Валок

1. Валок, який містить вісь (1) валка, що має ротаційно-симетричну базову форму, яка задається центральною віссю (С), а також ряд прокатних кілець (2) і роздільних кілець (3, 3А), встановлених на осі (1) валка, кожне з яких має дві плоскі торцеві поверхні (12, 15), які проходять між зовнішнім і внутрішнім круговими обмежувальними краями (відповідно 13, 14 і 16, 17) і служать як поверхні фрикційного контакту для передачі крутного моменту сусіднім кільцям, який відрізняється тим, що обидві протилежні торцеві поверхні (15) роздільно C2 2 (19) 1 3 до нерухомого стопорного кільця через поверхні контакту між окремими кільцями. Більш точно, крутний момент передається від окремого кільця сусідньому кільцю за рахунок дії тертя в зонах сполучення там, де торцева поверхня кільця підтиснута до взаємодіючої торцевої поверхні сусіднього кільця. Для виконання цього завдання на всій послідовності сил окремі фрикційні з'єднання між кільцями повинні бути міцними, тобто повинні забезпечувати можливість передачі крутного моменту без проковзування кілець одне відносно одного. У раніше відомих складених валках (див., наприклад, патенти США №№5735788 і 6685611) прокатні кільця, а також роздільні кільця утворені з торцевими поверхнями, що проходять по радіусу на всій протяжності від внутрішньої сторони до зовнішньої сторони, тобто від обвідної поверхні осі валка до зовнішньої циліндричної поверхні окремого кільця. Однак ця обставина виявилася чинником, що негативно впливає на здатність фрикційних з'єднань передавати великий крутний момент між кільцями. Таким чином, описана конструкція приводить до передачі зусилля в зоні, розташованій приблизно на половині відстані між внутрішньою стороною і зовнішньою стороною роздільного кільця, тобто як можна ближчій відповідно до обвідної поверхні і центральної осі валка. Крім того, поверхневий тиск у зонах сполучення між поверхнями контакту стає відносно низьким, оскільки поверхні контакту є порівняно великими. З цих причин може трапитися так, що кільця будуть проковзувати одне відносно одного, що, в свою чергу, може спричинити перерви у виробництві, а в гіршому випадку, пошкодження валка. Метою даного винаходу є усунення вищезазначених недоліків раніше відомих складених валків і створення вдосконаленого валка. Отже, основна мета винаходу полягає у створенні складеного валка, в якому великі крутні моменти можуть бути передані між сусідніми кільцями за допомогою фрикційних з'єднань, які надійно протистоять проковзуванню між кільцями. Іншими словами, метою винаходу є створення міцних та ефективних фрикційних з'єднань між кільцями у валку. Крім того, мета полягає у створенні вдосконалених фрикційних з'єднань за допомогою простих елементів, причому таким способом, який дозволить забезпечити економію матеріалу. Відповідно до винаходу, щонайменше, основна мета досягається за допомогою ознак, які вказані у відмітній частині незалежного пункту 1 формули винаходу. Переважні варіанти здійснення валка згідно з винаходом додатково визначені в залежних пунктах 2-6 формули винаходу. Відповідно до іншого аспекту винахід також стосується кільця, зокрема, роздільного кільця. Ознаки цього роздільного кільця приведені в незалежному пункті 7 формули винаходу. На кресленнях: Фіг.1 - виконаний із місцевим розрізом подовжній вигляд складеного валка згідно з винаходом, Фіг.2 - переріз у збільшеному масштабі роздільного кільця, включеного у валок з Фіг.1, 88888 4 Фіг.3 - вигляд у перспективі роздільного кільця, і Фіг.4 - переріз, що схематично ілюструє альтернативний варіант здійснення винаходу. На Фіг.1 показаний валок, який включає в себе вісь 1 валка, яка приводиться в рух, три прокатних кільця 2 і три роздільних кільця 3. Вісь 1 валка має ротаційно-симетричну базову форму, яка задається центральною віссю С. Комплект кілець 2, 3 утримується в заданому положенні між нерухомим стопорним кільцем 4, яке в даному прикладі виконане у вигляді кільцеподібного буртика, і стопорною гайкою 5 на протилежному кінці осі валка. Стопорна гайка має внутрішню різь (не показана), яка може бути затягнута на зовнішній різі осі валка. Між стопорною гайкою 5 і першим прокатним кільцем 2 в цьому випадку є також динамічна пружина 6, яка відділена від стопорної гайки 5 кільцем 7 для затягування. Крім того, в стопорній гайці є ряд віддалених один від одного в периферійному напрямі регулювальних пристосувань 8, за допомогою яких можна регулювати пружну силу в пружині 6. Передбачається, що в прикладі прокатні кільця 2 складаються з суцільного твердого сплаву, в той час як роздільні кільця 3 виготовлені з більш пластичного або більш м'якого металу, наприклад, зі сталі. Кожне окреме прокатне кільце 2 обмежене зовнішньою і внутрішньою циліндричними поверхнями 9, 10, а також протилежними торцевими поверхнями 12, кожна з яких є плоскою і проходить перпендикулярно центральній осі С. Кожна торцева поверхня 12 обмежена зовні круговою обмежувальною крайовою лінією 13 і всередині - внутрішньою, аналогічною круговою крайовою лінією 14. Аналогічно, окреме роздільне кільце 3 (див. Фіг.3) обмежене зовнішньою циліндричною поверхнею 11, яка визначає зовнішній діаметр роздільного кільця, внутрішньою циліндричною поверхнею 10, яка визначає внутрішній діаметр роздільного кільця, а також двома протилежними плоскими торцевими поверхнями 15, які проходять перпендикулярно центрально осі С. Представлений вище опис показаного валка в усіх істотних моментах відповідає раніше відомим валкам, за винятком конструкції роздільних кілець 3. В раніше відомих роздільних кільцях плоскі торцеві поверхні 15 проходили по радіусу по всій протяжності від внутрішньої циліндричної поверхні 10 до зовнішньої циліндричної поверхні 11. Іншими словами, роздільні кільця мали загалом таку ж конструкцію, як і кільце 7 для затягування, показане праворуч на Фіг.1. Згідно з особливістю даного винаходу окремій торцевій поверхні 15 роздільного кільця 3 була надана така форма, що внутрішня обмежувальна крайова лінія 17 поверхні більше відповідає діаметру, який більший за зовнішній діаметр осі валка, який у прикладі згідно з Фіг.4 відповідає внутрішньому діаметру роздільного кільця (зовні торцева поверхня 15 обмежена круговою крайовою лінією 16). Таким чином, загальна площа торцевої поверхні 15 для заданого зовнішнього діаметра зменшується, внаслідок чого поверхневий тиск, що діє на сусіднє прокатне кільце, збільшується. Крім того, 5 зона передачі зусилля (тобто уявна кругова лінія на половині відстані між обмежувальними крайовими лініями 16 і 17) поверхні зміщена назовні порівняно з відповідними зонами передачі зусилля в раніше відомих роздільних кільцях. Іншими словами, ефективне плече при передачі крутного моменту збільшується, оскільки воно визначається радіальною відстанню між центральною віссю С і зоною передачі зусилля. У прикладі, показаному на Фіг.1, 2 і 3, бажане зменшення площі торцевої поверхні 15 контакту було забезпечене за рахунок того, що кільце було утворене, з одного боку, з зовнішньою обвідною частиною 18, яка має товщину, що вимірюється як відстань між протилежними торцевими поверхнями 15, яка більша за товщину внутрішньої обвідної частини 19, в якій утворений отвір кільця, обмежений циліндричною поверхнею 10. За допомогою внутрішньої обвідної частини 19 зберігається здатність роздільного кільця до центрування під час насадження її на вісь 1 валка. Як показано на Фіг.3, зовнішня обвідна частина 18 має радіальну протяжність (радіальна відстань R1 між обмежувальними крайовими лініями 16, 17), яка менша за радіальну протяжність внутрішньої обвідної частини 19, оскільки вона визначається радіальною відстанню R2 між обмежувальною лінією 17 і крайовою поверхнею 10 отвору. На практиці R1 може становити 50-80%, доцільно 60-70% від R2, тобто R2 може бути на 25-100% або на 42-66% більше, ніж R1. На Фіг.4 показаний альтернативний варіант здійснення валка, в якому роздільне кільце 3А не має центрувальної внутрішньої обвідної частини, яка відповідає варіанту здійснення, описаному вище. Таким чином, у цьому випадку ротаційносиметрична крайова поверхня 10А отвору проходить по осі між протилежними внутрішніми крайовими лініями 17 торцевих поверхонь 15. Центру 88888 6 вання даного роздільного кільця може виконуватися або за допомогою підвідних зовні центрувальних пристосувань, або за допомогою внутрішнього кільцеподібного осердя з іншого матеріалу, наприклад, із поропласту, дерева або т.п., який може бути зруйнований після встановлення. Шар з безлічі рівномірно розподілених частинок може бути нанесений на зони сполучення між торцевими поверхнями прокатних кілець 2 і роздільних кілець 3, при цьому вказані частинки утворені з матеріалу, який є більш твердим порівняно з найбільш твердим матеріалом будь-якого з кілець. Якщо прокатні кільця виготовлені з твердого сплаву, можуть бути використані частинки, наприклад, з алмазу, кубічного нітриду бору, керамічних матеріалів або т.п. Частинки повинні мати розмір, який, щонайменше, трохи більший за мікроскопічні нерівності, які характеризують шорсткість поверхні поверхонь контакту. Коли прокатні кільця і роздільні кільця підтиснуті одне до одного під дією повного зусилля, частинки будуть проникати у відповідну торцеву поверхню і збільшуватимуть тертя між поверхнями. Подібні частинки не утруднюють фактичне відділення кілець одне від одного. На практиці частинки можуть бути включені в пасту або інше в'язке текуче середовище, яке може бути передбачене на порівняно вузьких, кільцеподібних торцевих поверхнях контакту роздільних кілець. Як варіант, частинки можуть бути нанесені за допомогою технології металізації (або технології нанесення електролітичного покриття). Винахід не обмежується лише варіантами здійснення, описаними вище і показаними на кресленнях. Таким чином, існує можливість утворення зменшеної в радіальному напрямі торцевої поверхні контакту на прокатному кільці замість утворення її на роздільному кільці, хоч приведений як приклад варіант здійснення на практиці є переважним. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 88888 8 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