JP5675964B2 - 自給式油膜軸受け - Google Patents

Description

１．発明の分野
本発明は、回転するスリーブと、該スリーブを取り囲む据え付けのブシュとの間から接線方向に流出する油の層流を取り除く、圧延機油膜軸受け内で使用するシステムに関する。

２．先行技術
典型的な圧延機油膜軸受けでは、スリーブがロールネックを取り囲み、かつ該ロールネックと共に回転可能である。スリーブは、チョック内に含まれている固定されたブシュ内において回転するように半径方向に支承されている。スリーブおよびブシュは、その間に隙間を形成するように寸法設計されている。運転中、この隙間内には連続的に油が導入され、この隙間内で、油は、軸受けの負荷領域においてスリーブとブシュとの間で流体動力学的に維持された膜へと回転により促進される。油の層流は、軸受けの各端部から油溜め内に接線方向に流出する。油は、軸受け内に再循環される前にろ過および冷却のために重力によってこの油溜めから取り除かれる。

このような配置の欠点は、軸受けから流出する油の重力流を収容するために大径の排出管路が要求されていることである。これらの排出管路は、極めて大きな外部スペースを占め、したがって軸受け全体の大きさに対して不都合に関与する。排出管路が、軸受けの油溜め内への油の逆流および溢出を阻止するように設計されたピッチを伴って適切に設置されていることが保証されるように注意が払われるべきである。

発明の概要
広義には、本発明の課題は、回転する軸受け構成要素の運動エネルギを、軸受け外へ油を圧送することに使用することである。油は強制的に排出されるので、流出する油の流れを処理するために比較的小さな排出管を使用することができ、この場合、重力流を収容するために必要とされる排出ピッチを維持する必要はない。

本発明の上記および別の特徴および利点をここで、添付の図面に関してさらに詳しく説明する。

本発明によるシステムの実施の形態の圧延機油膜軸受けの断面図である。 図１に「Ａ」で示した円で囲んだ領域の拡大図である。 図１および図２に示したネックシールの斜視図である。 シールエンドプレート延長部の断面図である。 図１に「Ｂ」で示した円で囲んだ領域の拡大図である。 固定されたブシュに取り囲まれた回転するスリーブを概略的に示した断面図である。 スリーブとブシュとの間から流出する油の層流の速度特性を図式的に示している、図６に示した円で囲んだ部分の拡大図である。 本発明による回転するインペラによって軸受けの内側の端部から圧送される油の速度特性を図式的に示している、図２に示した７−７線に沿った断面図である。 本発明による回転するインペラによって軸受けの外側の端部から圧送される油の速度特性を図７に同様に図式的に示している、図２に示した７−７線に沿った断面図である。

詳細な説明
まず図１を参照すると、圧延機油膜軸受けが、概して符号「１０」で示されている。この軸受けは、ロール１６の先細りしたネック１４に固定されたスリーブ１２を有している。スリーブ１２は、チョック２０内に収容された固定されたブシュ１８内で回転するように半径方向で支承されている。スリーブ１２とブシュ１８とは、その間に隙間Ｇを形成するように寸法設計されている。運転中に、油が連続的に隙間内に導入され、該隙間内で、油はスリーブ１２によって、軸受けの負荷領域においてスリーブとブシュとの間に流体力学的に維持された膜へと回転により促進される。油の層流は、軸受けの両端部から接線方向に流出する。

シールアセンブリ２２ａ，２２ｂは、それぞれ軸受けの内側および外側の端部に配置されている。付加的に図２を参照すると、内側のシールアセンブリ２２ａが、可撓性（フレキシブル）かつ弾性的なネックシール２４を有し、このネックシール２４は、先細りしたロールネック部分１４に組み付けられて、このロールネック部分１４と共にスリーブ１２と一緒に回転するようになっていることが判る。ネックシール２４は、チョック２０に固定されたシールエンドプレート２６によって取り囲まれている。

従来の軸受けでは、スリーブとブシュとの間から接線方向に流出する油の層流は、油溜め２８ａ内に収容されている。この油溜め２８ａから、油は重力によって排出される。図６および図６ａから判るように、隙間Ｇから流出する油は、スリーブの表面ではスリーブ１２の速度Ｖ_ｓを有していて、ブシュ表面ではゼロ速度Ｖ_０を有している。この速度特性は、Ｖ_ｓ／２の平均速度を生ぜしめる。

しかし、本発明では、円形の延長部３０が、シールエンドプレート２６とチョック２０との間の隙間に延びている。ネックシール２４に設けられたフランジ３２は、密閉するようにシールエンドプレートに設けられたショルダ３４に接触し、ネックシール２４に設けられたフリンガ（油切り）３６は、密閉するように延長部３０に設けられた円形ショルダ３８に接触している。フリンガ３６，延長部３０およびチョック２０により提供された画定面は、スリーブ１２およびブシュ１８と協働して、環状の内側チャンバ４０ａを形成する。この環状の内側チャンバ４０ａは、油溜め２８ａから隔離されていて、スリーブとブシュとの間の隙間Ｇから接線方向に流出する油の層流を収容するように配置されている。チャンバ４０ａ内にはインペラ４２が突入している。付加的に図３を参照することによって最も良く判るように、インペラ４２は、ネックシール２４によって支持され、かつ該ネックシール２４の周囲に沿って互いに間隔を空けて配置されている。

図４から判るように、延長部３０は、環状のチャンバ４０ａに接線方向に通じる出口４４を有している。出口４４にはホース４６が接続していて、ホース４６は、従来の圧延機潤滑システム（図示せず）に接続するように軸受けの外部に通じている。

出口４４は、環状のチャンバ４０ａ内に収容される油の容量に関して、定常状態での運転中に、このチャンバ４０ａが油で満たされたままであるように大きさを決められている。上述のように、ネックシール２４およびスリーブ１２は、ロールネック１４に組み付けられ、かつ該ロールネック１４と共に回転する。したがって、ネックシール２４によって支持されたインペラ４２は、スリーブ１２と共に、かつ該スリーブ１２の速度で回転する。図７から図式的に判るように、インペラ４２が延びている環状のチャンバ４０ａの横断面領域で、こうして推進される油の速度は、スリーブの速度Ｖ_ｓに維持される。図６Ａに示した従来の配置の速度特性から生じるエネルギの比較的少ない水準に比べて、本発明により高められた速度特性は、チャンバ４０ａを巡って油を効率的に圧送しかつ出口４４を通して排出するために働く、著しく増大された水準のエネルギを提供する。

図５を参照すると、類似の配置が、軸受けの外側の端部におけるシールアセンブリ２２ｂによって提供されている。軸受けの外側の端部では、環状の外側のチャンバ４０ｂが、ブシュ１８とチョック２０との間に延びる延長部４８、スリーブ１２に固定されたリング５０および延長部４８により支持されたリップシール５２に設けられた画定面によって形成されている。インペラ４２は、スリーブ１２に固定され、かつ該スリーブ１２から半径方向にチャンバ４０ｂ内に突出している。

図８に示されているように、内側の出口４４に類似した外側の出口４５は、接線方向で外側のチャンバ４０ｂに通じ、かつ第２のホース５８（図１を参照）に接続されている。

したがって、インペラ４２は、選択された軸受け構成要素（たとえば、内側の端部におけるネックシール２４および外側の端部におけるスリーブ１８）の回転運動エネルギを利用して、環状のチャンバ４０ａ，４０ｂから油を強制的に排出するポンプ作用を発揮するように働く。上述のように、重力流に依存するのではなく強制的に油を排出することによって、比較的小径の排出管を使用することができ、かつ排出管を重力ピッチの維持を考慮する必要なしに、戦略的に位置決めすることができる。

Claims (15)

1. 回転するスリーブと、該スリーブを取り囲む固定されたブシュとの間から接線方向に流出する油の層流を取り除く、圧延機油膜軸受けにおいて使用するシステムであって、
   該システムは、
   前記油の層流を収容するために配置された環状のチャンバを形成する画定面と、
   前記チャンバ内に突入し、前記チャンバを巡って前記油を推進するように、前記スリーブと共に、かつ前記スリーブの速度で回転可能なインペラと、
   前記インペラの回転により前記チャンバを巡って推進されている油を取り除くために前記チャンバに接線方向で通じる出口と
   を備え、
   前記チャンバ内に収容される油の容量に関連する前記出口の大きさは、該チャンバが、前記インペラの回転中に油で満たされたままであるようになっていることを特徴とする、圧延機油膜軸受けで使用するシステム。
2. 前記スリーブは、ロールネックに組み付けられていて、前記画定面は、前記ロールネックに、該ロールネックと共に回転するように組み付けられた弾性的なシールによって部分的に形成されている、請求項１記載のシステム。
3. 前記ブシュは、チョック内に固定されており、前記画定面は、前記シールを取り囲みかつ前記チョックに固定されたシールエンドプレートによって部分的に形成されている、請求項２記載のシステム。
4. 前記画定面は、前記シールエンドプレートと、前記チョックとの間の隙間に延びる円形の延長部によって部分的に形成されている、請求項３記載のシステム。
5. 前記出口は、前記円形の延長部に形成されている、請求項４記載のシステム。
6. 前記インペラは、前記シールと共に回転するように該シールに支持されている、請求項５記載のシステム。
7. 前記インペラは、前記シールと共に回転するように該シールに支持されている、請求項４記載のシステム。
8. 前記画定面は、前記スリーブに、該スリーブと共に回転するように固定された円形のシールリングによって部分的に形成されている、請求項１記載のシステム。
9. 前記インペラは、前記スリーブと共に回転するように該スリーブに支持されている、請求項８記載のシステム。
10. 前記画定面は、前記ブシュに固定された円形の延長部によって部分的に形成されており、該円形の延長部は、前記シールリングとの間に隙間を形成するように、前記シールリングから半径方向に間隔を空けている、請求項８記載のシステム。
11. 前記画定面は、前記隙間に延びかつ前記延長部に固定された可撓性のシールによって部分的に形成されている、請求項１０記載のシステム。
12. 前記インペラは、前記スリーブと共に回転するように該スリーブに支持されている、請求項１１記載のシステム。
13. 前記出口は、前記円形の延長部内に形成されている、請求項１０記載のシステム。
14. 前記インペラは、前記スリーブと共に回転するように該スリーブに支持されている、請求項１０記載のシステム。
15. 回転するスリーブと、該スリーブを取り囲む固定されたブシュとの間に油が導入され、前記油は、前記軸受けの内側の端部および外側の端部から層流の形で接線方向に流出する、圧延機油膜軸受けにおいて使用するシステムにおいて、
    該システムは、
    前記軸受けの内側の端部および外側の端部から接線方向に流出する油の層流を収容するようにそれぞれ配置された環状の内側チャンバと外側チャンバとを形成するように、前記スリーブおよび前記ブシュと協働する画定面と、
    前記チャンバ内に突入し、前記チャンバ内に収容された油を前記チャンバを巡って推進するように、前記スリーブと共に前記スリーブの速度で回転可能であるインペラと、
    前記インペラの回転によって前記チャンバを巡って推進されている油を取り除くために、前記内側のチャンバと外側のチャンバとにそれぞれ接線方向で通じる内側の出口と外側の出口とを備え、
    前記チャンバ内に収容される油の容量に関連する前記出口の大きさは、前記チャンバが、前記インペラの回転中に油で満たされたままであるようになっていることを特徴とする、圧延機の油膜軸受けで使用するシステム。

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