Ролик, кільце ролика і спосіб виготовлення такого ролика

1. Ролик, що містить, з одного боку, привідний вал (1), який має два віддалених один від одного по осі упорних кільця (2, 3), одне (2) з яких жорстко закріплене, а інше є стопорною гайкою (3), і, з іншого боку, ряд кілець (4) ролика, розміщених між закріпленим упорним кільцем і стопорною гайкою, при цьому кожне з кілець ролика складається із зовнішнього кільця (6) із твердого металу і концентричного внутрішнього кільця (7) із більш пластичного металу, яке металургійним шляхом нерознімно сполучене із зовнішнім кільцем і має частину (12), яка виступає по осі з кінця (10) зовнішнього кільця (6), який відрізняється тим, що кожне кільце (4) ролика жорстко сполучене з валом (1) за допомогою одного або більше стопорних штифтів (19), які введені в крізні отвори (20) у виступній частині (12) внутрішнього кільця і зачіпляються з отворами (21) у валу (1). 2. Ролик за п. 1, який відрізняється тим, що вал (1), а також кожне кільце (4) ролика має основну форму, яка є обертально симетричною відносно осі (С), навколо якої обертається ролик, при цьому кожний стопорний штифт (19) орієнтований радіально так, що його центральна вісь (А) є перпендикулярною геометричному валу (С). 3. Ролик за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що кожне кільце (4) ролика прикріплене до вала (1) за допомогою великої кількості стопорних штифтів (19), які знаходяться на рівних лінійних і кутових відстанях. 4. Ролик за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що як кожний стопорний 2 (19) 1 3 88887 4 нішнього кільця (6), який відрізняється тим, що щоб притиснути кільця ролика один до одного, виконують окремо кільце (4) ролика з одним або просвердлюють отвори (21) у валу (1) у продовбільше крізними отворами (20) у виступній частині ження отворів (20) у внутрішніх кільцях кілець ро(12) внутрішнього кільця (7), надівають кільце ролика і встановлюють стопорні штифти (19) в отволика до вала (1) разом з одним або більше іншими ри (20, 21). кільцями ролика, затягують стопорну гайку (3), Згідно з першим об'єктом цей винахід стосується ролика такого типу, який містить, з одного боку, ведучий вал або вал ролика, що має два віддалених один від одного по осі упорних кільця, одне з яких жорстко закріплене, а інше є стопорною гайкою, і, з іншого боку, ряд кілець ролика, розміщених між закріпленим упорним кільцем і стопорною гайкою, при цьому кожне з кілець ролика складається із зовнішнього кільця із твердого металу і концентричного внутрішнього кільця із більш пластичного металу, яке металургійним шляхом нерознімно сполучене із зовнішнім кільцем і має частину, яка виступає по осі з кінця зовнішнього кільця. Ролики загалом згаданого вище типу, які фахівці в даній галузі техніки згадують як комбіновані ролики, на практиці використовують для гарячої або холодної прокатки довгих вузьких виробів із металу, таких як дріт, прутки, труби і т.д. З цією метою, кільця ролика, які в цьому випадку називають складовими кільцями ролика, виконують із рядом кільцевих канавок, які утворюють виріб у заданій послідовності. Кількість канавок можна змінювати тільки від однієї до безлічі канавок. Функціональні можливості роликів визначаються тим, скільки кілець ролика можна встановлювати всередині даної ширини ролика, які, наприклад, визначаються відстанню між нерухомим упорним кільцем і стопорною гайкою. Важливим чинником для тривалого хорошого функціонування таких роликів є те, що кільця роликів надійно закріплені з можливістю обертання, оскільки від ведучого вала до кілець роликів необхідно передавати надзвичайно великі обертальні моменти без проковзування кілець одне відносно одного і відносно вала. У відомому рівні техніки було запропоновано багато різних методів [див., наприклад, патенти США №№4280147, 5248289, 5558610, 5735788 і 6685611] розв’язання проблеми обертального кріплення таких кілець роликів, які виготовлені з порівняно крихкого металокерамічного твердого сплаву, і які тому мають хороші властивості відносно межі міцності при стисненні і стійкості до зносу. Однак, загальним для відомих раніше роликів є те, що всі елементи (наприклад, клини, пружини, гідравлічні пристрої), призначені для закріплення кілець роликів з можливістю обертання, займають певну частину ширини ролика, тобто, доступний осьовий простір між нерухомим упорним кільцем і стопорною гайкою вала. Даний винахід направлений на усунення згаданих недоліків раніше відомих роликів і на створення ролика, що має поліпшені функціональні можливості. Тому, згідно з першим об'єктом, основною метою винаходу є створення ролика, складові кільця якого можна закріпляти з можливістю обертання відносно вала ролика за допомогою елементів, які не займають якої-небудь істотної частини доступної ширини ролика. Іншою метою є створення ролика, який просто виготовляти, і, в той же час, щоб ролик можна було відновлювати практичним способом. Ще однією метою винаходу є створення ролика, кільця якого жорстко закріплені відносно ведучого вала способом, який є, щонайменше, таким же міцним і надійним, як і в раніше відомих роликах. Згідно з винаходом, щонайменше, основну мету досягають за допомогою ознак, вказаних у відмітній частині пункту 1 формули винаходу. Переважні варіанти здійснення ролика згідно з винаходом додатково визначені в залежних пунктах 2-6 формули винаходу. Згідно з другим об'єктом винахід стосується кільця ролика самого по собі. Важливі ознаки цього кільця ролика визначені в незалежному пункті 7 формули винаходу. Переважні варіанти здійснення кільця ролика згідно з винаходом додатково визначені в залежних пунктах 8 і 9 формули винаходу. Третій об’єкт винаходу стосується способу виготовлення роликів згідно з винаходом. Відмінність цього способу розкрита в незалежному пункті 10 формули винаходу. Далі даний винахід буде описуватися більш детально з посиланням на додані креслення, на яких: Фіг.1 - вигляд збоку з частковим розрізом ролика згідно з винаходом; Фіг.2 - подовжній переріз у збільшеному масштабі тільки через одне окреме кільце ролика, включене в ролик; і Фіг.3 - вигляд з торця з частковим вирізом кільця ролика з Фіг.2. Ролик, показаний частково на фіг.1, включає в себе центральний привідний вал або вал 1 ролика, що має обертально симетричну основну форму. Між двома віддаленими по осі захисними кільцями 2, 3 декілька (в цьому випадку три) окремих кільця 4 ролика виконані в формі складових кілець ролика. Також складові кільця 4 ролика мають обертально симетричну основну форму й утворені з внутрішнім діаметром, який тільки трохи перевищує зовнішній діаметр циліндричної обвідної поверхні вала 1, що проходить між захисними кільцями 2, 3. Таким чином, кільця 4 ролика можна встановлювати на валу з точною посадкою. Упорне кільце 2 прикріплене до вала 1, у той час як упорне кільце 3 є стопорною гайкою. У цьому прикладі закріплене упорне кільце 2 є окремим компонентом, який сполучено з валом таким чином, що його не можна переміщувати по осі. Однак, нерухоме упорне кільце 2 також може бути 5 88887 6 кільцеподібною кромкою, виконаною як одне ціле з 21, які відкриті в обвідній поверхні вала 1 і прохоіншою частиною вала, причому і цю кромку утводять на відстань у корпус вала. Як показано на рюють у зв'язку з механічною обробкою вала. ДруФіг.3, в цьому випадку окреме кільце ролика вклюге упорне кільце 2 є стопорною гайкою, тобто кільчає в себе шість таких крізних отворів 20, які знаце має внутрішню різь (не показана), яка ходяться один від одного на однакових відстанях знаходиться в зачепленні із зовнішньою різзю на по периферії кільця. Найбільш переважно, хоча й валу. Крім того, стопорну гайку можна прикріпляти не обов'язково, отвори і стопорні штифти, які відза допомогою кріпильного болта 5 або подібного носяться до них, радіально орієнтовані доти, поки кріплення. центральна вісь А отворів (див. Фіг.2) проходить Фіг.2 і 3 ілюструють більш детально конструкперпендикулярно осі С обертання. У зв'язку з цим цію окремого кільця 4 ролика. Згадане кільце рокути а між сусідніми отворами є однаково великилика має основну форму, яка є симетричною відми. Більш конкретно, кут а в цьому прикладі варіаносно центральної осі С, навколо якої обертається нту здійснення становить 60°. кільце ролика, і збігається з віссю обертання С Хоча форма поперечного перерізу отворів і вала 1 (див. Фіг.1). У кільце 4 ролика включене стопорних штифтів не є критичною для реалізації зовнішнє кільце 6 із твердого металу, а так само винаходу, практично бажано виконувати їх в оберконцентричне внутрішнє кільце 7 із більш пластичтально симетричній, переважно циліндричній, фоного металу, яке металургійним шляхом нерознімрмі. Циліндричний розсвердлений отвір 22 утвоно сполучене із зовнішнім кільцем. Практично, рюють відповідно по центру у внутрішній частині зовнішнє кільце можна виготовляти з таких порошкорпусу штифта, і діаметр цього розсвердленого кових компонентів (наприклад, карбіду вольфраму, отвору значно менший, ніж зовнішній діаметр стощо включає в себе кобальт як в'яжучу речовину), порного штифта. У цей розсвердлений отвір можякі використовують для виготовлення звичайних на вставляти інструмент, наприклад, гвинт, за довставок із металокерамічного твердого сплаву за помогою якого стопорний штифт можна витягувати допомогою пресування і спікання. У внутрішньому з отворів 20, 21, коли кільця ролика необхідно декільці 7 можна використовувати чавун із шаропомонтувати з вала. дібним графітом або ливарний чавун. В обвідній Посадка між стопорним штифтом 19 і отвораповерхні 8 твердого зовнішнього кільця 6 утворено ми 20, 21 повинна бути точною. Більш конкретно, декілька кільцевих канавок 9, у яких прокатують внутрішній діаметр отворів повинен бути найбільгарячий метал. ше на 0,03мм більшим, ніж зовнішній діаметр стоЯк показано на Фіг.2, більш пластичне внутріпорного штифта. Як показано на Фіг.1, тільки меншнє кільце 7 трохи ширше, ніж зовнішнє кільце 6, і ша частина всієї довжини стопорного штифта 19 трохи виступає з двох його протилежних торцевих розміщена в отворі або гнізді 21 у валу, в той час поверхонь 10, 11. У цьому прикладі, виступні часяк більша частина всієї довжини розміщена в тини позначені посилальними позиціями 12, 13 і отворі 20 у фланці 12. Практично, в отворі вала 21 мають форму фланців, які відрізняються товщинеобхідно розміщувати більше 1/3 довжини стопоною. Більш конкретно, фланець 12 значно товстірного штифта. ший за фланець 13. Товстий фланець 12 обмежеВиготовлення або складання описаного ролиний, з одного боку, плоскою, кільцеподібною ка виконують таким чином. торцевою поверхнею 14, яка проходить перпендиНа першому етапі вал 1 піддають машинній кулярно осі С обертання, і, з іншого боку, зовнішобробці і оснащують жорсткозакріпленим упорним ньою циліндричною поверхнею 15 і внутрішньою кільцем 2 і стопорною гайкою 3. На іншому етапі циліндричною поверхнею 16, яка є частиною всієї складові кільця 4 ролика виготовляють, наприклад, внутрішньої поверхні внутрішнього кільця. Аналозвичайним способом, розкритим у патенті гічним способом, більш тонкий фланець 13 обме№5248289 США. Однак, на відміну від кілець рожений плоскою кільцеподібною торцевою поверхлика, розкритих у цьому патенті, кільце ролика нею 17 і зовнішньою циліндричною поверхнею 18. згідно з даним винаходом утворюють з радіальниТаким чином, кожний окремий фланець 12, 13 має ми отворами 20, які проходять через фланець 12. зовнішній діаметр, який, з одного боку, більший за Більш відповідним є їх виконання свердленням, внутрішній діаметр зовнішнього кільця 6, і, з іншого при цьому без надання отворам їх кінцевого діабоку, менший за зовнішній діаметр зовнішнього метра. Іншими словами, отвори просвердлюють із кільця, причому торцеві поверхні 10, 11 зовнішньозаданим припуском, що залишається на обробку. го кільця частково входять у фланці, і металургійНа наступному етапі, кільця 4 ролика встановлюним шляхом сполучені з ними таким же способом, ють на валу 1, і потім затягують стопорну гайку 3, як у циліндричній поверхні розподілу між внутрікільця 4 ролика притискують у тісний контакт один шньою частиною зовнішнього кільця і зовнішньою з одним і з нерухомим упорним кільцем 2. Коли це частиною внутрішнього кільця. виконано, кожний отвір 20 у фланцях 12 просверХоча тут були описані показані ролик і кільця длюють у той же час, коли просвердлюють отвір ролика, те ж саме стосується всіх раніше відомих або гніздо 21 в належному валу. Іншими словами, основних елементів. одне і те ж свердло (що має по суті такий же діаНовим і відмітним для ролика згідно з винахометр, як у стопорного штифта) вводять настільки дом є те, що кожне кільце 4 ролика жорстко сполуглибоко, щоб воно проникало у вал. На закінчення, чене з валом 1 за допомогою одного або більше стопорні штифти 19 вводять у відповідні ним отвостопорних штифтів 19, які введені в крізні отвори ри і закріпляють там відповідним способом, щоб їх 20 в одному з фланців, а саме, у фланці 12, внутне викинуло під час обертання ролика. Утримання рішнього кільця 7, і зачіпляють отвори або гнізда стопорних штифтів можна забезпечити, напри 7 88887 8 клад, шаром клею на контактних поверхнях між шість канавок. Відповідно до наявних ознак винаштифтами й отворами. У цьому стані кільця ролиходу в блокуванні кілець ролика, тепер можна ка жорстко сполучені з валом без допомоги якихвстановлювати три кільця ролика, кожне з яких небудь виступних по осі з'єднувальних елементів має три канавки. Іншими словами, кількість актив(типу блокуючих ключів) на поверхні розподілу між них канавок ролика збільшилася на 50%. сусідніми кільцями ролика. Таким чином, плоскі Винахід не обмежується варіантом здійснення, торцеві поверхні кілець ролика тісно примикають описаним вище і показаним на кресленнях. Таким одна до одної, причому обертальне кріплення зачином, виступна частина внутрішнього кільця у безпечується елементами, а саме, стопорними кільця ролика може мати такий же зовнішній діаштифтами, які розміщені в просторі між двома тометр, як інша частина внутрішньою кільця, тобто рцевими поверхнями кільця ролика. виступна частина не вкладена в торцеву поверхню Істотна перевага ролика згідно з винаходом зовнішнього кільця навіть частково. Крім того, внуполягає в тому, що кількість кілець ролика і канатрішнє кільце можна утворювати без будь-якої вок, пов'язаних з ними, можна оптимізувати для виступної частини на його протилежному кінці. будь-якої заданої ширини ролика. У типі ролика, Іншими словами, один кінець внутрішнього кільця показаного на фіг. 1, можна було заздалегідь 7 може закінчуватися в тій же площині, що й торвстановити тільки два кільця ролика, кожне з яких цева поверхня зовнішнього кільця. має три канавки, тобто, ролик включав у себе Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601