專利名稱：吐絲機用剖分式動壓油膜軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軋鋼機械領(lǐng)域，具體涉及一種高速線材吐絲機，尤具是一種吐絲機用剖分式動壓油膜軸承。
背景技術(shù)：
吐絲機是高速線材生產(chǎn)線機組中的重要設(shè)備，吐絲機工作時將經(jīng)過其內(nèi)部的連續(xù)直線軋材彎曲成圓環(huán)軋材。吐絲機的主要部件包括電機、輸入軸及齒輪、輸出軸及齒輪、吐絲頭、吐絲管、吐絲盤、安全罩筒等。其主要結(jié)構(gòu)為電機通過一對螺旋錐齒輪傳動，將旋轉(zhuǎn)運動由輸入軸傳遞到吐絲機的輸出軸上，吐絲頭與輸出軸連接并一起旋轉(zhuǎn)，吐絲頭上固定有吐絲管。高線精軋機軋制成形的鋼材由夾送輥夾送，進入高速旋轉(zhuǎn)的吐絲機輸出軸的空腔中，再由空腔導(dǎo)入吐絲管管道中。軋材經(jīng)過吐絲管內(nèi)壁的摩擦受力變形，在吐絲管出口形 成圓環(huán)形狀，并一圈一圈散落在風(fēng)冷輥道上，圓環(huán)軋材經(jīng)過打包后成為線材盤卷，即俗稱的“盤條”。吐絲機的輸出軸為喇叭口狀的空心軸，通常此軸上的軸承形式為空心軸小端安裝一組背靠背角接觸球軸承，起到軸向定位作用；空心軸大端為一盤圓柱滾子軸承，起到對空心軸的徑向支承作用。圓柱滾子軸承在軸向方向可以自由浮動，以消除空心軸因溫度變化引起軸向尺寸膨脹或收縮帶來的影響。吐絲機空心軸上的圓柱滾子軸承內(nèi)徑一般為400mm，最大內(nèi)徑可達到500mm。對于滾動軸承，在實際使用中由于受到載荷、游隙、發(fā)熱、潤滑條件等因素的限制，其圓周運動線速度存在理論上的極限。因此在相同圓周線速度條件下，軸承直徑越大，軸承可承受的極限轉(zhuǎn)速越低。由于高速線材精軋機的終軋速度越來越高，精軋機、減定徑機后的吐絲機最高工作速度也不斷提高，但是空心軸上大直徑圓柱滾動軸承限制了吐絲機速度的進一步提升。如果不顧條件一味提高空心軸的轉(zhuǎn)速，雖然可以使吐絲機獲得短時間的高速運行表現(xiàn)，但長時間使用必然加速惡化大型圓柱滾子軸承的工況，造成該軸承處振動加大，使用壽命過短。為了解決上述問題，一些專利技術(shù)應(yīng)運而生中國專利ZL200580005727. 8中提到了在吐絲機空心軸轉(zhuǎn)子與軸承接觸部位安裝磁性減振裝置，通過磁力軸承減少振動和磨損。該專利的另一實施例中提到液壓減振裝置，采用雙葉或三葉形可傾瓦油膜軸承作為徑向支撐。但該設(shè)計較為繁瑣，零部件制造難度較大、成本較高大，不易裝配和拆卸。中國專利ZL201110415734. 2中提到了一種動靜壓油膜軸承吐絲機，但該油膜軸承的靜壓腔需要較高的壓力供油，為此需要單獨配置高壓油站，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種吐絲機用剖分式動壓油膜軸承，以解決吐絲機因軸承原因?qū)е峦陆z機工作速度受限制的問題。另外，本發(fā)明還能避免空心軸啟動時在油膜軸承圓周方向產(chǎn)生循環(huán)爬升跌落的振動現(xiàn)象。本發(fā)明還能解決吐絲機空心軸上的軸承油溫高的問題。為此，本發(fā)明提出一種吐絲機用剖分式動壓油膜軸承，所述吐絲機用剖分式動壓油膜軸承設(shè)置在吐絲機的輸出軸上，所述吐絲機用剖分式動壓油膜軸承包括相連接的瓦狀半圓環(huán)的承載面和瓦狀半圓環(huán)的非承載面，所述承載面和所述非承載面均設(shè)有油楔和與所述油楔連通的進油孔，所述非承載面還設(shè)有回油口。進一步地，所述吐絲機用剖分式動壓油膜軸承內(nèi)徑400mm,寬220mm,厚12mm。進一步地,所述油楔沿軸向長度為150mm,所述油楔深度為5mm,所述油楔沿圓周長度55mm。 進一步地，所述回油口的數(shù)目為兩個。進一步地，各所述回油口為長條形，各所述回油口的長度方向與所述吐絲機用剖 分式動壓油膜軸承的軸向平行，各所述回油口平行設(shè)置，各所述回油口距離所述非承載面邊緣四分之一處。進一步地,各所述回油口長180mm,寬5mm。進一步地，所述吐絲機用剖分式動壓油膜軸承沿徑向分為四層外層為低碳鋼層，中間層為銅鉛合金層，內(nèi)層為巴氏合金層，中間層與內(nèi)層之間為鎳阻隔層。進一步地，所述進油孔位于所述油楔的起始端中部。本發(fā)明的吐絲機用剖分式動壓油膜軸承采用剖分式雙油楔固定瓦油膜軸承，與具它形式的吐絲機油膜軸承相比，結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，易于實現(xiàn)。該油膜軸承屬于動壓油膜軸承，無需配置靜壓腔和靜壓油站，采用該油膜軸承的吐絲機也無需配套其它減振裝置。另夕卜，本發(fā)明采用剖分式雙油楔固定瓦油膜軸承，避免了采用圓柱滾子軸承振動大、使用壽命短的問題。


圖I為根據(jù)本發(fā)明實施例的吐絲機用剖分式動壓油膜軸承工作原理圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的吐絲機用剖分式動壓油膜軸承的承載面內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的吐絲機用剖分式動壓油膜軸承的非承載面內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標號說明I-剖分式動壓油膜軸承11-承載面111-進油孔112-油楔12-非承載面 121-進油孔 122-油楔123-回油口 1231-第一回油口 1233-第二回油口2-吐絲機空心軸(即吐絲機輸出軸)
具體實施例方式為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照

本發(fā)明的具體實施方式
。如圖I所示，所述吐絲機用剖分式動壓油膜軸承I (簡稱油膜軸承)設(shè)置在吐絲機輸出軸2上，所述吐絲機用剖分式動壓油膜軸承I包括相連接的瓦狀半圓環(huán)的承載面11和瓦狀半圓環(huán)的非承載面12，所述承載面11和所述非承載面12均設(shè)有油楔和與所述油楔連通的進油孔，所述非承載面12還設(shè)有回油口 123。如圖2和圖3所示，油膜軸承I分為兩個瓦狀半圓環(huán)，分別為承載面11和非承載面12，承載面11設(shè)有油楔112和進油孔111，用來擴散油膜，同時該油楔112可以避免吐絲機輸出軸2啟動時在油膜軸承圓周方向產(chǎn)生循環(huán)爬升一跌落的振動現(xiàn)象，非承載面12設(shè)有油楔122和進油孔121。具中，油楔112與油楔122不相連，油楔112與油楔122是關(guān)于中心對稱的。本發(fā)明的吐絲機用剖分式動壓油膜軸承I采用剖分式雙油楔固定瓦油膜軸承，與具它形式的吐絲機油膜軸承相比，結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，易于實現(xiàn)。該油膜軸承屬于動壓油膜軸承，無需配置靜壓腔和靜壓油站，采用該油膜軸承的吐絲機也無需配套其它減振裝置。進一步地,所述吐絲機用剖分式動壓油膜軸承內(nèi)徑400mm,寬220mm,厚12mm。這樣，承載面寬，運載穩(wěn)定。
進一步地,各所述油楔寬度150mm,所述油楔深度為5mm,所述油楔沿圓周長度55mm。例如，油楔112沿軸向長度L為150mm，深度為5臟，油楔112沿圓周長度W為55mm。油膜軸承內(nèi)部油楔112開口較大，有利于潤滑油在油腔內(nèi)沿軸向散開，在楔形收斂區(qū)，有粘度的潤滑油從大間隙處擠入小間隙處，從而形成壓力，將吐絲機輸出軸2頂起。進一步地，如圖3所示，所述回油口 123的數(shù)目為兩個，分別為第一回油口 1231和第二回油口 1233，以使得潤滑油流量大，油阻小，溫升更低，更適合高速工況。進一步地,如圖3所不,各所述回油口 123為長條形,各所述回油口的長度方向與所述吐絲機用剖分式動壓油膜軸承的軸向平行，各所述回油口平行設(shè)置，各所述回油口均勻設(shè)置，即各所述回油口距離所述非承載面邊緣四分之一處，例如，第一回油口 1231距離非承載面邊緣125 (左側(cè)邊緣)為非承載面的圓周長度的四分之一第二回油口 1233距離圖3中右側(cè)的非承載面邊緣為非承載面的圓周長度的四分之一，各所述回油口均勻設(shè)置，便于回油均勻、穩(wěn)定。進一步地,如圖3所示，各所述回油口 L2長180mm，寬5mm。這樣,潤滑油流量大，油阻小，非承載面上回油口開口大，利于回油，潤滑油溫溫升更低，更適合高速工況。進一步地，所述吐絲機用剖分式動壓油膜軸承沿徑向分為四層外層為低碳鋼層，中間層為銅鉛合金層，內(nèi)層為巴氏合金層，中間層與內(nèi)層之間為鎳阻隔層。這樣，可以阻隔巴氏合金中錫元素與中間層銅元素結(jié)合，可以增大巴氏合金的耐磨耐腐蝕性，提高油膜軸承的使用壽命。進一步地，所述進油孔位于所述油楔的起始端中部，進油孔111位于油楔112的起始端中部，進油孔121位于油楔122的起始端中部，這樣，便于潤滑油的擴散。下面描述一個更為具體的實施例及其工作原理油膜軸承I分為兩個瓦狀半圓環(huán),分別為承載面11和非承載面12。在承載面內(nèi)側(cè)有較寬的油楔112用來擴散油膜，同時該油楔可以避免空心軸2啟動時在油膜軸承圓周方向產(chǎn)生循環(huán)爬升一跌落的振動現(xiàn)象。空心軸2開始運動前，潤滑油以一定的壓力從兩個進油孔111和121進入，經(jīng)油楔112和122擴散并充滿油膜軸承內(nèi)部。滿足開車條件后，空心軸2由傳動系統(tǒng)帶動按照箭頭方向旋轉(zhuǎn)。工作時油膜軸承I與空心軸2之間的間隙形成兩個區(qū)域，分別為發(fā)散區(qū)(沿軸頸轉(zhuǎn)動方向間隙逐漸增大)和收斂區(qū)(沿軸頸轉(zhuǎn)動方向間隙逐漸減小)。潤滑油借助供油系統(tǒng)的壓力進入油膜軸承后，轉(zhuǎn)動的軸頸把具有一定粘度的潤滑油帶入收斂區(qū)和發(fā)散區(qū)。在楔形收斂區(qū)，有粘度的潤滑油從大間隙處擠入小間隙處，從而形成壓力，將軸頂起。間隙越小，壓力越大，最小油膜厚度處(即收斂區(qū)和發(fā)散區(qū)的分界處)壓力最大。潤滑油一進入發(fā)散區(qū)后，壓力立即消失。由于吐絲機空心軸2不承載軋制力，因此在工作時的載荷不大。油膜軸承所承受的徑向載荷為吐絲機空心軸自重沿吐絲傾斜角度的分量與螺旋錐齒輪作用在空心軸上的徑向力的疊加。根據(jù)徑向載荷、轉(zhuǎn)速、潤滑油溫、粘度等要求，可設(shè)計吐絲機空心軸上的剖分式固定瓦油膜軸承，具基本尺寸為油膜軸承內(nèi)徑400mm,寬220mm,厚12mm,油楔沿軸向方向的長度150mm,油楔深度為5mm,沿圓周長度55_。這樣,油膜軸承的承載面寬,運載穩(wěn)定，油膜軸承內(nèi)部油楔112開口較大，有利于潤滑油在油腔內(nèi)沿軸向散開，但油楔過寬會使排油太快，無法形成動壓油膜，所以不能過寬。因此適當寬度(沿軸向方向的長度150_)的油楔使油的流動性好，油膜在承載面分布均勻。本發(fā)明采用的油楔沿軸向方向的長度150mm與油膜軸承內(nèi)徑400mm的數(shù)值和比例適合形成流動性好，承載面分布均勻的油膜，可以滿足吐絲機在吐絲管出口線速度150m/s以內(nèi)的工況要求。 油楔起始端中部有進油孔，進入油膜軸承與空心軸間隙內(nèi)的油，可立即在油腔內(nèi)沿軸向散開，潤滑油流量大，油阻小，溫升更低，更適合高速工況。非承載面半圓環(huán)上開有兩道長條形回油槽，回油口長180mm，寬5mm，均布與非承載面上?；赜筒叟c軸承座上的回油孔連通，用于回油。本發(fā)明采用剖分固定瓦結(jié)構(gòu)，形式簡單、易于實現(xiàn)、成本較低。油膜軸承內(nèi)部油楔開口較大，有利于潤滑油在油腔內(nèi)沿軸向散開，潤滑油流量大，油阻小，非承載面上回油口開口大，利于回油，潤滑油溫溫升更低，更適合高速工況。以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實施方式
，并非用以限定本發(fā)明的范圍。為本發(fā)明的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護的范圍。
權(quán)利要求
1.一種吐絲機用剖分式動壓油膜軸承，其特征在于，所述吐絲機用剖分式動壓油膜軸承設(shè)置在吐絲機的輸出軸上，所述吐絲機用剖分式動壓油膜軸承包括相連接的瓦狀半圓環(huán)的承載面和瓦狀半圓環(huán)的非承載面，所述承載面和所述非承載面均設(shè)有油楔和與所述油楔連通的進油孔，所述非承載面還設(shè)有回油口。
2.如權(quán)利要求I所述的吐絲機用剖分式動壓油膜軸承，具特征在于，所述吐絲機用剖分式動壓油膜軸承內(nèi)徑400mm，寬220mm，厚12mm。
3.如權(quán)利要求2所述的吐絲機用剖分式動壓油膜軸承，具特征在于，各所述油楔沿軸向長度為150mm,所述油楔深度為5mm,所述油楔沿圓周長度55mm。
4.如權(quán)利要求I所述的吐絲機用剖分式動壓油膜軸承，其特征在于，所述回油口的數(shù)目為兩個。
5.如權(quán)利要求4所述的吐絲機用剖分式動壓油膜軸承，具特征在于，各所述回油口為長條形，各所述回油口的長度方向與所述吐絲機用剖分式動壓油膜軸承的軸向平行，各所述回油口平行設(shè)置，各所述回油口均勻設(shè)置。
6.如權(quán)利要求5所述的吐絲機用剖分式動壓油膜軸承，其特征在于，各所述回油口長180mm，寬 5mmo
7.如權(quán)利要求I所述的吐絲機用剖分式動壓油膜軸承，具特征在于，所述吐絲機用剖分式動壓油膜軸承沿徑向分為四層外層為低碳鋼層，中間層為銅鉛合金層，內(nèi)層為巴氏合金層，中間層與內(nèi)層之間為鎳阻隔層。
8.如權(quán)利要求I所述的吐絲機用剖分式動壓油膜軸承，其特征在于，所述進油孔位于所述油楔的起始端中部。
全文摘要
本發(fā)明提出一種吐絲機用剖分式動壓油膜軸承，所述吐絲機用剖分式動壓油膜軸承設(shè)置在吐絲機的輸出軸上，所述吐絲機用剖分式動壓油膜軸承包括相連接的瓦狀半圓環(huán)的承載面和瓦狀半圓環(huán)的非承載面，所述承載面和所述非承載面均設(shè)有油楔和與所述油楔連通的進油孔，所述非承載面還設(shè)有回油口。本發(fā)明采用剖分固定瓦結(jié)構(gòu)，形式簡單、易于實現(xiàn)、成本較低。油膜軸承內(nèi)部油楔開口較大，有利于潤滑油在油腔內(nèi)沿軸向散開，潤滑油流量大，油阻小，非承載面上回油口開口大，利于回油，潤滑油溫溫升更低，更適合高速工況。
文檔編號F16C32/06GK102808847SQ20121029893
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月21日
發(fā)明者姚雙吉, 劉煒, 周健, 衛(wèi)夏 申請人:北京京誠瑞信長材工程技術(shù)有限公司, 中冶京誠工程技術(shù)有限公司