[发明专利]静压悬浮轴辊装置

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别是一种用于金属辊轧的静压悬浮轴辊装置。

背景技术

在冶金行业，宽厚板热轧机组中的成型一般采用四辊结构的辊轧机，其结构是由两个工作辊和两个支承辊组成的四辊机构，每个轴辊的两端分别安装在两个滚动轴承内，且轴承分别安装在两端的机架内。工作时两工作辊之间是被轧制的钢板，轧辊的另一边与支承辊呈线性接触，由支撑辊承受工作辊承受的径向载荷，当支承辊转动时由径向载荷在支承辊内引起的弯曲应力是对材料强度最为不利的交变型动载荷。因此，一方面为了有足够的刚度来保证被轧制钢板的平整性，同时，为了提高支承辊的抗疲劳强度和增加工作辊的减磨量，支承辊和工作辊的直都会做的很大而且对其材料的质量要求也很高。对于3.5米轧机而言其支承辊的直径可达2米以上，工作辊的直径也有1米左右，仅成型部分的重量就达300吨之多。由于工作时的轧制力很大导致两端的轴承受力很大，轴承的机械效率损耗为92%-95% 造成了很大的能源浪费。并时常要停机更换，造成运行费用很高。另外，为了保证工作辊工作时的热强度，采用开放式的水冷却的方法，这样虽说轧辊表面受到了冷却但也加快了工件的冷却，导致了轧制力的增加，也就增加了成型部件的机械损耗，同时也浪费了大量能耗。

因此，现有技术中的辊轧设备存在以上问题：

 1、结构庞大，就3.5米的4辊热轧机为例，其成型部分的重量就达320吨，由于轴辊的受力复杂，均为交变的动载荷，则对轴辊的材质要求很高，这两者导致设备的造价很高；

2、轴辊两端的轴承为专用轧机用轴承，工作辊由于载荷大且复杂，机械磨损很大，常需停机更换，导致运行费用高且影响经济效益；

3、轴辊两端的轴承传动效率为；0.92-0.95对于热轧机组的4000KW大功率传动来说由于滚动轴承的摩擦而引起的能耗达200-250kw。电力浪费严重。开放式的水冷却导致水用量很大，同时进一步造成设备的机械磨损和能源的浪费。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供静压悬浮轴辊装置，以期实现降低设备重量，延长设备使用寿命，减少设备能耗。

本发明采取的技术方案是：

一种静压悬浮轴辊装置，包括轴辊和轴辊座，所述轴辊可转动设置在所述轴辊座上，其特征是，所述轴辊座包覆所述轴辊，所述轴辊的工作面暴露在所述轴辊座的外部，所述轴辊座与所述轴辊通过密封组件形成一个密封内腔，所述静压悬浮轴辊装置还包括梁体，所述轴辊座设置在所述梁体上，所述密闭内腔连接一个高压源，所述高压源提供高压对抗所述轴辊工作时产生的径向力。

进一步，所述密闭内腔通过高压钢管与所述高压源相连接，所述高压钢管与所述密闭内腔有多个孔道相通，所述高压源为压力流量可控的高压水泵。

进一步，在所述轴辊座与所述轴辊之间设置轴瓦，在所述轴瓦上开设多个通孔，所述通孔连接所述轴瓦的两侧空腔，所述密闭内腔上的多个孔道与所述轴瓦上的多个通孔的位置相对应。

进一步，所述轴瓦在所述轴辊轴截面上覆盖小于轴辊三分之一的部分。

进一步，所述轴辊座与所述梁体是一体的。

进一步，所述轴辊座覆盖所述轴辊三分之一至三分之二的部分。

进一步，所述密封组件包括轴辊两端部设置的密封骨架和密封件，所述密封件密封所述轴辊座与轴辊的连接部位以及密封骨架与所述轴辊的连接部位，所述密封件为整块设置，中间开设有暴露所述轴辊工作面的开口，所述开口部位与所述轴辊的接触面的轴向上开有除尘沿口。

进一步，所述密封件位于所述轴辊座内部的端部沿所述轴辊轴线方向开有燕尾槽。

本发明的有益效果是：

1、由于轴辊是安装在轴辊座内的，轴辊表面的接触应力是面接触，且十分均匀，只有现有技术的2%-8%，因此克服了现有技术中轴辊磨损严重，使用寿命短的问题；

2、通过高压水使轴辊产生静压悬浮，轴辊表面与轴瓦之间产生液膜，两者之间的接触力在液体压力的作用下可以趋于零，因此，其摩擦损耗是现有技术中的滚动轴承的5%-20%,节能效果十分显著；

3、密封腔内的高压液体对轴辊的表面也起到了冷却的作用，克服了现有技术中的开放式冷却浪费水严重的问题；

 4、轴辊在轴辊座内旋转而轴辊座被安装在梁体的槽内，工作时梁体不做旋转运动，因此节省了十分昂贵的滚动轴承，降低了设备的运行成本，同时改善了梁体的受力环境，降低了梁体的材质要求，大幅度的降低了设备的制造成本。

附图说明

附图1是本发明局部剖视的结构示意图；