Научно-исследовательская работа (стр. 5 )

На рисунке 2.5 показан универсальный шпиндель с шарнирами на роликовых конических подшипниках конструкции ВНИИМетмашу - НКМЗ.

Шпиндель предназначен для передачи крутящего момента 50 кНм при частоте вращения до 800 об/мин. Со стороны рабочего валка и со стороны повода вилки-полумуфты 3 соединенные с фланцами 1: два диаметральных зуба (кулака) вилки входят в соответствующие пазы во фланце. Вторые вилки-полумуфты 10 насаженные на шлицевые концы среднего вала шпинделя. Вилки изготовлены из высокопрочной стали марки 34ХН3М, вал - из стали 45.

Рисунок 2.5 - Универсальный шпиндель с шарнирами на подшипниках качения

Осевые перемещения шпинделей допускаются за счет скольжения фланца 1 на конце вала. Крестовина шарнира образуется четырьмя осями 8, изготовленными из стали 40ХМ, с роликовыми подшипниками 5, что входят в отверстия на четырех концах двух вилок 3 и 10, внутренней втулкой 9 и внешней обоймой 4. От перемещения оси 8 фиксируются болтами 7, закатанными во внутренней гайке 6 с четырьмя отверстиями с резьбой М36. Смазка роликовых подшипников и осей 8 густым маслом, набивное. Периодически масло пополняется через пробки в оси 8.

Для привода валков жестепрокатных и дрессировочных станов при больших скоростях прокатывания (до 40 м/с) применяют шпиндели типа продленных зубчатых муфт, зубья которых обработаны внешне по сфере и пересечение их бочкообразной формы. Такие зубчатые шпиндели показали хорошие результаты в эксплуатации.

Патентный обзор.

Шарнир универсального шпинделя [2] (рисунок 2.6). Изобретение относится к металлургическому машиностроению и может быть использовано в приводах валков прокатных станов.

Цель изобретения - обеспечение повышения долговечности шарнира.

Формула изобретения. Шарнир универсального шпинделя, преимущественно привода прокатных валков, который включает лопасть и вилку, между которыми установлены вкладыши, сухарь, камень и расположены между вкладышами и лопастью сегменты, отличный тем, что, с целью обеспечения повышения долговечности шарнира, сухарь установлен в вилке с возможностью вращения относительно оси расточки вилки, а поверхности контакта сухаря с камнем выполнены сферическими.

Рисунок 2.6 - Шарнир универсального шпинделя

Лопасть 1 охватывается вилкой 2 с цилиндровой расточкой, в которой расположены бронзовые вкладыши 3, своими плоскими поверхностями контактирующие с сегментами 4. Сегменты 4 своими цилиндровыми поверхностями контактируют с цилиндровыми расточками в лопате 1 и содержатся буртами этих расточек от смещения вдоль породільної оси шарниру.

Сухарь 5 своей цилиндровой внешней поверхностью, на которой выполнено наплавление (или закреплены накладки) антифрикционным материалом, установленный в центральной части цилиндровой расточки вилки 2. Плоскими параллельными боковыми поверхностями сухарь 5 контактирует с торцами вкладишем 3, содержась ими от поперечного смещения, а четырьмя выполненными на сухаре для удобства сбора плоскими выступлениями упирается в плоские рабочие поверхности вкладышей 3. Сухарь 5 имеет внутреннюю сферическую поверхность, по которой происходит контакт с сферическим камнем 6.

Для удобства монтажа камня 6 сухарь 5, выполненный составляющим из двух частей, плоскость разъема которых проходит через центр сферы.

При изнашивании вкладышей 3 в процессе работы шарнира сегменты 4 самоустанавливаются в расточках лопасти 1, а лопасть возвращается в вилке относительно оси, благодаря соответствующий поворот камня 6 в сухаре 5 по сфере, и сохраняется равномерное распределение удельного давления на рабочих поверхностях вкладышей 3.

Универсальный шарнир [3] (рисунок 2.7). Изобретение относится к поводам прокатных станов, но также может использоваться в поводах других машин, которые используют валы с универсальными шарнирами для соединения несоосных валов.

Цель изобретения - уменьшение изнашивания шарнира путем увеличения плоскости контакта поверхностей трения и снижением контактных давлений, сокращение времени перевалки путем исключения вспомогательных операций по установлению компенсаторов изнашивания, а также компенсация неравномерности износа деталей, которые противолежат поверхностям трения шарнира.

Формула изобретения: 1) Универсальный шарнир, преимущественно привода прокатной клети, который содержит лопасть, вилку, расположенные между лопастью и вилкой вкладыши, соединенные между собой осью, и компенсаторы изнашивания с упругим элементом, отличный тем, что с целью уменьшения изнашивания шарнира путем увеличения плоскости контакта поверхностей трения и снижения контактных давлений, компенсаторы изнашивания выполнены в виде установленных между лопастью и вкладышем клиньев с сферической головкой, которая взаимодействует с толкателем, расположенным в вилке по ее оси и он опирается на упругий элемент; 2) Шарнир, отличный тем, что с целью компенсации неравномерности изнашивания противоположных поверхностей трения шарнира, толкатель выполнен в виде основы и шарнирно установленного на нем коромысла, на соответствующее плечо которого опирается сферическая головка каждого из клиньев.

Рисунок 2.7 - Универсальный шарнир

Универсальный шарнир содержит лопасть 1, связанную с прокатным валком, и вилку 2, установленную на валу шпинделя, который передает вращение от двигателя клети к валку. Между цилиндровыми поверхностями щек вилки и лопастью установлении вкладыши 3, соединении между собой осью 4 и компенсаторы 5 изнашивания, каждый из которых выполнен в виде цилиндрового клина, который контактирует с наклонными поверхностями 6 лопасти и плоской поверхностью 7 вкладыша. Головки 8 компенсаторов выполнены сферическими и взаимодействуют с коромыслом 9 толкателя, которое шарнирно установлено на основе 10, которая опирается на упругий элемент 11, установленный в цилиндровой расточке вилки. Каждый компенсатор обеспечен кронштейном 12, что взаимодействует с расположенным между ним и лопастью упругим элементом 13. Компенсаторы установленные в пазах лопасти и прижатые к ней через упругий элемент 14 с помощью булавок 15.

Шарнир универсального шпинделя [4] (рисунок 2.8). Изобретение относится к металлургическому оборудованию, преимущественно к приводам рабочих валков прокатных станов. Цель изобретения - повышение срока службы шарнира путем создания возможности оптимального сочетания материалов трущихся пар и усиления вкладыша. Формула изобретения. Шарнир универсального шпинделя, который включает лопасть, вилку, установленные между вилкой и лопастью вкладыши, соединительный сухарь и расположенные между каждым вкладышем и лопастью в расточках одного из этих элементов цилиндровые сегменты с буртами, отличный тем, что, с целью повышения срока службы шарнира путем создания возможности оптимального сочетания материалов трущихся пар и усилением вкладыша, расточки под сегменты выполненные в лопасти шарнира.

Рисунок 2.8 - Шарнир универсального шпинделя

При передаче крутящего момента от вилки 2 к лопасти бронзовые вкладыши 3 передают окружное усилие через пару диаметрально расположенных сегментов 5 на лопасть 1. Под действием окружного усилия сегменты 5 самоустанавливаються в цилиндровых расточках лопасти 1, обеспечивая равномерную контактную нагрузку на рабочих поверхностях шарнира.

Шарнир универсального шпинделя [5] (рисунок 2.9). Изобретение относится к прокатному производству и может быть применен в приводных шпинделях прокатных станов.

Рисунок 2.9 - Шарнир универсального шпинделя

Цель изобретения - увеличение срока службы шарнира путем обеспечения регуляции представления смазки в зависимости от угла перекоса в шарнире.

Формула изобретения. Шарнир универсального шпинделя, преимущественно привода прокатного стана, который содержит головку, лопасть и сегментные вкладыши с устройством для их смазки, выполненные в виде плунжера насосу, расположенного в головке шпинделя, отличный тем, что, с целью регуляции представления смазки в зависимости от угла перекоса в шарнире, насос расположен в углублении головки так, что ось плунжера параллельна оси шпинделя и торец плунжера упирается в торец лопасти шарнира.

Шарнир универсального шпинделя образуется лопастью 1 со стороны валка, головкой (вилкой) 2 шпинделя 3, сегментными вкладышами 4 и сухарем 5. Устройство для смазки вкладышей выполнено в виде четырех насосов плунжеров 6, которые расположены попарно в головке шпинделя 2 диаметрально противоположно друг другу с возможностью взаимодействия торцов плунжеров 7 насосов с торцом лопасти 1 шарнира. Емкостью 8 для масла служит цилиндровая расточка, которая выполнена в теле головки 2 шпинделя по его оси. В емкости 8 расположен поршень 9, подпружиненный пружиной 10. С помощью смазочных каналов 11 емкость 8 соединенная с полостями насосов 6, при этом нагнетательная полость каждого насосу соединенная каналами 12 с определенным смазочным местом вкладышей 4.

Для заправки емкости 8 маслом служит канал 13 с обратным клапаном 14. Для соединения с атмосферой воздушной полости емкости 8 служит отверстие 15.

Шарнир универсального шпинделя [6] (рисунок 2.8). Изобретение относится к машиностроению и может быть использован в поводах рабочих валков клетей прокатных станов.

Рисунок 2.8 - Шарнир универсального шпинделя

Цель изобретения - увеличение долговечности шарнира путем предотвращения возможности передачи крутящего моменту нерабочим поверхностям вкладыша и обеспечения работы шарнира по расчетным схемам нагрузки.

Формула изобретения. Шарнир универсального шпинделя, который включает у себя разрезную лопасть, вилку с проточкой, вкладыши с буртом, смонтированные в проточке вилки, сухарь, который входит в отверстия вкладышей и связанный с лопастью по цилиндровой поверхности, отличен тем, что, с целью повышения долговечности шарнира, проточка в вилке и бурт вкладыша выполнены сферическими с геометрическим центром в центре шарнира. Шарнир включает разрезную лопасть 1, вилку 2 с проточкой, вкладыши 3 с буртом, смонтированные в проточке вилки 2, сухарь 4, который входит в отверстия вкладышей 3 и связанный с лопастью 1 по цилиндровой поверхности. Соединение буртов вкладышей 3 с проточкой в вилке 2 выполнено по сферической поверхности с геометрическим центром в центре шарнира. По мере изнашивания плоских контактных поверхностей вкладышей 3 лопасть 1, возвращаясь по сегментным выпуклостям сухаря 4, хранит полноту контакта с вкладышами 3 и не должен возможности контактировать с сухарем 4, чем исключается передача моменту через сухарь 4. При изнашивании цилиндровых контактных поверхностей вкладышей 3 они, возвращаясь по сферической поверхности проточки, выполненной в вилке 2, предотвращают возможности передачи моменту через бурты вкладышей 3.