专利名称：用于准备轴承组件的方法和轴承组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轴承组件(Lageranordnung)和一种用于为用于轧制金属轧件(例如板还或金属带)的轧棍的棍颈(Walzenzapfen)准备轴承组件的方法。轴承组件包括带有轴承衬套(Lagerbuchse)的轴承装入件(Lagereinbaustueck)和有轴承间隙地支承在轴承衬套中的、可推到棍颈上的轴颈衬套(Zapfenbuchse)。本发明尤其涉及用于在冶金工业的轧机中的工作辊或支撑辊的轴承组件。
背景技术：
这样的轴承组件以及用于准备其的方法在现有技术中原则上已知，例如参见R.S.Schrama 在“ Iron & Steel Technologies”中、2005 年十二月 “Types of Failures ofBackup Roll Assemblies，，。接下来参考图1至4来详细阐述一种已知的轴承组件以及一种已知的用于准备其的方法:
图1显示了用于支承轧辊200的已知的轴承组件100。轧辊包括辊体220以及两个辊颈210。辊颈210中的每个相应支承在分离的轴承组件100中。轴承组件中的每个包括轴承壳体、也称轴承装入件110。图2显示了轴承组件的详细的结构。相应地，轴承装入件110包括布置在装入件中的用于容纳辊颈210的环形的轴承衬套112。轴承组件100除了轴承装入件之外包括可推到辊颈210上的环形的轴颈衬套120。为了防止辊颈210在轴颈衬套120内旋转，在轴颈衬套120与棍颈之间设 置有滑键142、144。通过预旋紧的压力锁环(Drcukschulterring) 130来防止在轧制运行期间轴颈衬套从辊颈中轴向滑脱。轴颈衬套120在它的远离辊体的端部处具有以凸缘(Bund) 122的形式的径向突起。该环形的凸缘具有一定的同轴延伸，以便吸收如其例如在从辊颈取下轴颈衬套120时出现的力。对此，装入件连同轴承衬套112 —起在轴向上被从辊体220取下，其中，装入件或轴承衬套那么作用在凸缘122处并且以该方式在轴向上从辊颈210在轴向上、也就是说在轧辊200的纵轴线的方向上一起取下轴颈衬套。另外在图2中借助于箭头示出力分布，如其在轧制运行期间作用到轴承组件上那样。图3显示了轴承组件亦即在初始状态或新状态中的进一步详细的视图。在图3中可辨识出在轴颈衬套的外径Da与轴承衬套的内径Di之间的轴承间隙。在新状态中，该轴承间隙根据轴承组件的结构类型处于轴颈衬套的初始外径的0.5至1.5%。的允许的值域中。在粗轧运行期间，轴承组件经受极强的机械和热负载并且因此磨损。磨损现象在轴承衬套的内侧上和在轴颈衬套的外侧和内侧上具体地以表面的划痕或损伤的形式表现。这样的轴承组件的修理是常见的实践。传统地，不仅实现轴颈衬套的修理而且实现轴承衬套的修理。在此，轴颈衬套120的修理传统地包括以下步骤:通过车削，铣削或磨削来修整轴颈衬套120的外侧，其中，轴颈衬套120的外径被减小到使得存在的划痕或损伤不再存在。以类似的方式，还可来修整轴颈衬套的内侧，其中，内径那么增大。轴颈衬套的内径的增大然而具有该缺点，即在轴颈衬套以后再使用时它可比初始更远地推到辊颈上。这具有该缺点，即在辊体与装入件之间存在的、在图4中未示出的密封件将以不允许的方式被夹住。因此必需使轴颈衬套在它的面向辊体220的端面处缩短量C，使得轴颈衬套120不能比在新状态中更远地被推到辊颈上。在轴颈衬套120的背对辊体220的侧面上，轴颈衬套的内径的减小具有该缺点，即轴颈衬套120的凸缘122太靠近地伸到轴承衬套112处。在凸缘122与轴承衬套112之间应维持一定的最小间距A。为了维持该间距A，在轴颈衬套的内径实现增大时应相应地来修整凸缘122，也就是说在其同轴的延伸上减小到使得又建立最小间距A。然而在此，凸缘122的轴向延伸在其方面不允许低于一定的最小量，以便一如既往地确保凸缘的对于上述将轴颈衬套从辊颈取下所必需的稳定性。在进一步的结论中，轴颈衬套的内径的增大具有该缺点，即轴颈衬套的背对辊体220的端面在轴颈衬套推到辊颈上时远离压力锁环130 —段，使得压力锁环必须被相应地再移动。从现有技术中例如从文件EPl 151 145 BI已知制造带有由轴承金属、优选地白色金属构成的覆层的轴承衬套。轴承衬套的修理典型地包括以下步骤:
铲除面向轴颈衬套的轴承金属层、例如白色金属层，以去除包含在其中的划痕和损伤。该白色金属层在轴承衬套的新状态中典型地比较薄，使得其仅可被完全铲除。通常，在铲除白色金属层时不利地还一起铲除背对轴颈衬套的载体材料(典型地钢(轴承衬套主要由其构成))的薄的层，由此 轴承衬套在每次修理时被一点点更多地削弱。在铲除白色金属层之后，在轴承衬套112的内侧上实现新的白色金属层又重新建立到旧的/以前的规定的公称内径Di i日上；这次然而带有比在旧的所铲除的材料层中更大的轴承金属-层厚。新的白色金属层的更大的层厚基于所铲除的载体材料。因为(如所述)轴承衬套的内径Dil日在轴承金属层重新建立之后为了可更换性也保持不变，尤其不论如何不变小，但是同时通过铲除使轴颈衬套的外径Da减小，轴承间隙随着在轴颈衬套的外侧处的每次铲除而增大。在轴颈衬套的外侧与白色金属层之间的轴承间隙然而不允许由于该至少一个修整而大于轴颈衬套的初始外径的1.7%0。一旦达到对轴承间隙的该1.7%。的最大允许值或轴颈衬套的内径超过规定的限值，轴颈衬套传统上不允许被再次修理，而是必须被更换。传统上，因此在两至三次修理之后更换轴颈衬套，这通常与对于操作者的高成本和资源的高消耗相联系，因为那么典型地必须使轴颈衬套报废。对于在轴承衬套中的轴承金属层、尤其白色金属层的厚度存在厚度阈值SD，其不允许被超过。因为白色金属例如比轴承衬套的载体材料(白色金属层涂覆在其上)明显更软，所以这起作用。白色金属层仅可被提高到使得仍可满足轴承组件的规定的负载要求并且同时保持规定的公称内径。出于该原因对于轴承衬套适用的是，这样的修理不能任意经常地实施、而是通常最多实施两至三次
发明内容
从现有技术出发，本发明目的在于提供一种用于准备轴承组件的方法，其使至少高品质的、即昂贵的轴颈衬套的更久的利用成为可能。该目的通过在权利要求1中所要求保护的方法来实现。该方法特征在于以下两个步骤:
-通过将其外径Da初次减小到阈值Dak之下来修整轴颈衬套，在低于阈值Dak时轴承间隙将不再处于允许 的值域中，轴承间隙那么将保持在以前的轴承衬套的内径Di i日与轴颈衬套的减小到阈值之下的外径之间；以及
-提供新的轴承衬套，其以其内径Di #这样匹配于经修整的轴颈衬套的减小的外径，使得在新的轴承衬套的内径Di #与经修整的轴颈衬套的减小到所述阈值Dak之下的外径之间的轴承间隙具有在所规定的允许的值域中的值。该要求保护的方法提供该优点，即高品质的轴颈衬套(其比轴承衬套明显更昂贵)还可至少一次地、典型地然而还可多次地被修理并且可再使用。由此对于操作者产生明显的成本节省而对于环境相对于轴颈衬套的传统常见的报废实现资源的明显保护。通过提供新的轴承衬套(其在其内径Di #方面构造成使得轴承间隙处于允许的值域中)来实现轴颈衬套的再使用。这意味着，新的轴承衬套的公称内径Di #通常略微小于以前的轴承衬套的公称内SDi旧，以便在轴颈衬套的外径进一步减小时将轴承间隙保持在允许的值域中。由此根据本发明所形成的对(Paerchen)(包括带有减小到阈值Dak之下的外径的经修整的轴颈衬套和新的轴承衬套)对于带有允许的轴承间隙的轴承组件开始新的寿命周期。该寿命周期典型地又使不仅轴颈衬套的而且新的轴承衬套的多次修理成为可能。总体上，以该方式尤其可使轴颈衬套的使用寿命差不多翻倍。阈值Dak定义为:
Dak= Da 初始(1-0，0007)；
其中
Daftfe:在初次使用之前轴颈衬套的初始外径。根据第一实施例，新的轴承衬套以其内径构造成使得新的轴承衬套/带有Da#(Da#=在初次减小到Dak之下时轴颈衬套的外径)的轴颈衬套这对的起始轴承间隙相应于在轴承组件(在新状态中的以前的轴承衬套/在新状态中的轴颈衬套)的初始的新状态中的轴承间隙的允许值。新的轴承衬套的轴承金属层那么可在相应更厚地来设计的钢载体中还被保持得特别薄。用于轴承间隙的允许的原始值处于在新状态中的轴颈衬套的初始的公称外径的
0.3至1.5%。的值域中，视应用情况而定。轴承间隙的该值域不仅适用于以前的轴承衬套/相应在新状态中的轴颈衬套这对、而且适用于新的轴承衬套/带有初次小于Dak的Da的轴颈衬套这对。在相应的应用情况中轴承间隙受之后的修理、尤其受轴颈衬套的外径的减小限制增大到轴承间隙的初始的原始值的1.7倍还会是允许的。轴承间隙增大超过1.7倍或者(这对于新轴承衬套的大致不变的内径将是同义的)轴颈衬套的外径Da进一步减小到第二阈值Dak2=Da新(1-0.007)之下将不再允许。有利地，新的轴承衬套利用钢承载环来制造，其比在以前的经至少一次修理的轴承衬套中的钢承载环更厚。
如所述的那样，轴承金属层在带有轻微加厚的钢承载环的新的轴承衬套中有利地可具有仅最小的厚度，其可与以前的轴承衬套在给定的公称内径Di 1S中的新状态中的轴承金属层的厚度相比。尤其地，在新的轴承衬套中的轴承金属层明显地比在多次修理之后在以前的轴承衬套中的轴承金属层厚更薄。轴颈衬套的修整典型地包括上面参考图4已说明的步骤。轴颈衬套的该修整也可在实施根据本发明的方法之前、也就是说在轴颈衬套的外径初次减小到低于阈值的值之前已发生一次或多次。在此，轴颈衬套的外径的减小然而总是仅逐渐地实现，但是决不低于阈值0^临界的阈值Dak定义成使得在低于其时轴承间隙(其那么将保持在以前的轴承衬套的内径与轴颈衬套的减小到阈值Dak之下的外径之间)将处于允许的值域之外、尤其将超过所规定的允许的最大值。在根据本发明的方法中有利地可设置成，使轴颈衬套在它的远离辊身的、也就是说背对辊体的端面处在轴向上延长，例如通过将环收缩到远离辊身的端面中。该轴向延长有利地使即使在轴颈衬套的内径增大时在该端面与压力锁环之间的形状或力配合成为可能。该环有利地可更换地来装配。有利地，轴颈衬套的上述修整也可在外径初次减小到低于旧的阈值的值之后还实现至少一次、典型地然而直至三次，而不低于新的阈值。有利地，新的轴承衬套可被多次地修理和再使用。以前的轴承衬套的修理和新的轴承衬套的修理典型地根据相同的图解实现，其包括上面参考图4所说明的步骤:
在轴承衬套的内侧上、可选地与轴承金属层或白色金属层的背对轴颈衬套的载体材料的薄的层一起铲除面向轴颈衬套的典型地由白色金属层构成的轴承金属层；以及
在轴承衬套的内侧上重新建立带有比在所铲除的金属层中典型地更大的层厚的新的轴承金属层，使得新的轴承衬套的初始的公称内径Di #又被制造；如此修理的轴承衬套因此保持可更换。
有利地，新建立的轴承金属层的层厚始终低于厚度阈值SD。这是重要的，因为新建立的材料、优选地白色金属比较软并且因此仅保持受限的负载要求。在厚度阈值之上的材料层的太大的厚度将不再满足对轴承组件所要求的负载要求。最后应提及，修整、减小外径、增大内径或铲除材料例如通过磨削、铣削或车削实现。
为了说明总共附加了 6幅图，其中:
图1显示了根据现有技术的带有轧辊的轴承组件；
图2显示了根据现有技术的轴承组件的第一详细视 图3显示了根据现有技术的轴承组件的第二详细视 图4显示了由于实施根据现有技术的修理轴承组件的变化；
图5显示了在实施根据本发明的方法之后的轴承组件；以及 图6显示了图5的详细视图。在所有附图中，相同的技术特征以相同的附图标记来标明。
具体实施例方式接下来参考图5和6来详细说明本发明。图5显示了在实施根据本发明的方法之后的轴承组件100，也就是说带有新的轴承衬套112’和经修整的轴颈衬套120。根据本发明的方法用于使用过的和典型地已多次修理的轴承组件、尤其轴颈衬套能够有新的第二寿命。根据本发明的方法因此设立在封闭的轴承组件中，在其中轴颈衬套120的外径由于之前的修整相对于新状态已明显减小。在轴承金属层的内径、也就是说近似轴承衬套的内径与轴颈衬套120的减小的外径之间的轴承间隙在实施根据本发明的方法之前、也就是在实施最后的修整之后典型地然而不强制必需地还处于允许的值域中；也就是说，轴承间隙在相应的应用情况中还不大于轴承间隙的初始的值的1.7倍。轴颈衬套 在进一步的整修/修理的范围中的进一步的铲除(在维持以前的轴承衬套的以前的公称内径Di i日的情况下)然而必然将导致不允许地大的轴承间隙。轴颈衬套然而在该实际情况中还可被修理至少一次、典型地然而还直至三次。因此，根据本发明的方法首先设置成还修整轴颈衬套一次、也就是说通过材料铲除来消除在其表面中/在其表面上的划痕或损伤。在此，现在使轴颈衬套的外径初次减小到上述外径阈值Dak之下。附加地，如在图5中所示，设置有新的轴承衬套112’，其关于其内径包括轴承金属层在内构造成使得轴承间隙被减小到在允许的值域内对于相应的应用可选的量上。对于新的轴承衬套112’，定义新的公称内径Di #，其中，Di #<Di 10。Di #被选择成使得新的轴承间隙尽管进一步铲除轴颈衬套的外径仍处于轴颈衬套的初次减小到Dak之下的外径Da #的
0.3-1.5%。的允许的值域中。外部的载体材料114、例如钢在新的轴承衬套112’中优选地比以前的轴承衬套略微更厚地来构造。用于轴颈衬套的外径的阈值Dak定义成:Dak= Datoij (1-0，0007)，其中，Dato始是轴颈衬套在其第一次使用之前的新状态中的公称外径。如在图6中所示，轴承金属层在此然而限制到必需的最小层厚上，如这例如即使在以前所使用的轴承衬套的新状态中也是这种情况。在新的轴承衬套中的轴承金属的该层厚无论如何明显小于所规定的厚度阈值；优选地甚至薄到使得之后轴承衬套的多重修理还是可能的，其中，如所述的那样，相应可实现厚度的逐渐增大，而轴承金属层的厚度不超过厚度阈值。只要需要，根据本方法的轴颈衬套的修整也还可包括以下步骤:
在其内侧上修整轴颈衬套，其中，使轴颈衬套的内径增大；在其辊身侧的端面125处在其轴向长度上缩短轴颈衬套，使得在将带有增大的内径的轴颈衬套推到辊颈上时，位于轧辊的辊身与轴承组件之间的密封件不被过度挤压。另外，使在径向上向外伸的凸缘122在轴颈衬套120的远离辊身的端部处在凸缘的面向轴承衬套的端面上在其轴向延伸上减小，以便确保与轴承衬套的远离辊身的端面必需的最小间距A。此外，可以是必需的是，在轴颈衬套120中还设置在滑键142、144的区域中的材料铲除，由此其可如以前那样来安装。无论如何，滑键142、144必须在压力锁环130与轴颈衬套120之间仍充足地提供覆盖。所有的刚才提及的在轴颈衬套的内径处、在其辊身侧的端面处、在凸缘122处以及在滑键的区域中的材料铲除在图5中以阴影线示出。
最后，根据本发明的方法设置成，轴颈衬套在它的面向辊身的端面125处的必需的铲除中又被延长到其初始长度Lwij上，以确保压力锁环130的符合规定的贴靠。为了该目的，带有必需的厚度的环绕的环被安装、例如收缩在轴颈衬套120的远离辊身的端面127处。环150优选地构造有矩形轮廓，以考虑滑键142的存在。附图标记清单 100轴承组件 110轴承装入件 112以前的轴承衬套 112’新的轴承衬套 113轴承金属层
114载体材料 120轴颈衬套 122轴颈衬套的凸缘 130压力锁环 142第一滑键 144第二滑键 150环 200轧辊 210辊颈
220辊体(=辊身)
Daftfe轴颈衬套在第一次使用之前的初始的新状态中的外径 Da轴颈衬套的相应当前的外径
Dali轴颈衬套在初次减小 到低于Dak、也就是说在轴颈衬套的第2寿命开始时I的外径 Dak轴颈衬套的外径的临界阈值
Dak2轴颈衬套的外径的第二临界阈值，其中Dak2=Dali (1-0.0007)
Di i日带有轴承金属覆层的以前的轴承衬套的内径 Dili带有轴承金属覆层的新的轴承衬套的内径 SD用于轴承金属层的厚度阈值。
权利要求
1.一种用于为用于轧制轧件的轧辊的辊颈准备轴承组件的方法，其中，所述轴承组件包括带有轴承衬套的轴承装入件和有轴承间隙地支承在所述轴承衬套中的且能够推到所述辊颈上的轴颈衬套；并且其中，所述方法特征在于以下步骤: -通过将其外径Da初次减小到阈值Dak之下来修整所述轴颈衬套，在低于所述阈值Dak时所述轴承间隙将不再处于允许的值域中，所述轴承间隙那么将保持在以前的所述轴承衬套的内SDi i日与所述轴颈衬套的减小到所述阈值之下的外径之间；以及 -提供新的轴承衬套，其以其内径Di #这样匹配于经修整的所述轴颈衬套的减小的外径，使得在新的所述轴承衬套的内径Di #与经修整的所述轴颈衬套的减小到所述阈值Dak之下的外径之间的轴承间隙具有在所规定的允许的值域中的值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述轴承间隙所规定的允许的所述值域相应于在所述轴承组件的初始的新状态中所述轴承间隙的值域。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对所述轴承间隙允许的所述值域为所述轴颈衬套的初次减小到所述阈值Dak之下的外径Da的0.3-1.5%。。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，利用钢承载环来制造新的所述轴承衬套，所述钢承载环比在以前的所述轴承衬套中更厚并且利用轴承金属层在其孔的内侧上来制造，其中，新的所述轴承衬套的轴承金属层起初具有与以前的所述轴承衬套在新状态中的轴承金属层几乎相同的厚度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述轴颈衬套的修整具有以下步骤: -修整所述轴颈衬套的外侧，其中，使其外径减小；并且倘若需要 -在其内侧上修整所述轴颈衬套，其中，使其内径增大；并且倘若需要 -在其辊身侧的端面处在其轴向长度上缩短所述轴颈衬套；并且倘若需要 -使径向上向外伸的凸缘在所述轴颈衬套的远离辊身的端部处在环形的所述凸缘的面向所述轴承衬套的端面上在其同轴的延伸上减小。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述轴颈衬套的修整也已在所述外径初次减小到低于所述阈值的值之前发生至少一次。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，使所述轴颈衬套在它的远离辊身的端面处在轴向上延长，例如通过将环收缩到远离辊身的所述端面中。
8.根据权利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，所述轴颈衬套的修整也在所述外径初次减小到低于所述阈值的值之后还实现至少一次。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在准备新的所述轴承衬套之后，倘若需要，实现新的所述轴承衬套的至少一个修理。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，新的所述轴承衬套的修理具有以下步骤: -在新的所述轴承衬套的内侧上、可选地与所述轴承金属层的背对所述轴颈衬套的载体材料的薄的层一起铲除面向所述轴颈衬套的典型地由白色金属层构成的所述轴承金属层；以及 -重新建立带有这样的层厚的新的轴承金属层，使得新的所述轴承衬套的初始的公称内径Di #又被制造 。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，新建立的所述轴承金属层的层厚处于厚度阈值(Sd)之下。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，修整、减小外径或铲除材料例如通过磨削、铣削或车削实现。
13.一种带有轴承装入件和经修整的轴颈衬套的轴承组件，其根据权利要求1至12中任一项所述的方法来准备 。
全文摘要
本发明涉及一种用于为辊颈准备轴承组件的方法，其中，轴承组件包括带有轴承衬套的轴承装入件和有轴承间隙地支承在轴承衬套中的且可推到辊颈上的轴颈衬套。为了延长轴承组件的使用寿命且因此为了节省成本，根据本发明的方法设置用于为了消除划痕将轴颈衬套的外径Da也减小到阈值Dak之下并且同时提供新的轴承衬套，其在其内径Di新方面这样匹配于轴承衬套的减小的外径，使得轴承间隙保持在所规定的允许的值域中。
文档编号B21B31/08GK103228371SQ201180058850
公开日2013年7月31日 申请日期2011年9月5日 优先权日2010年10月6日
发明者K.凯勒, K.勒因格 申请人:Sms西马格股份公司