Універсальний шарнір на тілах кочення

Універсальний шарнір на тілах кочення, що містить зовнішню обойму та сферичну головку, в пазах (або лунках) якої розташовані тіла кочення, кулі або ролики, який відрізняється тим, що сферична головка додатково обладнана радіальними пазами, в основі яких виконано повздовжні циліндричні пази діаметром d>b, де b ширина радіального паза, при цьому кількість тіл кочення, а відповідно і пазів, має бути кратною 4, але не менше 8. (19) (21) u200709053 (22) 06.08.2007 (24) 25.12.2007 (72) ГАЛІЦКИЙ ВОЛОДИМИР ПЕТРОВИЧ, UA, МАШКІН ЛЕОНІД ФЕДОРОВИЧ, UA, ЄФІМЕНКО ОЛЕКСІЙ ЮРІЙОВИЧ, U A (73) НАЦІОН АЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ, U A (56) 3 28864 4 Універсальний шарнір складається з обойми 1 4 dr cos a = 1 - ctg j(1 - 1 ), з повздовжніми напівциліндрічними пазами 2, r 2 cos j сферичної головки 3 з лунками 4 і радіальними де: j - кут повороту шарніра; d - радіальний пазами 5 шириною b, в основі яких виконано зазор між тілом кочення та пазами; r - радіус тіла циліндричні повздовжні пази 6 діаметром d (d>b), а кочення; r - радіус паза; R0 - радіус розташування також тіл кочення (куль або роликів) 7, упорної кулі центрів тіл кочення. Також відомо, що критичне 8, кришки 9. значення j, при якому вибираються зазори в Універсальний шарнір працює наступним 1 чином. Передавання обертового моменту від шарнірі: cos j . Можна допустити, що min = ± обойми 1 до головки 3 (або навпаки) здійснюється 4dr 2тілами кочення (кулями або роликами) 7, при r2 цьому частина головки, відокремлена суміжними 1 критичний кут повороту: 4dr = 0 , тоді cosjmin = ± радіальними пазами 5 і циліндричними 2 r2 повздовжніми пазами 6, утворює пружній елемент, p n p , а кількість «критичних» позицій, що який пружно деформується, упорна куля 8 j= ± 4 2 обмежує осьову здвижку головки відносно обойми, можуть займати тіла кочення: z = p = 4 . Таким кришка 9 закриває порожнину шарніра і утримує p/ 4 мастило. чином, для рівномірного навантаження в Для забезпечення обертової пружності «критичних позиціях», де вибираються зазори, шарніра у головці виконано радіальні кількість тіл кочення повинна бути кратною 4. Але відокремлюючі пази, в основі яких виконані якщо в шарнірі буде лише 4 тіла кочення, під час повздовжні циліндричні пази, яки забезпечують обертання вони можуть зайняти положення пружну деформацію елементів головки, в яких попарно відповідно у площині перекосу шарніра та розташовані тіла кочення. Розміри радіальних перпендикулярній площині. У цю мить, за умови пазів і повздовжніх циліндричних пазів наявності перекосу шарніра, 2 тіла, що розраховуються і залежать від розташуються у площині перекосу шарніра, навантажоспроможності, геометричних розмірів значною мірою вийдуть із зачеплення, і шарніра, і забезпечують обертову пружність навантаження на інші 2 тіла значно підвищиться. шарніра. Варіюючи розмірами: по перше За для більшої плавності передавання обертового діаметром циліндричних пазів в основі моменту і перерозподілу навантаження тіла відокремлюючих пазів, по друге - шириною кочення повинні займати положення в площинах: відокремлюючих пазів, можливо на етапі 1) «вертикальній» - площина перекосу шарніра, 2) проектування розрахувати і забезпечити обертову «горизонтальній» перпендикулярна пружність шарніра. «вертикальній» площині, 3) дві взаємно На практиці, при виготовленні шарніра мають перпендикулярні площині розташовані під 45° до місце неточності виконання розмірів лунок і пазів і «вертикальної» площини. Таким чином, кількість їх розташування (по кутовому допуску), що тіл кочення в шарніри повинна бути кратною 4, але призводить до нерівномірності замикання зазорів і не менше 8шт. нерівномірності навантаження тіл кочення і Використовуючи універсальний шарнір у відповідних поверхонь. шпинделях прокатного стана слід очікувати Пружна деформація елементів головки, зниження ударних навантажень, зниження зносу розташованих між радіальними пазами, деталей шарнірів, зниження собівартості забезпечить компенсацію неточностей шпиндельного з'єднання при виготовленні, виготовлення елементів шарніра, що знизить монтажі, обслуговуванні і демонтажі за рахунок ударні навантаження в шарнірі під час підвищення довговічності, ремонтопридатності і передавання обертового моменту, забезпечить уніфікації деталей шпинделя. Окрім цього контакт тіл кочення з відповідними пазами прогнозована обертова пружність шарніра (лунками) при перекосі вісей обойми і головки, дозволить підвищити кількість тіл кочення, що підвищить його навантажоспроможність і знаходяться в зачепленні і передають обертовий довговічність. момент, знизити биття і вібрації шпинделів і В теперішній час розрахунок шарніра робочих валків, знизити обертові коливання в здійснюють виходячи з припущення , що в головній лінії прокатного стана, що добре зачепленні гарантовано знаходяться тільки 2 тіла позначиться на точності прокатки, якості готової кочення. Але, можна довести, що «критична» продукції. кількість тіл кочення, що знаходяться в зачепленні, дорівнює 4. Як відомо [А.А.Динник, А.Н.Комаров, Л.Ф.Машкин, В.П.Галицкий, Конструкция и основы расчета универсальных шаровых шпинделей нового типа для привода рабочих валков быстроходных прокатных станов. Обработка металлов давлением /Научные труды /«Металлургия», М. 1967г., с.36-46], кут на хилу вала шпинделя (кут нахилу шарніра) визначається рівнянням: 5 28864 6