Шпиндельне з’єднання

Изобретение относится к механическому оборудованию, преимущественно, сортовых и заготовочных прокатных станов и может быть использовано в устройствах для передачи вращения рабочим валкам прокатной клети. Известно устройство для крепления лопасти прокатного валка в полости муфты универсального шпинделя с помощью подпружиненных фиксаторов, входящи х в углубления; выполненное на лысках лопасти. Во время перевалок шпиндель удерживается в осевом направлении специальным устройством. Фиксация и расфиксация происходят при перемещении валка относительно муфты с осевым усилием, необходимым для сжатия пружины фиксатора. Недостатками конструкции являются необходимость создания сложного устройства для осевого удержания шпинделей и обеспечения значительных осевых усилий, а также низкая надежность фиксации и рас-Фиксаций муфты и валка, связанная с затиранием и быстрым износом контактирующих поверхностей [1]. Известно также устройство фиксации хвостовика валка в полости муфты шпинделя в виде цилиндрического стопора с лыской, взаимодействующего посредством зубчатого зацепления с надетым на муфту кольцом, которое удерживается с помощью зажима извне при осевых перемещениях шпинделя с рабочей клетью и валками. Для нормальной работы устройства необходимо выдержать точность угла поворота стопора при фиксации и расфиксации хвостовика валка при перевалках. Для этого требуются высокая точность изготовления и монтажа элементов фиксации, что труднодостижимо в крупногабаритных агрегатах прокатного оборудования. Наличие зазоров, воздействие пыли и окалины может привести к неполному провороту, поломкам стопора и. как следствие, надежной фиксации и расфиксации хвостовика валка в муфте, к повышенным трудозатратам к потерям времени при перевалках [2]. Задача изобретения - усовершенствовать шпиндельное соединение таким образом, чтобы обеспечить повышение надежности фиксации и расфиксации хвостовика валка в муфте шпинделя при перевалках. Решение поставленной задачи решается тем, что в шпиндельном соединении, содержащем шпиндель, шпиндельный стул, муфту для сочленения шпинделя с хвостовиком прокатного валка, имеющую стопор, кольцо, надетое на муфту с возможностью осевого перемещения, упор для кольца, установленный на свободном торце муфты, согласно изобретению, кольцо подпружинено к упору и снабжено кольцевым выступом на наружной поверхности, на внутренней поверхности кольца выполнены сопряженные цилиндрический и конический участки, последний из которых обращен большим диаметром к упору, диаметр цилиндрического участка соответствует наименьшему диаметру коническою участка, при этом шпиндельный стул снабжен ограничителями осевого перемещения кольца, расположенными с возможностью периодического взаимодействия с его кольцевым выступом, а в муфте выполнен радиальный паз, в котором установлен стопор с возможностью перемещения вдоль оси паза и постоянного поджатия, например, посредством пружины к внутренней поверхности кольца. Разница между наибольшим и наименьшим радиусами конического участка соответствует расстоянию между крайними положениями стопора. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид шпиндельного соединения; на фиг.2 - вид Б на фиг.1; на фи г.3 разрез А - А на фиг.1 (в увеличенном масштабе, когда хвостовик валка зафиксирован в муфте); на фиг.4 - разрез А - А на фиг.1 (в увеличенном масштабе, когда хвостовик валка не зафиксирован в муфте). Шпиндельное соединение содержит шпиндель с двумя шарнирными головками 1 и 2, одна из которых выполнена заодно с муфтой 3 для сочленения с хвостовиком прокатного валка 4. Другая головка связана со шлицевым валом 5, входящим в шлицевое отверстие валка шестеренной клети (не показан) при осевых перемещениях прокатной клети вместе с валками и шпинделем, обусловленных сменой калибров. Посредством шпиндельного стула 6, расположенного на станине; шпиндель удерживается в горизонтальном положении во время перевалок. В муфте 3 выполнено радиальное отверстие, в котором установлен стопор 7, подпружиненный телескопической пружиной 8 в направлении от оси вращения. Стопор 7 удерживается в радиальном направлении гайкой 9. Наружный 10 и внутренний 11 концы стопора 7 выполнены сферическими. На цилиндрическую наружную поверхность муфты 3 надета кольцевая обойма 12, у которой изнутри выполнена коническая выточка, выходящая своим основанием на один из торцев, а снаружи кольцевой выступ 13. Обойма 12 посажена на муфту 3 с некоторым ходовым зазором и подпружинена вдоль оси пружиной 14 к неподвижно закрепленному упору 15. При этом к последнему обращен торец обоймы 12, на который выходит ее конический участок. К шпиндельному столу 6 крепятся щеки 16 с ограничителями 17 и 18 таким образом, что между ними расположен кольцевой выступ 13 обоймы 12. Расстояние между ограничителями 17 и 18 на каждой щеке 16 соответствует ходу прокатной клети. Для обеспечения вращения шпинделя в процессе прокатки необходимо, чтобы наружный диаметр головки 1, обоймы 12 и упора 15 был меньше расстояния между противоположно расположенными ограничителями 17 и 18, а для взаимодействия последних с обоймой 12 во время перевалок наружный диаметр кольцевого выступа 13 должен превышать, это расстояние Разница между наибольшим и наименьшим радиусами конического участка кольца 12 соответствует расстоянию между крайними положениями I стопора 7 (фиг.4). Шпиндельное соединение работает следующим образом. Прокатка и осевое перемещения рабочей клети со шпинделем для смены калибров происходят, когда хвостовик валка зафиксирован в муфте (фиг.3). При этом обойма 12 подпружинена к упору 15, ограничители 17 не касаются выступа 13, а вал шпинделя - шпиндельного стула 6. Для извлечения хвостовика валка из муфты 3 рабочая клеть с валками перемещается в направлении от шпиндельного стула 6 по стрелке I (фиг.2). После соприкосновения кольцевого выступа 13 с ограничителями 17 обойма 12 смещается относительно муфты 3 по стрелке II (фиг.2). При этом пружина 14 сжимается до тех пор, пока обойма 12, сместившись, не освободит выход стопора 7 под действием пружины 8 из паза, выполненного в хвостовике валка 4. Это обуславливает расфиксацию хвостовика валка 4 в муфте 3. Дальнейшее движение рабочей клети по стрелке I (фиг.2) сопровождается извлечением хвостовика валка 4 из муфты 3 шпинделя, который удерживается приподнятым шпиндельным стулом 6, например, посредством гидроцилиндров. Смена рабочих валков осуществляется вместе с клетью. Клеть с новыми валками перемещается по направлению стрелки II (фиг.2), а шпиндель удерживается в осевом направлении шпиндельным стулом 6. Хвостовик валка 4 вводится в полость муфты 3 до взаимного упора их торцев. При движении клети в том же направлении после соприкосновения кольцевого выступа 13 с ограничителями 18 обойма 12 смещается, относительно муфты 3 по направлению стрелки I (фиг.2), прижимает пружину 8 стопора 7, вводя его в паз хвостовика валка 4. Тем самым последний фиксируется в муфте 3. Использование шпиндельного соединения повышенной надежности в главных линиях сортовых, заготовочных прокатных станов позволит снизить их простои, ремонтные и эксплуатационные затраты, а также повысить их производительность.