Універсальний шпиндель

Реферат: Універсальний шпиндель містить вал, на опорних шийках якого встановлений нерухливий корпус підшипника, шарнірну головку із вкладишами й мастилорозподільними каналами, та пристрій для підведення мастила до шпинделя із трубопроводами, розташованими уздовж вала. Шпиндель оснащений статорним кільцем, вільно встановленим на валу і шарнірно закріпленим до корпусу підшипника під кутом до осі обертання за допомогою регулювальних різьбових упорів. Пристрій для підведення мастила виконаний у вигляді декількох циліндричних резервуарів, установлених на валу в поздовжніх пазах і скріплених хомутами. При цьому з однієї сторони в кожному резервуарі встановлена кришка з повітряним фільтром, а з іншої сторони встановлені з можливістю переміщення підпружинені плунжера зі зворотними клапанами, які зв'язують порожнину з мастилом у резервуарі і трубопровід. Усередині кожного резервуара встановлений підпружинений поршень, а вищезгадані плунжера зв'язані зі статорним кільцем. UA 69691 U (54) УНІВЕРСАЛЬНИЙ ШПИНДЕЛЬ UA 69691 U UA 69691 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до обробки металів тиском і може бути використана в приводах валків робочих клітей прокатних станів для змащення обертових вузлів універсальних шпинделів прокатних станів. Відомо технічне рішення для змащення бронзових вкладишів універсального шпинделя прокатного стана (а.с. СРСР №564015, МПК В21В 35/14). Універсальний шпиндель складається з вала шпинделя з головками, у розточення яких установлені вкладиші. У валу шпинделя та у головках виконані поздовжні й поперечні свердління для передачі мастила до вкладишів. У сідловинах вала шпинделя встановлені корпуси підшипників, до кожного з яких болтами через амортизатори кріпиться плаваюча торцева кришка. У плаваючій торцевій кришці є підведення мастила й внутрішній кільцевий канал, для герметизації якого встановлені ущільнення. При обертанні універсального шпинделя мастила, які подаються через підведення в плаваючій торцевій кришці й далі через свердління, виконані у валу та у головках шпинделя, подаються на тертьові поверхні вкладишів. Недоліком рішення, прийнятого за аналог є наявність центрального мастильного отвору, виконаного у валу шпинделя, що зменшує його міцність. А ущільнення вимагають періодичної підтяжки, не виключається можливість втрати мастила й недостатня надійність подачі його в робочу зону тертьових елементів шпинделя. Ненадійна подача мастила веде до зношування не тільки ущільнень, але й вала шпинделя в цілому, на якому утворюються канавки, які порушують герметизацію та веде до втрати мастила. За прототип вибрана конструкція універсального шпинделя прокатного стана (патент SU 1052295А) із системою змащення шпинделя. Універсальний шпиндель включає вал, на опорних шийках якого вільно встановлений нерухливий корпус підшипника, шарнірну головку із вкладишами, мастилорозподільними каналами й засобами підведення мастила до шпинделя. Дане рішення має перевагу в порівнянні з технічним рішенням прийнятим за аналог, а саме збільшена міцність вала шпинделя, через відсутність центрального мастильного отвору. Установлені в корпусі ущільнення в міру їхнього зношування не вимагають періодичної підтяжки, а підтиснення їх до поверхностей здійснюється автоматично за рахунок пружин. Однак у відомій конструкції прийнятої за прототип є недоліки: - обов'язкова наявність спеціальних засобів подачі змащення до шпинделя, (мастильних станцій), здатних подавати мастило під тиском, достатнім для подолання навантажень у зонах тертя тертьових поверхонь вкладишів шпиндельного шарніра. Наявність магістральних трубопроводів у мастильних станціях веде до подорожчання системи змащення вкладишів універсального шпинделя. В основу корисної моделі поставлено задачу спрощення конструкції й зниження трудомісткості й металоємності, що у свою чергу зменшує собівартість виготовлення універсального шпинделя прокатного стана. Ця задача вирішується за рахунок технічного результату, що складається в забезпеченні надійного змащення тертьових поверхонь у шпинделі шляхом перетворення механічної енергії обертання шпинделя в енергію потоку рідини (мастильного матеріалу) до тертьових поверхонь. Для досягнення вищевказаного результату в універсальному шпинделі, що містить вал, на опорних шийках якого встановлений нерухливий корпус підшипника, шарнірну головку із вкладишами й мастилорозподільними каналами, та пристрій для підведення мастила до шпинделя із трубопроводами, розташованими уздовж вала, відповідно до корисної моделі, він оснащений статорним кільцем, вільно встановленим на валу й шарнірно закріпленим до корпусу підшипника під кутом до осі обертання за допомогою регулювальних різьбових упорів, крім того пристрій для підведення мастила виконаний у вигляді декількох циліндричних резервуарів, установлених на валу в поздовжніх пазах і скріплених хомутами, при цьому з однієї сторони в кожному резервуарі встановлена кришка з повітряним фільтром, а з іншої сторони встановлені з можливістю переміщення підпружинені плунжера зі зворотними клапанами, які зв'язують порожнину з мастилом у резервуарі й трубопровід, причому усередині кожного резервуара встановлений підпружинений поршень, а вищезгадані плунжера зв'язані зі статорним кільцем. У результаті порівняльного аналізу пропонованого універсального шпинделя із прототипом установлено, що вони мають наступні загальні ознаки: - вал; - нерухливий корпус підшипника, установлений на опорних шийках вала; - шарнірну головку із вкладишами та мастилорозподільними каналами; - пристрій для підведення мастила до шпинделя із трубопроводами, розташованими уздовж вала, а також відмінні ознаки: 1 UA 69691 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - оснащення статорним кільцем, вільно встановленим на валу й шарнірно закріпленим до корпусу підшипника під кутом до осі обертання за допомогою регулювальних різьбових упорів; - пристрій для підведення мастила виконаний у вигляді декількох циліндричних резервуарів, установлених на валу в поздовжніх пазах і скріплених хомутами; - з однієї сторони в кожному резервуарі встановлена кришка з повітряним фільтром; - з іншої сторони встановлені з можливістю переміщення підпружинені плунжера зі зворотними клапанами, які зв'язують порожнину з мастилом у резервуарі й трубопровід; - усередині кожного резервуара встановлений підпружинений поршень; - плунжера зв'язані зі статорним кільцем. Таким чином, запропонований універсальний шпиндель має нове конструктивне виконання вузлів і деталей, нові зв'язки вузлів і деталей, а також нове розміщення їх відносно один одного. Між відмінними ознаками й технічним результатом, що досягається, існує причиннонаслідковий зв'язок. Завдяки тому, що універсальний шпиндель оснащений статорним кільцем, вільно встановленим на валу й шарнірно закріпленим до корпусу підшипника під кутом до осі обертання за допомогою регулювальних різьбових упорів, крім того пристрій для підведення мастила виконаний у вигляді декількох циліндричних резервуарів, установлених на валу в поздовжніх пазах і скріплених хомутами, при цьому з однієї сторони в кожному резервуарі встановлена кришка з повітряним фільтром, а з іншої сторони встановлені з можливістю переміщення підпружинені плунжера зі зворотними клапанами, які зв'язують порожнину з мастилом у резервуарі й трубопровід, причому усередині кожного резервуара встановлений підпружинений поршень, а вищезгадані плунжера зв'язані зі статорним кільцем, стало можливим не використовувати стаціонарні мастильні станції з магістральними трубопроводами до шпинделя за рахунок розміщення мастильних циліндричних блоків безпосередньо на валу шпинделя, які працюють як насоси. Виключення з вищевказаної сукупності відмінних ознак хоча б однієї не забезпечує досягнення технічного результату. Технічне рішення, що заявляється, невідомо з рівня техніки й тому воно є новим. Корисна модель, що заявляється, промислово застосована, тому що її технологічне й технічне виконання не представляє труднощів. По даному технічному рішенню виконаний робочий проект шпинделя для кліті кварто чорновий на Алчевський МК (Україна). Корисна модель пояснюється кресленнями, на яких зображені: фіг. 1 - універсальний шпиндель, загальний вид; фіг. 2 - розріз А-А по фіг. 1; фіг. 3 - розріз Б-Б по фіг. 1; фіг. 4 - вид В на фіг. 1. Універсальний шпиндель складається з вала 1, на якому є опорні шийки 2, шарнірних головок 3, у розточеннях яких установлені вкладиші 4. У шарнірних головках 3 виконані мастилорозподільні канали 5, з'єднані трубопроводами 6, розташованими уздовж вала 1 для підведення змащення до вкладишів 4. На опорних шийках 2 змонтовані підшипники, закриті корпусом 7. Статорне кільце 8 вільно встановлене на валу 1 та шарнірно закріплене до корпусу підшипника 7 під кутом до осі обертання за допомогою сферичних регулювальних різьбових упорів 9. Для підведення змащення до тертьових поверхонь бронзових вкладишів 4 застосовані мастильні циліндрові блоки, які виконані у вигляді декількох циліндричних резервуарів 10, установлених на валу 1 у поздовжніх пазах і скріплених хомутами 11. Для запобігання утворення вакууму в штоковій порожнині мастильного циліндричного резервуара 10 на задній кришці встановлений повітряний фільтр 12. З іншої сторони резервуара 10 установлені з можливістю переміщення підпружинені плунжера 13 зі зворотними клапанами 14 і 15, які зв'язують порожнину з мастилом у резервуарі 10 та трубопровід 6. Усередині кожного резервуара 10 установлені підпружинені поршні 16, під якими знаходиться мастильний матеріал. Поршні 16 підтискаються пружинами 17. Заправлення мастильних резервуарів 10 здійснюються через мастильницю пластичного змащення 18. Змащення тертьових поверхонь бронзових вкладишів в універсальному шпинделі під час роботи самого шпинделя здійснюються наступним чином. У мастильні резервуари 10 закладається мастильний матеріал через мастильницю 18. При обертанні вала 1 шпинделя, плунжера 13 здійснюють зворотно-поступальний рух, тим самим, перетворюють механічну енергію обертання шпинделя в енергію потоку рідини (мастильного матеріалу). При обертанні вала шпинделя плунжера, що перебувають унизу, переміщаються 2 UA 69691 U 5 10 15 вправо уздовж осі шпинделя, при цьому зворотний клапан 14 відкривається, а зворотний клапан 15 закривається - відбувається процес усмоктування мастильного матеріалу в порожнину під плунжером 13 (фіг. 4). Одночасно із цим інший плунжер, який перебувають угорі, упираючись у статорне кільце 8, переміщається вліво уздовж осі шпинделя, при цьому зворотний клапан 15 відкривається, а зворотний клапан 14 закривається та відбувається нагнітання мастильного матеріалу в трубопровід 6, який проводить змащення до вкладишів 4 на шарнірній головці 3. Пружина 17 призначена для постійного підтиснення мастильного матеріалу поршнем 16. За допомогою сферичних регулювальних різьбових упорів 9 нерухомо закріплених на корпусі 7 вала шпинделя, відбувається регулювання кута нахилу статорного кільця 8, у результаті чого змінюється хід плунжерів 13 і як наслідок змінюється обсяг подаваного мастильного матеріалу в зону тертя до вкладишів 4. Таким чином, виконання універсального шпинделя, згідно формули корисної моделі дозволяє забезпечувати надійне змащення тертьових поверхонь знизивши трудомісткість і металоємність, а відповідно й собівартість виготовлення універсального шпинделя і його системи змащення. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 Універсальний шпиндель, що містить вал, на опорних шийках якого встановлений нерухливий корпус підшипника, шарнірну головку із вкладишами й мастилорозподільними каналами, та пристрій для підведення мастила до шпинделя із трубопроводами, розташованими уздовж вала, який відрізняється тим, що він оснащений статорним кільцем, вільно встановленим на валу і шарнірно закріпленим до корпусу підшипника під кутом до осі обертання за допомогою регулювальних різьбових упорів, крім того пристрій для підведення мастила виконаний у вигляді декількох циліндричних резервуарів, установлених на валу в поздовжніх пазах і скріплених хомутами, при цьому з однієї сторони в кожному резервуарі встановлена кришка з повітряним фільтром, а з іншої сторони встановлені з можливістю переміщення підпружинені плунжера зі зворотними клапанами, які зв'язують порожнину з мастилом у резервуарі і трубопровід, причому усередині кожного резервуара встановлений підпружинений поршень, а вищезгадані плунжера зв'язані зі статорним кільцем. 3 UA 69691 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко 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 4