия 5, которые крепят к заплечикам и раме при помощи болтов 6. Направляющую 3 устанавливают на крышку 7 цилиндрического резинового элемента 8, расположенного с зазором в стакане 9, у которого на внутренней цилиндрической поверхности имеются кольцевые проточки. Предварительная затяжка амортизатора 8 производится стяжкой 10. Работает опора следующим образом. Под действием динамических нагрузок опора перемещается вниз, сжимая амортизаторы. Амортизатор, помещенный в стакане, при сжатии "выбирает" зазор и своей боковой поверхностью касается стенок стакана с цилиндрическими проточками. Этому моменту соответствует появление эффекта объемного сжатия, характеризуемый существенно нелинейным нарастанием силы. При дальнейшей деформации контакт между боковой поверхностью амортизатора и кольцевым выступом будет прерван кольцевым углублением. Этому моменту будет соотве тство вать линейное нарастание силы. При дальнейшем увеличении нагрузки на амортизаторе линейные и существенно нелинейные участки силовой характеристики будут чередоваться, причем линейные участки будут уменьшаться, а нелинейные увеличиваться. В момент снятия нагрузки опора будет дви гаться вверх под действием упругих восстанавливающи х сил, которые будут расходоваться на растяжение амортизаторов сдвига и сжатия.