Шарнир универсального шпинделя

 

ШАРНИР УНИВЕРСАЛЬНОГО ШПИНДЕЛЯ ,- содержащий вилку, лопасть, вкладыши с внутренними полостями и. сухарь, от ли ч а-ющийс я тем, что, с целью повышения стойкости вкладышей за счет улучшения условий смазки, внутренние полости лот пасти и вкладышей соединены сверлениями с контактными зонами у торцов вкладышей и заполнены смазкой, при этом в сверления встроены дроссели.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИК

„„SU„„1033245

3(5В В 21 В 35/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,. -../

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4427149/22-02 (22) 30.04.82 (46) 07.08.83. Бюл. Р 29 (72) A ° П. Потапенков и Э.Б. Касперович (71) Запорожский индустриальный институт (53) 621 ° 771. 2.06-88 (088. 8) (56) 1. Машины и агрегаты металлургических заводов. Т. 3. М., Металлургия 1981, с. 260.

2. Авторское свидетельство СССР В 791439 кл. В 21 В 35/14, 1979. (54) (57) ШАРНИР УНИВЕРСАЛЬНОГО ШПИНДЕЛЯ, содержащий вилку, лопасть, вкладыши с внутренними полостями и сухарь, о т л и ч а ю Ш и и с я тем, что, с целью повышения стойкости вкладышей аа счет улучшения условий смазки, внутренние полости ло-, пасти и вкладышей соединены сверлениями с контактными зонами у торцов вкладышей и заполнены смазкой, при этом в сверления встроены дроссели.

1033245

Изобретение относится к прокатному оборудов анию, преимуществ е ни о

1 к универсальным шпинделям привода рабочих валков прокатных станов.

Известен шарнир универсального шпинделя, содержащий лоп асть, вилку, 5 бронзовые вкладыши и сухарь (1.).

Недостатком данного шарнира является невысокая стойкость бронзовых вкладышей вследствие быстрого износа плоской рабочей поверхности !О

s узкой зоне у торцов вкладыша из-за неравномерности распределения контактных давлений и трудности обеспечения постоянной подачи смазки на плоскую рабочую поверхность в зоне наибольших контактнь(х данлений у торцов вкладыша.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является шарнир универсального шпинделя, содержащий вилку, лопасть, вкладыши с внутренними полостями и сухарь (2 ).

Недост атк ом данного шар нира т акже является быстрый износ бронзовых вкладышей вследствие неравномерного распределения смазки по плоской рабочей поверхности и ухудшенных условий смазки н зоне наибольших контактных давлений у торцов вкладышей.

Цель изобретения - повышение стойкости вкладышей путем улучшения ЗО условий смазки.

Укаэанная цель достигается тем, что у шарнира универсального шпинделя, содержащего вилку, лопасть, вкладыши с внутренними полостями и 35 сухарь, внутренние полости лопасти и вкладышей соединены снерлениями с контактными зонами у торцов вкладышей и заполнены смазкой, при этом и снерлении встроены дроссели. 40

На фиг.l показан шарнир,поперечный разрез; на фиг.2 - узел 1 на фиг.l.

Шарнир универсального шпинделя содержит вилку 1, лопасть 2, два вкладыша 3 и сухарь 4. Лопасть и вкладыши имеют внутренние полости 5, заполненные смазкой 6. Полости сверлениями 7 соединены с контактными поверхностями 8 у торцов вкладышей и сверлениями 9 с рабочими поверхностями 10 сухаря. В сверления 7 вставлены пружинно-поршневые микродроссели 11 с конической иглой, каждый иэ которых состоит иэ корпуса 12 с конусным входным отверстием 13, выход- 55 ными отверстиями 14, поршня 15 с конической иглой 16, пружины 17 и регулировочного болта 18.

Шарнир работает следующим образом, 6О

Периодически через специальные отверстия (не показаны), расположенные рядом с дросселями 11, внутренние полости 5 лопасти и вкладышей заполняются смазкой 6. При этом . 65 смазка через снерления 9 подается, на рабочие поверхности 10 сухаря 4.

При заполнении полостей смазкой регулировочными болтами 18 ослабляют пружины 17 дросселей 11, благодаря чему конические иглы 1 6 перекрывают входные отнерстия 13 н корпусах 12, предотвращая выход смазки к контактным поверхностям вкладышей.

При вращении шпинделя смазка 6 под действием центробежных сил отбрасывается от центра шарнира, вследствие чего создается перепад давлений (дР) между поверхностью смазки, расположенной на радиусе Р„ и выходными сечениями снерлений 7, расположенными на радиусе R> При этом величина и Р равна:

2 где р - плотность смазки; о — угловая скорость вращения шарнира.

Под действием указанного перепада давлений смазка поступает через дрос— сели 11 и сверления 7 к контактным поверхностям 8. Интенсивность поступления смазки при всех прочих равных условиях определяется величиной зазора (Ь) между корпусом иглы 16 и конусом входного отверстия 13 в корпусе дросселя 12. Исходная величина этого зазора устанавливается регулироночным болтом 18.

При вращении шпинделя величина зазора (й) несколько меньше ее исход,ной величины вследствие сжатия пру-. жины 17 под действием центробежной силы, определяемой массой поршня 15 с иглой 16, и давления смазочной жидкости на поршень.. По мере расхода смазки и связанного с этим увеличения радиуса Й„, величина ее давления на поршень дросселя уменьшается. Это дает постепенное увеличение рабочего зазора (Ь), что, н итоге, способствует равномерности подачи смазки к контактным поверхностям.

Расчеты пок азыв ают,. что на к онтактных поверхностях у торцов вкладышей возникают давления, в некоторых случаях превышающие предел прочности бронзы, иэ которой изготав— ливают вкладыши, При этих условиях возникают такие нежелательные явления, как схватывание I рода и схватывание II рода, приводящие к интенсивному износу вкладышей, что подтверждается практикой эксплуатации шпинделей. Исследованиями подтверждено, что схватывание 1 рода возникает при отсутствии между трущимися поверхностями разделяющего слоя смазки, а схватывание II рода - при работе с устойчивой граничной смазкой, Соответствейно скорость процесса разрушения в первом случае

10-15 мкм/ч, во втором случае

1-5 мкм/ч. Таким образом, отсутст1033245

Уф

ir, fJ

Я фиг Р

Составитель.Г. Ростов

Техред Ж. Кастелевич

Заказ 5513/12 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д, 4/5

Корректор A. Повх

Редактор М. Товтин

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вие смазки при прочих равных условиях увеличивает интенсивность из- ., носа в 2-15 раз.

При вращении шарнира, т.е. при передаче им крутящего момента, обеспечивается постоянная подача смазки в зоны действия наибольших контактных напряжений, расположенных у торцов вкладыша. За счет этого, как показано выше, интенсивность износа этих поверхностей значительно умень - 10 шается, что приводит к увеличению срока службы вкладышей и шарнира шпинделя в целом.

В настоящее время в приводах валков,стана 950 установлены шпиндели, имеющие вкладыши и лопасти сплошного сечения. Смазка на контактные поверхности вкладышей .этих шарниров подает-. ся периодически при остановках стана через специальные сверления во вкладышах и вилке шарнира. Практически смазка на контактных Поверх- ностях имеется тблько в начальные периоды работы. Затем она выдавливается из зоны контакта, в первую . очередь из зоны наибольшего контактного давления, и при дальнейшей работе до остановки в шарнире наблюдается сухое трение. В итоге срок службы вкладышей не превышает 20-ти дней.

Расчеты показывают, что увеличение срока службы вкладышей хотя бы . в два раза позволит сократить эксплуатационные расходы на стане 950 на 15-20 тыс.руб. в год.