Запобіжний шпиндель привода прокатної кліті

Реферат: Винахід належить до запобіжних пристроїв головних лінії приводів прокатних клітей. Запобіжний шпиндель приводу прокатної кліті містить трефову головку з конічним валом, змонтованим з натягом у конічному отворі втулки другої трефової головки, торці яких оснащені кулачками, що взаємодіють при повороті вала відносно втулки. У трефовій головці з конічним валом виконаний співвісний отвір, у якому змонтований поршень зі штоком, оснащений пружним елементом і фланцевою кришкою, розташованою з можливістю взаємодії з торцем другої трефової головки. Пружний елемент виконаний у вигляді пружини. Винахід дозволяє відновлювати працездатність запобіжного шпинделя після його спрацьовування безпосередньо в лінії приводу прокатної кліті (тобто без демонтажу й наступного монтажу), що дозволяє скоротити час відновлення в 5-6 разів та знизити витрати на відновлення. UA 97688 C2 (12) UA 97688 C2 UA 97688 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до прокатного виробництва і може бути використаний як запобіжний пристрій для захисту від технологічних перевантажень головних ліній приводів прокатних клітей, переважно маховичних станів. Відомий також запобіжний пристрій, який містить трефові головки, одна з яких виконана з виступом, а друга з порожниною, з розміщеним у них сполучним стрижнем, жорстко зв'язаним з виступом трефової головки, і елемент, що руйнується, виконаний у вигляді труби (А. с. СРСР 2083303, В21ВЗЗ/00). У даному винаході елемент, що руйнується, за масою є набагато меншим і може бути замінений на аналогічний. У той же час точність при спрацьовуванні недостатня, а технологічне відновлення зварюванням дуже складне. Відомий також запобіжний шпиндель, що містить трефові головки, одна з яких виконана з конічним валом, змонтованим на клеї в конічному отворі втулки другої трефової головки (патент України 67090 А, 7В21В33/00). У даному винаході при досягненні шпинделем граничного крутного моменту елементом, що руйнується, є клей. Шпиндель працює при високих вібраційних і ударних навантаженнях, які розрахунку не піддаються. Крім цього, міцність клейового з'єднання падає з підвищенням температури, а при 200-250 °С клейові плівки руйнуються. Тому точність спрацьовування й ресурс будуть також нестабільні. Крім того, відсутня можливість регулювання граничного крутного моменту. При повторному складанні необхідно конічні поверхні чистити від залишків плівки, а потім наносити свіжий шар клею, тобто процес складання досить трудомісткий. Відомий також запобіжний шпиндель, прийнятий за прототип, який містить дві трефові головки, одна з яких виконана з конічним валом, змонтованим у конічному отворі втулки другої трефової головки з розрахунковим натягом, торці яких оснащені кулачками, що взаємодіють при повороті вала відносно втулки (патент України № 88985, В21В33/00). Після спрацьовування запобіжника від перевантаження його необхідно демонтувати і на його місце встановити новий. Цей процес досить трудомісткий і може займати 3-4 години. Крім того, демонтований шпиндель потрібно транспортувати в цех, що має прес із зусиллям не менше 500 тонн. В основу винаходу поставлено задачу розробити такий запобіжний шпиндель, у якому за рахунок нової форми виконання елементів і їхнього взаємного розташування при заданих габаритах пристрою досягається зниження часу й витрат на відновлення запобіжного шпинделя в робочий стан без демонтажу його з лінії приводу прокатного стана, а отже не потрібна наявність преса з великим зусиллям напресування. Для вирішення поставленої задачі в запобіжному шпинделі приводу прокатної кліті, який містить трефову головку з конічним валом, змонтованим з натягом у конічному отворі втулки другої трефової головки, торці яких оснащені кулачками, що взаємодіють при повороті вала відносно втулки, відповідно до винаходу, у трефовій головці з конічним валом виконано співвісний отвір, у якому змонтовано поршень зі штоком, оснащений пружним елементом і фланцевою кришкою, розташованою з можливістю взаємодії з торцем другої трефової головки. При цьому пружний елемент виконано у вигляді пружини. Таке конструктивне вирішення дозволяє відновлювати шпиндель у робочий стан після спрацьовування безпосередньо в лінії приводу шляхом подання масла з високим тиском у міжштокову порожнину за допомогою переносного плунжерного насоса. Пружний елемент необхідний для витіснення масла з міжштокової порожнини після відновлення шпинделя, після чого трефові головки отримують можливість вільного переміщення в осьовому напрямку при спрацьовуванні від перевантаження. Це скорочує час на відновлення в 5-6 разів і виключає застосування преса. Суть винаходу пояснюється кресленнями. На фіг. 1 представлено загальний вигляд запобіжного шпинделя в робочому стані; на фіг. 2 - поперечний розріз А-А; на фіг. 3 - переріз кулачків Б-Б у збільшеному масштабі; на фіг. 4 - переріз Б-Б кулачків як варіант виконання; на фіг. 5 - збільшений елемент установки поршня. Запобіжний шпиндель прокатної кліті (фіг. 1) містить трефову головку 1 з конічним валом 2, змонтованим з розрахунковим натягом у конічному отворі втулки 3 другої трефової головки 4, кулачки 5 і 6, змонтовані на торцевих поверхнях вала 2 і втулки 3, поршень 7, шток 8, на кінці якого розташована фланцева кришка 9, яка взаємодіє з торцем другої трефової головки і зафіксована гайкою 10. Між конічним валом 2 і кришкою 9 розташована пружина 11. Поршень і шток мають ущільнення 13 і 14. Трефова головка 1 оснащена маслопідвідним каналом 15, який має пробку 16. Поршень закритий кришкою 12 від потрапляння сміття й витоку масла. Перед установкою запобіжного шпинделя між приводом і прокатною кліттю або після його спрацьовування в лінії привода при досягненні граничного моменту, шпиндель відновлюється 1 UA 97688 C2 5 10 15 20 25 без його демонтажу, тобто безпосередньо в лінії приводу. Для цього шляхом повороту однієї із трефових головок відносно іншої, установлюються кулачки відносно западин (див. фіг. 3). Після чого знімається пробка 16 і до різьбового отвору приєднується герметично ручний плунжерний переносний насос. Масло з плунжерного насоса (на рисунках не показано) по каналу 15 (фіг. 1) нагнітається в міжштокову порожнину. Поршень 7 разом зі штоком 8 і фланцевою кришкою 9 переміщаються вліво, при цьому кришка 9 переміщає конусну втулку 3 відносно конуса 2. У результаті відбувається запресовування конусного вала 2 у конусну втулку 3 і стиснення пружини 11. Контроль натягу здійснюється за манометром, встановленим на плунжерному насосі. При досягненні заданого тиску перемикачем плунжерного насоса по каналу 15 масло зливається в ємність плунжерного насоса. Масло з міжштокової порожнини під дією стиснутої пружини 11 видавлюється доти, поки поршень не займе крайнє праве положення. Після цього від'єднується насос і канал 15 закривається пробкою 16. При цьому фланцева кришка 9 також зміститься вправо, утворюючи осьовий зазор «S» між конусною втулкою 3. Цей зазор дозволяє при спрацьовуванні запобіжника за допомогою кулачків 5 і 6 вільно відкидати втулку 3 праворуч до упору у фланцеву кришку 9. У цьому положенні натяг по конусних поверхнях відсутній і втулка 3 на конусному валу 2 може обертатися як підшипник ковзання, тобто запобігає їхньому схоплюванню й зношуванню при спрацьовуванні. Після зупинки приводу процес відновлення запобіжного шпинделя повторюється за вищевикладеною схемою. Плунжерні ручні насоси забезпечують звичайно тиск у межах 50-100 МПа. При діаметрі 6 поршня 400 мм достатнім є тиск 30-35 МПа, при якому забезпечується зусилля на поршні 5∙10 Н (500 тонн). Розрахункове зусилля запресовування перебуває в межах 200-250 тонн. Використання запобіжного шпинделя порівняно з прототипом дозволяє після його спрацьовування відновлювати його працездатність безпосередньо в лінії приводу прокатної кліті (тобто без демонтажу й наступного монтажу), що скорочує час відновлення в 5-6 разів. Знижуються витрати на відновлення та виключається застосування спеціального преса з великим зусиллям напресування. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 1. Запобіжний шпиндель приводу прокатної кліті, що містить трефову головку з конічним валом, змонтованим з натягом у конічному отворі втулки другої трефової головки, торці яких оснащені кулачками, що взаємодіють при повороті вала відносно втулки, який відрізняється тим, що в трефовій головці з конічним валом виконаний співвісний отвір, у якому змонтований поршень зі штоком, оснащений пружним елементом і фланцевою кришкою, розташованою з можливістю взаємодії з торцем другої трефової головки. 2. Запобіжний шпиндель за п. 1, який відрізняється тим, що пружний елемент виконаний у вигляді стальної циліндричної гвинтової пружини. 2 UA 97688 C2 3 UA 97688 C2 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