一种轧机CVC窜辊耦合机构密封装置

摘要

一种轧机CVC窜辊耦合机构密封装置，包括轴承座、耦合内套、套装于耦合内套的推力调心滚子轴承、套装于耦合内套辊侧内套、透盖、压盖、密封套和左、右补偿密封套；左、右补偿密封套分别与透盖、压盖形成密封，左、右补偿密封套可在透盖内腔实现一定范围内的径向和轴向移动；透盖圆环内圆周安装的弹簧与左、右补偿密封套的外圆周面相抵产生预紧力，使左、右补偿密封套与密封套接触面形成机械密封面。本发明将原设计的骨架密封更改为面与面之间的机械密封和Ｏ型圈形成的密封面；通过动态补偿偏心角偏差，能够提高密封效果，减少润滑油的泄露，同时阻止乳化液进入润滑系统内，延长推力调心滚子轴承和密封的使用寿命，节约备件成本和维护时间。

说明书

技术领域

本发明涉及一种轧机CVC窜辊耦合机构密封装置，属于板带轧制设备技术领域。

背景技术

在冷轧板带轧制中，冷轧轧机一般采用六辊CVC连续凸度来实现板型的控制。冷轧轧机在轧制过程中在弯辊力以及轧辊变形等综合力作用下不可避免的在轧辊上产生轴向巨大分力，而中间辊轧辊上采用的是四列圆锥滚子轴承，该轴承能承受很大的径向力但不能承受过大的轴向力，因此轧制过程中轴向分力主要依靠CVC中间辊耦合锁紧机构内的推力调心滚子轴承承受；图1为现有的CVC窜辊耦合机构示意图，由于推力调心滚子轴承存在0~2°的调心角，所以耦合内套与轴承座之间有0~2°偏心角，通过相似三角形计算出耦合内套的最大摆动距离为11.63mm，那么在轧制过程中由于轴向11.63mm的摆动将造成骨架密封下半部分被挤压损坏而上半部分存在间隙；同时推力调心滚子轴承与轴承座之间存在1mm的间隙，相当于中间辊与耦合内套最大可以偏移理论中心线2mm，进一步损坏骨架密封；推力调心滚子轴承采用的稀油润滑，润滑系统本身存在一定压力,骨架密封损坏导致润滑油泄漏，增加油脂消耗和经济成本；轧机在轧制过程需要乳化液对轧辊进行冷却和润滑，由于骨架密封损坏和间隙存在将导致部分乳化液进入CVC耦合机构内部污染油脂，造成润滑不良，使推力调心滚子轴承寿命缩短6个月以上甚至出现轴承抱死情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种轧机CVC窜辊耦合机构密封装置，该装置能有效避免因为推力调心滚子轴承而导致的密封间隙，实现动态补偿，保证密封效果。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种轧机CVC窜辊耦合机构密封装置，包括轴承座、安装于轴承座内部的推力调心滚子轴承和耦合内套，推力调心滚子轴承套装于耦合内套外圆周上，其改进之处为：它还包括套装于耦合内套右侧的辊侧内套、透盖、压盖、密封套、左补偿密封套和右补偿密封套；

所述辊侧内套内圆周开有轴向螺孔，通过螺栓与耦合内套右端面固定连接；

所述透盖由中心开有圆孔的圆形左盖板和固定于左盖板右侧的圆环构成，圆环与圆孔同轴且直径大于圆孔直径；左盖板周向开有轴向螺孔，与轴承座右端面螺栓固定，圆环右端面开有轴向螺孔，圆环内圆周等距开设径向弹簧座孔，其内安装弹簧；透盖中心圆孔直径与辊侧内套外径相匹配；

所述压盖为圆形盖板，与透盖右侧圆环通过螺栓固定，压盖圆心位于透盖轴线上；

所述密封套为截面呈圆弧形的圆环，密封套内圆周开有密封槽，其内安装Ｏ型密封圈，密封套套装于辊侧内套上，通过Ｏ型密封圈实现与辊侧内套外圆周的密封；

所述左补偿密封套和右补偿密封套为外径相同的圆环，套装于辊侧内套上，分别位于密封套的左、右两侧；左补偿密封套左端面开有截面为U型的密封槽，右补偿密封套右端面开有截面为U型的密封槽，左、右补偿密封套的截面为连为一体的U型密封槽和环壁，环壁内壁呈弧形，与密封套外圆周面滑动连接，其弧度与密封套截面圆弧的弧度相同；左、右补偿密封套的密封槽中安装Ｏ型密封圈；

所述耦合内套、辊侧内套、透盖和压盖装配后，在透盖、辊侧内套和压盖之间形成一个密闭的腔体；左补偿密封套、密封套和右补偿密封套装配后位于该密闭腔体中，左、右补偿密封套中Ｏ型密封圈的直径介于透盖左盖板中心圆孔和右侧圆环直径之间，左补偿密封套的Ｏ型密封圈与透盖中心圆孔右端面形成密封，右补偿密封套的Ｏ型密封圈与压盖左端面形成密封；左、右补偿密封套外径小于透盖圆环内径，可以使左、右补偿密封套在透盖内腔实现一定范围内的径向移动；左、右补偿密封套与密封套装配后两者圆心之间的距离小于透盖左盖板中心圆孔右端面至压盖左端面之间的垂直距离，可以使左、右补偿密封套在密闭腔体中实现一定范围内的轴向移动；所述透盖圆环内圆周安装的弹簧与左、右补偿密封套的外圆周面相抵产生预紧力，使左、右补偿密封套与密封套接触面形成机械密封面。

上述的一种轧机CVC窜辊耦合机构密封装置，所述辊侧内套由2个不同外径的套筒连接而成，较小外径的套筒套入耦合内套，透盖左盖板中心圆孔直径与较大外径套筒的外径相匹配；2个套筒连接处的内圆周固定有与辊侧内套同轴的圆环，圆环上等距开设至少4个轴向螺孔，用于与耦合内套右端面螺栓连接；所述左补偿密封套、密封套和右补偿密封套套装于辊侧内套较大外径的套筒上。

上述的一种轧机CVC窜辊耦合机构密封装置，所述密封套内圆周开有2个密封槽；所述左、右补偿密封套外径小于透盖圆环内径2～3mm，所述左、右补偿密封套与密封套装配后两者圆心之间的距离小于透盖左盖板中心圆孔右端面至压盖左端面之间的垂直距离1～2mm。

上述的一种轧机CVC窜辊耦合机构密封装置，所述透盖左盖板周向等距开有至少4个轴向螺孔，与轴承座右端面螺栓固定，圆环右端面等距开有至少4个轴向螺孔，与压盖螺栓固定，圆环内圆周等距开设至少12个径向弹簧座孔，其内安装弹簧。

本发明的工作过程如下：

本发明左、右补偿密封套构成静环，密封套构成动环，可随着辊侧内套旋转；安装于透盖圆环内圆周的多个弹簧构成弹簧组提供预紧力，在弹簧组预紧力的作用下使静环左、右补偿密封套的弧形环壁内壁紧紧贴在动环密封套外圆周面从而形成主密封面；动环密封套密封槽内安装的O型圈套于辊侧内套，两者之间形成良好的密封面；静环左、右补偿密封套密封槽内的O型圈与透盖、密封压盖之间形成侧面密封面；上述密封面实现CVC窜辊耦合机构密封装置的密封功能。

正常轧制时，CVC中间辊轴头连接于窜辊耦合机构，中间辊轴头与辊侧内套右端固定连接，辊侧内套通过螺栓连接于安装推力调心滚子轴承的耦合内套上，中间辊连同辊侧内套和耦合内套绕着轴承座会出现0~2°偏心角；密封压盖、透盖连接于轴承座，同理中间辊连同辊侧内套和耦合内套绕着密封压盖、透盖会出现0~2°偏心角。若辊侧内套沿着中心线向上偏移，那么动环密封套带动左补偿密封套向下偏移致使弹簧组中下半部分弹簧被压缩，而上半部分弹簧伸长，同时在轴向分力作用下左补偿密封套向右轻微滑动；右补偿密封套和弹簧向相反方向移动，这样无论弹簧怎么压缩或者左右补偿密封套有怎样的轴向或者径向滑动，左、右补偿密封套在弹簧力的作用下永远紧密地贴在密封套上，这两者之间的弧形球面形成良好的密封面，从而起到密封作用；同时密封套与辊侧内套之间的两个O型圈形成了密封套与辊侧内套之间的密封面；左、右补偿密封套与透盖和密封压盖之间的O型圈形成了两者之间的密封面。在弹簧预紧力的作用下，动环和静环实时紧紧的贴在一起形成良好的密封面，与偏心角度方向无关，既而实现了任意角度的动态补偿，实现良好的密封效果。

本发明的有益效果是：

本发明将原设计的骨架密封更改为面与面之间的机械密封和Ｏ型圈形成的密封面；通过动态补偿偏心角偏差，能够提高密封效果，减少润滑油的泄露，同时阻止乳化液进入润滑系统内，延长了推力调心滚子轴承和密封的使用寿命，节约了备件成本和维护时间。

附图说明

图1为现有CVC耦合机构示意图；

图2为本发明立体示意图；

图3为本发明主视图；

图4为图2的右侧视图；

图5为图2的B-B向视图；

图6为透盖立体示意图；

图7为密封套立体示意图；

图8为图7剖视图；

图9为左、右补偿密封套与密封套装配后剖视图；

图10为辊侧内套立体示意图；

图11为辊侧内套侧视图；

图中标记为：中间辊1、CVC耦合锁紧机构2、骨架密封3、推力调心滚子轴承4、轴承座5、耦合内套6、辊侧内套7、透盖8、压盖9、密封套10、左补偿密封套11和右补偿密封套12、弹簧座孔13、弹簧14、环壁15。

具体实施方式

图2～图5显示，本发明包括轴承座5、安装于轴承座5内部的推力调心滚子轴承4、耦合内套6、套装于耦合内套6右侧的辊侧内套7、透盖8、压盖9、密封套10、左补偿密封套11和右补偿密封套12，推力调心滚子轴,4套装于耦合内套6的外圆周上。

图5、图10和图11显示，辊侧内套7由2个不同外径的套筒连接而成，较小外径的套筒套入耦合内套6，2个套筒连接处的内圆周固定有与辊侧内套7同轴的圆环，圆环上等距开设6个轴向螺孔，用于与耦合内套6的右端面螺栓连接。

图5～图6显示，透盖8由中心开有圆孔的圆形左盖板和固定于左盖板右侧的圆环构成，圆环与圆孔同轴且直径大于圆孔直径；左盖板周向开有12个轴向螺孔，与轴承座5的右端面螺栓固定，圆环右端面开有12个轴向螺孔，圆环内圆周等距开设至少12个径向弹簧座孔13，其内安装弹簧14形成弹簧组；透盖8中心圆孔直径与辊侧内套7较大外径套筒相匹配；压盖9为圆形盖板，其圆心位于透盖8的轴线上，压盖9与透盖8的右侧圆环通过螺栓固定。

图5、图7和图8显示，密封套10为截面呈圆弧形的圆环，密封套10的内圆周开有2个密封槽，其内安装Ｏ型密封圈，密封套10套装于辊侧内套7的较大外径套筒上，通过Ｏ型密封圈实现与辊侧内套7外圆周的密封，可随着辊侧内套7的转动而转动，在本发明中相当于动环。

图5和图9显示，左补偿密封套11和右补偿密封套12为外径相同的圆环，套装于辊侧内套7较大外径的套筒上，分别位于密封套10的左、右两侧；左补偿密封套11的左端面开有截面为U型的密封槽，右补偿密封套12的右端面开有截面为U型的密封槽，左、右补偿密封套的截面为连为一体的U型密封槽和环壁15，环壁15的内壁呈弧形，与密封套10的外圆周面滑动连接，其弧度与密封套10截面圆弧的弧度相同；左、右补偿密封套的密封槽中安装Ｏ型密封圈。

图5显示，耦合内套6、辊侧内套7、透盖8和压盖9装配后，在透盖8、辊侧内套7和压盖9之间形成一个密闭的腔体；左补偿密封套11、密封套10和右补偿密封套12装配后位于该密闭腔体中，左、右补偿密封套中O型密封圈的直径介于透盖8左盖板中心圆孔和右侧圆环直径之间，左补偿密封套11的Ｏ型密封圈与透盖8中心圆孔右端面形成密封，右补偿密封套12的Ｏ型密封圈与压盖9的左端面形成密封；左、右补偿密封套外径小于透盖8的圆环内径2～3mm，可以使左、右补偿密封套在透盖8的内腔实现一定范围内的径向移动；左、右补偿密封套与密封套10装配后两者圆心之间的距离小于透盖8左盖板中心圆孔右端面至压盖9左端面之间的垂直距离1～2mm，可以使左、右补偿密封套在密闭腔体中实现一定范围内的轴向移动；透盖8的圆环内圆周安装的弹簧14与左、右补偿密封套的外圆周面相抵产生预紧力，使左、右补偿密封套与密封套10的接触面形成机械密封面。

本发明左、右补偿密封套构成静环，密封套10构成动环，可随着辊侧内套7旋转；安装于透盖8圆环内圆周的多个弹簧14构成弹簧组提供预紧力，在弹簧组预紧力的作用下使静环左、右补偿密封套的弧形环壁内壁紧紧贴在动环密封套10的外圆周面从而形成主密封面，动环密封套10密封槽内安装的O型圈套于辊侧内套7，两者之间形成良好的密封面；静环左、右补偿密封套密封槽内的O型圈与透盖8、压盖9之间形成侧面密封面；上述密封面实现CVC窜辊耦合机构密封装置的密封功能。

正常轧制时，CVC中间辊1的轴头连接于窜辊耦合机构，中间辊1的轴头与辊侧内套7的右端固定连接，辊侧内套7通过螺栓连接于安装推力调心滚子轴承4的耦合内套6上，中间辊1连同辊侧内套7和耦合内套6绕着轴承座5会出现0~2°偏心角；密封压盖、透盖连接于轴承座，同理中间辊连同辊侧内套和耦合内套绕着密封压盖、透盖会出现0~2°偏心角。若辊侧内套7沿着中心线向上偏移，那么动环密封套10带动左补偿密封套11向下偏移致使弹簧组中下半部分弹簧14被压缩，而上半部分弹簧14则伸长，同时在轴向分力作用下左补偿密封套11向右轻微滑动；右补偿密封套12和弹簧14向相反方向移动，这样无论弹簧14怎么压缩或者左右补偿密封套有怎样的轴向或者径向滑动，左、右补偿密封套在弹簧力的作用下永远紧密地贴在密封套10上，这两者之间的弧形球面形成良好的密封面，从而起到密封作用；同时密封套10与辊侧内套7之间的两个O型圈形成了密封套10与辊侧内套7之间的密封面；左、右补偿密封套与透盖8和密封压盖9之间的O型圈形成了两者之间的密封面；在弹簧预紧力的作用下，动环和静环实时紧紧的贴在一起形成良好的密封面，与偏心角度方向无关，既而实现了任意角度的动态补偿，实现良好的密封效果。