Вузол з’єднання прокатного валка зі шпинделем

Реферат: Винахід належить до галузі прокатного виробництва й може бути використаний в з'єднаннях хвостовиків прокатних валків з муфтами шпинделя для передачі крутного моменту. Вузол з'єднання прокатного валка зі шпинделем містить хвостовик прокатного валка й обойму шпинделя з центральним отвором і чотирма діаметрально протилежними поздовжніми пазами у вигляді ластівчина хвоста, у яких змонтовані змінні пружні вкладиші, які контактують з лисками хвостовика прокатного валка. Поздовжні пази розташовані симетрично щодо вертикальної й горизонтальної осей поперечного перерізу вузла й утворюють з лисками хвостовика замкнуті об'єми. Пружні вкладиші виконані з поліуретану і зафіксовані від осьового зсуву за допомогою торцевої шайби й болтів. Винахід дозволяє знизити вібрації, усунути зношування сполучуваних деталей хвостовика й обойми, спростити конструкцію та скоротити час простою. UA 101666 C2 (12) UA 101666 C2 UA 101666 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі прокатного виробництва й може бути використаний в з'єднаннях хвостовиків прокатних валків з муфтами шпинделя для передачі крутного моменту. Відомий вузол з'єднання прокатного валка зі шпинделем, що включає прокатний валок із циліндричним хвостовиком і лисками, паралельними осі прокатного валка, обойму, що є елементом шпинделя, із циліндричною й плоскою поверхнями, що сполучаються із хвостовиком (див. А.А. Королев. Прокатные станы и оборудование прокатных цехов: Атлас. - М.: Металлургия, 1981). У даному рішенні між сполучуваними поверхнями хвостовика й обойми встановлений гарантований зазор, необхідний для перевалки прокатних валків. При роботі вузла крутний момент передається тільки краями сполучуваних плоских поверхонь, які поступово деформуються, що приводить до збільшення зазору. У результаті доводиться відновлювати в проектне положення як обойми шпинделів, так і хвостовики цілого парку прокатних валків. Відомий вузол з'єднання прокатного валка зі шпинделем, що включає приводний хвостовик прокатного валка, обойму й установлені між ними сегментні вкладиші із циліндричною й плоскою поверхнями сполучення відповідно з обоймою й лисками хвостовика (А.с. 1615962 СССР, В21В 35/14. Узел соединения прокатного валка со шпинделем / И.А. Бобух. - Заяв. 13.03.1989; опубл. 20.01.1995). У даній конструкції при докладанні крутного моменту під час захоплення прокату валками, хвостовик валка розвертається щодо обойми й повертає сегментні вкладиші в обоймі, які зміщаються назустріч один одному, стискаючи хвостовик завдяки ексцентриситету, і вибирають зазор по контактуючих поверхнях. При цьому через ковзання й більші контактні навантаження зношування сполучених поверхонь неминуче. Крім цього, наявність сегментних вкладишів ускладнює конструкцію обойми й технологію її виготовлення. Відомий вузол з'єднання вал-втулка (А.с 1685565 СССР, В21В 35/14. Узел соединения валавтулка / В.И. Цымбал. - Заяв. 24.07.1989; опубл. 23.10.1991), що містить хвостовик валка, обойму шпинделя із центральним отвором і пазами у вигляді ластівчина хвоста, у яких установлено клини з осьовим переміщенням, підтиснуті пружинами (прийнятий за прототип). Тут також відбувається зношування по вже плоских сполучуваних поверхнях, хоча й не так інтенсивно, як у попередньому винаході. При цьому в обох винаходах площина сполучуваних поверхонь, що передають крутний момент, зменшується за рахунок уведення сегментів або клинів, тому що діаметри обойм мають бути меншими від діаметра прокатних валків. Отже, пропорційно збільшаться питомі навантаження й, природно, зношування. Крім того, при перевалці зовсім не просто на висоті розклинити клини масою в 600 кг (див. формулу прототипу), і тим більше заклинити хвостовик після перевалки. При цьому синхронно клини перемістити неможливо, отже, неспіввісності хвостовика й муфти уникнути практично не можна, внаслідок чого виникають вібрації, які знижують ресурс підшипників прокатного валка. В основу винаходу поставлена задача розробити такий вузол з'єднання прокатного валка зі шпинделем, у якому за рахунок виконання нових елементів і їхнього взаємного розташування усувається зношування по контактних поверхнях, що передають крутний момент, зменшуються вібрації, спрощується конструкція вузла, його монтаж і демонтаж при перевалках. Для вирішення поставленої задачі у вузлі з'єднання прокатного валка зі шпинделем, що містить хвостовик прокатного валка й обойму шпинделя із центральним отвором і діаметрально протилежними поздовжніми пазами, у яких змонтовані проміжні вкладиші, що контактують із лисками хвостовика прокатного валка, відповідно до винаходу, у центральному отворі обойми виконані чотири пази, кожний з яких оснащений змінним пружним вкладишем, розташовані симетрично щодо вертикальної й горизонтальної осей поперечного перерізу вузла й утворюють з лисками хвостовика замкнуті об'єми. Крім того, пружні вкладиші виконані з поліуретану. Крім того, пружні вкладиші зафіксовані від осьового зсуву торцевою шайбою й болтами. У даному рішенні передача крутного моменту відбувається через пружні вкладиші, що запобігає вібрації вузла, зношуванню сполучуваних поверхонь хвостовика і обойми за рахунок рівномірного розподілу питомих тисків; спрощується конструкція вузла, його монтаж і демонтаж при перевалках. За рахунок практично нестисливості пружних приробок у замкнутому об'ємі, забезпечується передача високого крутного моменту й повернення у вихідне положення після його зняття. Застосування в ролі матеріалу пружної приробки поліуретану продовжує її ресурс при циклічних навантаженнях в 2-3 рази порівняно з іншими матеріалами. Фіксація пружних елементів у пазах обойми за допомогою торцевої шайби запобігає зсуву в осьовому напрямку при експлуатації й перевалках. Винахід пояснюється кресленнями, на яких зображені: 1 UA 101666 C2 5 10 15 Фіг. 1 - загальний вигляд вузла з'єднання хвостовика прокатного валка з обоймою шпинделя. Фіг. 2 - поперечний розріз з'єднання по А-А, у вихідному положенні. Фіг. 3 - збільшений елемент Б (фіг. 2) у момент докладання крутного моменту. Вузол з'єднання прокатного валка зі шпинделем включає хвостовик 1 прокатного валка з паралельними лисками, симетричними щодо горизонтальної осі (фіг. 2), обойму 2 шпинделя, змінні приробки 3 із пружного матеріалу, змонтовані в чотирьох пазах типу ластівчина хвоста, виконаних у тілі обойми й розташованих симетрично щодо вертикальної осі. Хвостовик 1 центрується в отворі обойми по посадці із зазором у межах 0,1…0,2 мм, і лисками по приробках з таким же по величині натягом, утвореним при завалці валків за рахунок піддатливості пружних вкладишів. Вкладиші (фіг. 1) зафіксовані від осьового зсуву за допомогою торцевої шайби 4 і болтів 5. Пружні приробки можуть сприймати більші навантаження, практично не деформуючись, тому що перебувають у замкнутому просторі, утвореному пазами обойми й лисками на хвостовику прокатного валка. Вкладиші виконуються зі зносостійкого еластомерного матеріалу середньої жорсткості, наприклад з поліуретану. Перевалка валків здійснюється, як прийнято звичайно в цехах. Вкладиші (масою 5…6 кг) змінюються при зношуванні в планові ремонти безпосередньо на прокатній кліті. Пристрій працює в такий спосіб. При докладанні крутного моменту обойма шпинделя 2  20 25 30 повертається (фіг. 3) щодо хвостовика 1 на кут   0,5...1,0 (пунктирною лінією показане початкове положення) за рахунок деформації вкладиша 3 при виборі зазорів, і після його стиску передає цей момент хвостовику валка. При цьому поздовжні зазори між хвостовиком і пазом (поз. 6 і 7, фіг. 3) залишаються в межах заданих посадок, які не дають можливості текти пружним вкладишам. При знятті навантажень обойма шпинделя повертається у вихідне положення (фіг. 2) за рахунок пружності вкладишів. При роботі вузла в реверсивному режимі працює по черзі (фіг. 2) пара вкладишів, що лежать навхрест від вертикальної осі. Для листопрокатних нереверсивних станів досить залишати тільки одну навхрест лежачу пару вкладишів. Переваги даного рішення порівняно з прототипом полягають у зниженні вібрацій, відсутності зношування сполучуваних деталей хвостовика і обойми, спрощенні конструкції, що скорочує час простою. Дане рішення дозволяє модернізувати численний парк приводів, використовуваних на прокатних клітях, з мінімальними витратами. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 1. Вузол з'єднання прокатного валка зі шпинделем, що включає хвостовик прокатного валка й обойму шпинделя з центральним отвором і діаметрально протилежними поздовжніми пазами у вигляді ластівчина хвоста, у яких змонтовані проміжні вкладиші, які контактують з лисками хвостовика прокатного валка, який відрізняється тим, що в центральному отворі обойми виконані чотири поздовжні пази, кожний з яких оснащений змінним пружним вкладишем, причому пази розташовані симетрично щодо вертикальної й горизонтальної осей поперечного перерізу вузла й утворюють з лисками хвостовика замкнуті об'єми. 2. Вузол за п. 1, який відрізняється тим, що пружні вкладиші виконані з поліуретану. 3. Вузол за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, щовкладиші зафіксовані від осьового зсуву за допомогою торцевої шайби й болтів. 2 UA 101666 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3