Запобіжний вузол з’єднання прокатного валка зі шпинделем

Реферат: Винахід належить до прокатного виробництва і може бути використаний в приводах прокатних станів, зокрема для з'єднання прокатного валка зі шпинделем. Запобіжний вузол з'єднання прокатного валка зі шпинделем містить шліцьовий хвостовик прокатного валка, головку шпинделя і запобіжну муфту, змонтована між ними муфта виконана у вигляді шліцьової втулки з буртиком на кінці, яка змонтована в розточці лопаті муфти на її маточині з можливістю обертання при спрацюванні муфти і зафіксована від осьового переміщення відносно лопаті притискним кільцем, при цьому по периферії шліцьової втулки, лопаті та притискного кільця виконані рівномірно розташовані співвісні отвори, паралельні осі муфти, в яких змонтовані запобіжні штифти, зафіксовані різьбовими пробками. Технічний результат полягає у цілеспрямованому руйнуванні найбільш дешевої деталі, тобто запобіжних циліндричних штифтів, маса яких і витрати на їх виготовлення в сотні разів нижче в порівнянні з відомими. Крім того, заміна зруйнованих штифтів на нові не вимагає зміщення прокатних валків, що значно скорочує час простою прокатного стана. Наявність запобіжних муфт на приводах прокатних валків дозволить в 3-4 рази знизити число аварійних поломок дорогих деталей. UA 106426 C2 (12) UA 106426 C2 UA 106426 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі прокатного виробництва й може бути використаний в приводах прокатних станів, зокрема, для з'єднання прокатного валка зі шпинделем, між якими змонтована запобіжна муфта. Відомий вузол з'єднання прокатного валка з універсальним шпинделем (див. стор. 195, рис. 96: Королев А.А. Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов /А.А. Королев. М.: Металлургия, 1969. - 464 с.), що містить прокатний валок з лопаттю, змонтованою між бронзовими вкладишами, установленими в головці (вилці) шпинделя. У даній конструкції при випадковому перевантаженні можуть руйнуватися, як головки (вилки) шпинделя, так і лопаті прокатних валків, кожна масою від 5 до 40 тонн. Руйнування одного з них призводить до руйнування і інших деталей, оскільки на прокатному валку, що залишився, перевантажувальний момент прокатки подвоюється. Простої стана на ліквідацію аварії становлять декілька діб. Відомий вузол з'єднання прокатного валка зі шпинделем, що містить хвостовик прокатного валка з лисками і муфту, виконану у вигляді стакана з лопаттю з центральним отвором і пазами, контактуючими з лискою хвостовика. Лопать муфти змонтована в головці шпинделя між бронзовими вкладишами (див. стор. 197, рис. 98: Королев А.А. Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов /А.А. Королев. - М.: Металлургия, 1969.-464 с.). Як і в попередній конструкції, таке з'єднання не має запобіжного пристрою від перевантаження, а, отже, для нього не виключаються поломки й простої. Відомий запобіжний вузол з'єднання прокатного валка зі шпинделем, що містить хвостовик прокатного валка, головку шпинделя, запобіжну муфту, змонтовану між ними (Пат. 99777 Україна, МПК В21В 35/14, В21В 33/00, F16D 9/00, 2012), прийнятий за прототип. У цій муфті в поперечній площині виконані проточки, що утворюють перемичку. При перевантаженні перемичка руйнується як найбільш слабка ланка. Заміна зруйнованих муфт на нові також викликає простої стана, а виготовлення нових муфт (масою 0,5…1,5 тонни) призводить до додаткових витрат. В основу винаходу поставлено задачу розробити такий вузол з'єднання прокатного валка з запобіжною муфтою шпинделя, у якому за рахунок виконання нових елементів і їхнього взаємного розташування руйнувалися б недорогі змінні деталі і зберігалися дорогі. Для вирішення поставленої задачі в запобіжному вузлі з'єднання прокатного валка зі шпинделем, що містить шліцьовий хвостовик прокатного валка, головку шпинделя і запобіжну муфту, змонтовану між ними, відповідно до винаходу, муфта виконана у вигляді шліцьової втулки з буртиком на кінці, яка змонтована в розточці лопаті муфти на його маточині з можливістю обертання і зафіксована від осьового переміщення відносно хвостовика притискним кільцем, а по периферії кожної деталі виконані рівномірно розташовані співвісні отвори, паралельні осі муфти, в яких змонтовані запобіжні штифти, зафіксовані різьбовими пробками. Крім того, шліцьова втулка і хвостовик шпинделя забезпечені співвісним конічним отвором, вісь якого паралельна осі муфти. У цьому рішенні при перевищенні граничного моменту руйнуються змінні деталі, а найбільш металомісткі й дорогі деталі запобіжної муфти залишаються цілими. Заміна зруйнованих змінних деталей на нові значно спрощується, що знижує простої стана. Співвісний конічний отвір в деталях муфти дозволяє точно поєднувати її деталі в початковому положенні при заміні зруйнованих штифтів на нові шляхом установки в ньому конічного (центрувального) штифта. Винахід пояснюється рисунками, на яких зображені: фіг. 1 - загальний вигляд вузла з'єднання прокатного валка із запобіжною муфтою шпинделя в розрізі; фіг. 2 - збільшений поперечний розріз А-А муфти по шліцьовому з'єднанню прокатного валка і муфти; фіг. 3 - збільшений елемент Б запобіжного вузла. Запобіжний вузол з'єднання прокатного валка з муфтою шпинделя містить шліцьовий хвостовик 1 прокатного валка, шліцьову втулку 2 з зовнішнім буртом 3, лопать муфти 4, маточину 5 муфти, притискне кільце 6, циліндричні запобіжні штифти 7, різьбові пробки 8. Шліцьова втулка 2 змонтована на маточині 5 муфти в проточці лопаті 4 з можливістю обертання на ньому. Таке рішення забезпечує їх строгу співвісність як при монтажі, так і при руйнуванні запобіжних штифтів 7. Шліцьова втулка 2 від осьового зміщення відносно лопаті муфти 4 зафіксована притискним кільцем 6 за допомогою болтів 10. Запобіжні штифти 7 змонтовані в співвісних отворах, паралельних осі муфти, виконаних спільно в трьох деталях 4, 3 і 6 і зафіксованих різьбовими пробками 8. У даному рішенні штифти 7 є балочкою на двох опорах на деталях 4 і 6 з розподіленим навантаженням від моменту на бурт 3, що наближає дійсні умови зрізу штифта до розрахункових. При перевантаженні штифти зрізуються по двох площинах, це 1 UA 106426 C2 5 10 15 20 25 30 знижує зминання і вигин їх кінців, що забезпечує вільну заміну на нові. Крім того, зріз по двох площинах знижує кількість штифтів в два рази, а отже і час на їх заміну. Пристрій працює в такий спосіб. Крутний момент від привода (на фіг. не показаний) передається на шпиндель 9, бронзові вкладиші 12, лопать муфти 4, запобіжні штифти 7, шліцьову втулку 2 і на хвостовик прокатного валка 1. При перевищенні граничного крутного моменту штифти 7 зрізуються по двох площинах на три частини, одна з них залишається в отворах буртика 3, при цьому роз'єднується шліцьова втулка 2 з лопаттю муфти 4, яка продовжує обертатися разом зі шпинделем 9, поки оператор стана не зупинить двигун. Після зупинки муфта повертається у початкове положення і фіксується конічним штифтом (на фіг. не показаний) в конічному отворі 11. Потім викручуються пробки 8 і видаляються зруйновані частини штифтів, а замість них встановлюються нові і фіксуються різьбовими пробками. Після чого конічний штифт видаляється з отвору 11. Муфта готова до роботи. Перевага даного рішення порівняно з прототипом полягає в цілеспрямованому руйнуванні найбільш дешевої деталі, тобто запобіжних циліндричних штифтів, маса яких і витрати на їх виготовлення в сотні разів нижче в порівнянні з відомим прототипом. Крім того, заміна зруйнованих штифтів на нові не вимагає зміщення прокатних валків (як у прототипу), що значно скорочує час простою прокатного стана. Наявність запобіжних муфт на приводах прокатних валків дозволить в 3-4 рази знизити число аварійних поломок дорогих деталей. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Запобіжний вузол з'єднання прокатного валка зі шпинделем, що містить шліцьовий хвостовик прокатного валка, головку шпинделя і запобіжну муфту, змонтовану між ними, який відрізняється тим, що муфта виконана у вигляді шліцьової втулки з буртиком на кінці, яка змонтована в розточці лопаті муфти на її маточині з можливістю обертання при спрацюванні муфти і зафіксована від осьового переміщення відносно лопаті притискним кільцем, при цьому по периферії шліцьової втулки, лопаті та притискного кільця виконані рівномірно розташовані співвісні отвори, паралельні осі муфти, в яких змонтовані запобіжні штифти, зафіксовані різьбовими пробками. 2. Запобіжний вузол за п. 1, який відрізняється тим, що шліцьова втулка і лопать оснащені співвісним конічним отвором, вісь якого паралельна осі муфти. 2 UA 106426 C2 Комп’ютерна верстка С. Чулій 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