一种内设油膜轴承的特大万能轧机水平辊系的制作方法

1.本实用新型涉及万能轧机领域，具体是一种内设油膜轴承的特大万能轧机水平辊系。


背景技术：

2.随着国内经济的高速发展，绿色建筑用钢h型钢得到社会广泛应用。特别是在民用建筑、工业建筑、桥梁建设、石油工业、高层建筑、地下铁路和矿山巷道及工业钢结构件等领域表现出优良的力学性能而被广泛应用。h型钢具有平行的腿部，便于机械加工和安装，既美观大方又省工省料。h型钢用在建筑上能使构件重量减轻30％，用在桥梁上能减轻重量15％，在许多国家都用h型钢代替了原来有斜度的工字钢。伴随着h型钢在各项领域的广泛应用，h型钢轧机也在逐渐发展完善，随着应用范围的不断扩大，对大尺寸规格的h型钢的需求越来越迫切。目前中小型h型钢通过钢坯直接轧制成形，但国内特大型h型钢普遍采用钢板下料切成条状，在采用高频焊机焊接成型，这种焊接h型钢不仅浪费材料，而且材料强度很大程度上决定于焊接质量。所以焊接的特大型h型钢不能完全体现h型钢的性能优势，只有通过轧制成型的h型钢才能达到节材降耗的目的。特大型h型钢需要大型万能轧机来保障生产。因此研发特大型万能轧机就是重点，承受轧制力的水平辊系就是研发的核心。


技术实现要素：

3.本实用新型针对现有问题，提供一种内设油膜轴承的特大万能轧机水平辊系，解决了现有技术中存在的问题。
4.为达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：
5.一种内设油膜轴承的特大万能轧机水平辊系，包括推力轴承座、推力轴承、油膜轴承密封结构、水平辊系轴承座、油膜轴承和水平轧辊，其中水平辊系轴承座包括水平辊系操作侧轴承座和水平辊系传动侧轴承座，水平轧辊的一边套设水平辊系操作侧轴承座，水平轧辊的另一边套设水平辊系传动侧轴承座，水平轧辊上在靠近水平辊系操作侧轴承座的一端设有推力轴承座，推力轴承连接于推力轴承座和水平轧辊之间，
6.水平辊系轴承座与水平轧辊之间连接油膜轴承，油膜轴承包括油膜轴承外套和油膜轴承内套，油膜轴承内套设于油膜轴承外套和水平轧辊之间，油膜轴承密封结构密封设于油膜轴承两边，且油膜轴承密封结构固定于水平辊系轴承座上。
7.进一步，所述油膜轴承密封结构包括密封外挡盖、轧辊内套和主油封，轧辊内套套设于水平轧辊上，并卡设于油膜轴承内套和水平轧辊的轧辊主体之间，密封外挡盖的一边固定在水平辊系轴承座，密封外挡盖、轧辊内套、水平辊系轴承座和油膜轴承围成了用于放置主油封的空腔，密封外挡盖将主油封顶紧。
8.进一步，所述密封外挡盖的下端顶紧主油封，空腔内还设有油封支撑架，油封支撑架的一边固定在轧辊内套上，油封支撑架的另一边顶紧主油封。
9.相对于现有技术，本实用新型所述的内设油膜轴承的特大万能轧机水平辊系具有
以下优势：满足在有限结构空间里尽可能大的提高辊系轴承负载及水平轧辊轴径强度，用以满足特大h型钢生产过程中产生的轧制力，提高水平轧辊的安全系数。
附图说明
10.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
11.图1为本实用新型的结构示意图；
12.图2为图1中a部分的放大示意图；
13.附图标记说明：
[0014]1‑
推力轴承座；2
‑
推力轴承；3
‑
油膜轴承密封结构；31
‑
密封外挡盖；32
‑
轧辊内套；33
‑
油封支撑架；34
‑
主油封；4
‑
水平辊系操作侧轴承座；5
‑
油膜轴承外套；6
‑
油膜轴承内套；7
‑
水平轧辊；8
‑
水平辊系传动侧轴承座。
具体实施方式
[0015]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0016]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0017]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0018]
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0019]
本专利涉及特大h型钢生产线中核心轧制设备万能轧机，万能轧机为了满足特大h型钢的生产要求，将主要承受轧制负荷的万能轧机的水平辊系改变传统滚动轴承结构，进行新结构设计。
[0020]
万能轧机不同于常规二辊轧机。万能轧机整体包括四个辊系，四辊辊系同时工作。两个水平辊系用于水平方向将坯料轧制成型，两个竖直辊系用于竖直方向上将坯料的立面轧制成型。四个辊系共同构成一个开放式h型钢孔型。
[0021]
常规万能轧机水平辊系在轧制h型钢过程中主要承受轧件变形而产生的水平轧制力，水平辊系操作侧轴承座与水平辊系传动侧轴承座内部的四列圆柱滚子轴承承受水平方
向负荷，将轧制力传递到水平辊系轴承座上，进而传递到牌坊上。水平辊系在工作过程中由于孔型不对称等因素的影响可能产生一定的轴向力，所以推力轴承外套内部的推力轴承承受轴向力。推力轴承通过推力轴承外套将轴向力传递到水平辊系操作侧轴承座上，进而传递到轧机牌坊上。同时由于轧机装配过程中由于装配误差或加工公差，使得最终成型的孔型与理想孔型有偏差。这就要求水平辊系具有轴向调整功能。水平轧辊带动推力轴承及四列圆柱滚子轴承内圈进行轴向窜动进而调整孔型尺寸达到轧出对称产品的目的。
[0022]
新开发的特大型万能轧机水平辊系在满足承受轧制力、轴向窜辊等功能要求的基础上，将四列圆柱滚动轴承结构，改为油膜轴承结构。满足在有限结构空间里尽可能大的提高辊系轴承负载及水平轧辊轴径强度，用以满足特大h型钢生产过程中产生的轧制力，提高水平轧辊的安全系数。
[0023]
如图1
‑
2所示，新开发的一种内设油膜轴承的特大万能轧机水平辊系，包括推力轴承座1、推力轴承2、油膜轴承密封结构、水平辊系轴承座、油膜轴承和水平轧辊7，其中水平辊系轴承座包括水平辊系操作侧轴承座4和水平辊系传动侧轴承座8，水平轧辊7的一边套设水平辊系操作侧轴承座4，水平轧辊7的另一边套设水平辊系传动侧轴承座8，水平轧辊7上在靠近水平辊系操作侧轴承座4的一端设有推力轴承座1，推力轴承2连接于推力轴承座1和水平轧辊7之间，
[0024]
水平辊系轴承座与水平轧辊7之间连接油膜轴承，油膜轴承包括油膜轴承外套5和油膜轴承内套6，油膜轴承内套6设于油膜轴承外套5和水平轧辊7之间，油膜轴承密封结构3密封设于油膜轴承两边，且油膜轴承密封结构3固定于水平辊系轴承座上。
[0025]
所述油膜轴承密封结构3包括密封外挡盖31、轧辊内套32和主油封34，轧辊内套32套设于水平轧辊7上，并卡设于油膜轴承内套6和水平轧辊7的轧辊主体之间，密封外挡盖31的一边固定在水平辊系轴承座，密封外挡盖31、轧辊内套32、水平辊系轴承座和油膜轴承围成了用于放置主油封34的空腔，密封外挡盖31将主油封34顶紧。
[0026]
所述密封外挡盖31的下端顶紧主油封34，空腔内还设有油封支撑架33，油封支撑架33的一边固定在轧辊内套32上，油封支撑架33的另一边顶紧主油封34。
[0027]
水平轧辊7与轧件相结合，将水平轧制力传到油膜轴承内套6上，油膜轴承内套6在通过油膜轴承外套5传递到水平辊系操作侧轴承座4、水平辊系传动侧轴承座8上。进而将轧制过程中的轧制力传递给牌坊来承受。
[0028]
在工作过程中，水平轧辊7带动油膜轴承内套6一同转动，水平辊系操作侧轴承座4、水平辊系传动侧轴承座8及油膜轴承外套5固定不动，油膜轴承内部通有循环高压油，通过两侧的油膜轴承密封结构3将高压油封在轴承座空腔内，高压油在油膜轴承外套5、油膜轴承内套6之间形成油膜，用来支撑水平轧辊7及油膜轴承内套6，同时降低油膜轴承外套5、油膜轴承内套6相对转动时的摩擦力。
[0029]
在特大型万能轧机水平辊系操作侧设有单独承受轴向力的推力轴承座1。推力轴承座1向固定在轧机牌坊的轴向调整装置上。推力轴承座1主要有两个作用：
[0030]
(1)推力轴承座1起到固定水平辊系的作用。当特大型万能轧机水平辊系在工作过程中轧辊受到水平轴向力的时候。水平轧辊7将水平轧制力传递到推力轴承座1内部的推力轴承2上。推力轴承2再将水平轧制力传递到推力轴承座1上，进而传递到轧机牌坊上。
[0031]
(2)推力轴承座1起到轴向调整特大型万能轧机水平辊系的作用。当需要调整特大
型万能轧机水平辊系时，牌坊上的轴向调整装置驱动推力轴承座1。推力轴承座1带动内部的推力轴承2轴向运动。从而带动油膜轴承内套6、水平轧辊7及油膜轴承密封结构3一起轴向运动。水平轧辊7及油膜轴承内套6相对于水平辊系操作侧轴承座4、水平辊系传动侧轴承座8及油膜轴承外套5水平相对运动，油膜轴承密封结构3也设有响应的进行水平移动距离。
[0032]
根据特大型钢万能轧机水平辊系轧辊与轴承座有相对运动的特点，油膜轴承的密封结构也重新设计改进。常规油膜轴承结构中，水平辊系轴承座与水平轧辊7没有相对固定不存在相对运动，所以端面水封始终贴在轧辊端面上防止外面的轧辊冷却水进入轴承室。此密封结构无法满足有轴向调整需求的特大型钢万能轧机水平辊系的要求。对此要求我们进行改进设计。
[0033]
改进的密封结构主要包含两部分：(1)主油封起到主要的密封隔离作用，一方面防止主油腔里面的油不渗漏出去，保持形成油膜的工作状态，另一方面也防止工作过程中的轧辊冷却水进入主油腔，影响油膜轴承工作延长使用寿命。油封支撑架33主要作用为增加主油封34的稳定性，使得主密封34使用性能更好。(2)密封外挡盖31与轧辊内套32翻边组成的机械迷宫密封。水平轧辊7在工作过程中，轧辊内套32随水平轧辊7一同旋转。靠离心力将轧辊冷却水甩离开轧辊内套32，防止轧辊冷却水进入主油腔。密封外挡盖31固定在水平辊系轴承座上，在轧辊内套32旋转过程中密封外挡盖31与轧辊内套32之间的间隙形成负压也可以起到防水冷却水进入主油腔的作用。主密封唇边接触面的加长与机械密封的组合结构，更好适应特大型钢轧机轴向调整的特殊要求。
[0034]
当轴向调整装置通过推力轴承座带着水平轧辊7运动时，水平辊系轴承座保持不动的情况下，水平辊系轴承座内部的油膜轴承外套5与油膜轴承内套6之间发生轴向相对运动。为了保证承受径向载荷的同时满足减少摩擦力进行轴向调整需求，就要求接触面之间进行特殊的热处理工艺，在提升强度的同时增加光洁度。为了满足相对运动，水平轧辊7端部增加轧辊内套32，一方面轴向定位油膜轴承内套6，一方面去除了轧辊局部的集中应力，增加了轧辊强度。另一方面轧辊内套32与密封外挡盖31组合成机械密封结构3在工作过程中起到防水的作用，同时机械密封结构满足水平轧辊7左右
±
8mm的调整量。
[0035]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。