Зубопрокатный станок

 

ЗУБОПРОКАТНЫЙ СТАНОК для горячей прокатки, содержащий размещенные на станине три накатывающих механизма, включающих накатной валок и синхронизирующее зубчатое колесо, установленные с возможностью радиального перемещения, а также привод с эталонным зубчатым колесом, установленным с возможностью взаимодействия с синхронизирующими зубчатыми колесами, механизм зажима и перемещения заготовки, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения возможности восстановления зубчатых колес и повышения точности обработки, он снабжен механизмом ориентации зубьев восстанавливаемого колеса, выполненным в виде набора зубчатых колес, одно из которых установлено соосно накатному валку и кинематически связано с ним, механизмом торцового деформирования восстанавливаемых колес , выполненным в виде расположенного соосно эталонному зубчатому колесу дифференциального гидроцилиндра , на штоке которого закреплен (Л С с возможностью вращения сменный инструмент, а также упорным роликом, размещенным соосно эталонному зубчатому колесу, и упорными роликами, размещенньгми соосно синхронизирующим зубчатым колесам и накатным валкам и установленными с возможностью взаимодействия с упорным.ролио ч ком. --4 о: ОО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦЙАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 50 В 21 Н 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3525268/25-27 (22) 10.11.82 (46) 07.03.84. Бюл. 9 9 (72) Л.Б.Коровкина, A.Ê.Ëoçîâèê, М.П.Марутян, Э.A.Петухов, Е.A.Семенько, A.Ë.Ôèøìàí, A.Ñ.Ñîáîëåâ и О.И.Кузьменков (71) Институт проблем надежности и долговечности машин AH БССР (53) 621.771.068(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР ,9 186383, кл. В 21 Н 5/02, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 812400, кл. В 21 Н 5/02, 1979 (прототип), (54)(57) ЭУБОПРОКАТНЫИ СТАНОК для горячей прокатки, содержащий размещенные на станине три накатывающих механизма, включающих накатной валок и синхронизирующее зубчатое колесо, установленные с возможностью радиального перемещения, а также привод с эталонным зубчатым колесом, установленным с возможностью взаимодействия с синхронизирующими зубча„„SU„„1077687 А тыми колесами, механизм зажима и перемещения заготовки, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения возможности восстановления зубчатых колес и повышения точности обработки, он снабжен механизмом ориентации зубьев восстанавливаемого колеса, выполненным в виде набора зубчатых колес, одно из которых установлено соосно накатному валку и кинематически связано с ним, механизмом торцового деформирования восстанавливаемых колес, выполненным в виде расположенного соосно эталонному зубчатому колесу дифференциального гидроцилиндра, на штоке которого закреплен с возможностью вращения сменный инструмент, а также упорным роликом, размещенньпм соосно эталонному зубча- С тому колесу, и упорными роликами, размещенными соосно синхронизирую- Я щим зубчатым колесам и накатным валкам и установленными с возможностью взаимодействия с упорным. роликом.

1077687

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве и восстановлении зубчатых кЬлес.

Известно устройство для накатынания цилиндрических зубчатых колес, содержащее стационарно смонтированные на станине три накатных валка, привод вращения одного из накатных валков, воздействующий на другие валки через синхронизирующее зубчатое колесо, механизм зажима и перемещения заготовки с силовыми цилиндрами и индуктор ТВЧ для нагрева заготовки f1) .

Недостатком известного устройст- 15 ва является то, что на нем невоз-. можно накатывать зубчатые колеса с радиальным перемещением накатных валков. Это ограничивает технологические возможности изнестнога уст- 20 ройства.

Наиболее близким к изобретению является зубопрокатный станок, содержащий размещенные на станине три накатывающих механизма, включающих накатной валок и синхронизирующее зубчатое колесо, установленные с возможностью радиального перемещения, а также привод с эталонным зубчатым колесом, установленH6IM с возможностью взаимодействия с синхрониэирующими зубчатыми колесами, механизм зажима и перемещения заготовки j2) .

Однако известный станок не может быть использован для восстановления изношенных зубчатыхколес,так как в нем отсутствуетустройство пластического деформированияторцов заготовки восстанавливаемого зубчатогоколеса и устройство ориентирования зубьев заготовки относительно зубьев накатных валков. Это ограничивает технологические возможности известного станка.

45

Выполнение накатных валков и синхронизирующих зубчатых колес в виде отдельных деталей и установка их консольно на осях снижает жесткость накатывающих устройств, вследствие чего снижается точность обработки.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем обеспечения возможности восстановления зубчатых колес и повышения точности обработки.

Поставленная цель достигается тем, что зубопрокатный станок для горячей прокатки, содержащий размещенные на станине три накатывающих 60 механизма, включающих накатной валок и синхронизирующее зубчатое колесо, установленные с возможностью радиального перемещения, а также привод с эталонным зубчатым колес >м, установленным с возможностью взаимодействия с синхронизирующими зубчатыми колесами, механизм зажима и перемещения заготовки, снабжен механизмом ориентации зубьев восстанав.— ливаемого колеса, выполненным в виде набора зубчатых колес, одно из которых установлено соосно накатному валку и кинематически связано с ним, механизмом торцового деформирования восстанавливаемых колес, выполненным в виде расположенного соосно эталонному зубчатому колесу дифференциального гидроцилиндра, на штоке которого закреплен с ноэможнс стью вращения сменный инструмент, а также упорным роликом, размещенным соосно эталонному зубчатому колесу, и упорными роликами, размещенными соосно синхронизирующим зубчатым колесам и накатным налкам и установленными с возможностью взаимодействия с упорным роликом.

На фиг. 1 изображена принципиальная кинематическая схема зубопрокатного станка; на фиг. 2 — зубопрокатный станок, общий нид; на фиг ° 3разрез A-A на фиг. 2; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 3.

Зубопрокатный станок содержит станину 1, на которой смонтированы три накатывающих устройства 2, привод 3 вращения заготовки 4, устройство 5 ориентирования зубьев заготовки 4, устройство 6 пластического деформиронания торцов заготовки 4, механизм 7 зажима и перемещения заготовки 4 и индуктор 8

ТВЧ для нагрева заготовки 4.

Каждое накатывающее устройство

2 включает накатной валок 9 и синхрониэирующее зубчатое колесо 10, установленные в подшипниках на оси

11, жестко закрепленной в каретке

12, Каретка 12 установлена в направляющих корпуса 13 с возможностью радиального перемещения посредством гидроцилиндра 14. Гидроцилиндр 14 служит также для компенсации радиальных усилий, возникающих в процессе обработки заготовки 4. Накатной налок 9 и синхрониэирующее зубчатое колесо 10 выполнены в виде набора шестерен, в средней части которого размещен упорный ролик 15. Наружный диаметр упорного ролика 15 равен диаметру начальной окружности синхронизирующего зубчатого колеса 10 и накатного валка 9.

Накатывающие устройства 2 равномерно расположены относительно заготовки 4, что позволяет разгрузить привод 3 вращения заготовки 4 от радиальных усилий, возникающих в процессе обработки.

Накатывающие устройства 2 смонтированы на станине 1 посредством планок 16 с возможностью их переус1077687 тановки в горизонтальной и вертикальной плоскостях. В горизонтальной плоскости переустановка накатывающих устройств 2 производится совместно с планками 16, в вертикальной плоскости переустановка произ.- . водится эа счет изменения высоты планок 16. Возможность переустановки накатывающих устройств 2 в двух взаимно перпендикулярных плоскостях позволяет расширить диапазон типо- 10 размеров обрабатываемых заготовок

4 при сохранении высокой точности обработки.

Привод 3 вращения заготовки 4 смонтирован на станине 1 и включает электродвигатель 17, клиноременную

18 и зубчатую 19 передачи, посредством которых вращение передается на шпиндель 20.

На шпинделе 20 жестко закреплено 20 эталонное зубчатое колесо 21, уста-. новленное с воэможностью зацепления с синхронизирующими зубчатыми колесами 10 накатывающих устройств 2.

Эталонное зубчатое колесо 21 снабжено упорным роликом 22, взаимодействующим"с упорными роликами 15 накатывающих устройств 2. Наружный диаметр упорного ролика 22 равен диаметру начальной окружности эталонного зубчатого колеса 21. На торце эталонного зубчатого колеса 21 жестко закреплен диск 23, служащий для размещения заготовки 4 в процессе ее обработки. устройство 5 ориентирования 35 зубьев заготовки 4 относительно зубьев накатных валков 9 выполнено в виде. набора зубчатых колес 24-26.

Зубчатое колесо 24 размещено в зоне загрузки заготовки 4 с возможностью 40 зацепления с последней и установлено в подшипниках на оси 11 одного иэ накатывающих устройств 2 соосно накатному валку 9.

Зубчатое колесо 24.имеет профиль и число зубьев, соответствующие профилю и числу зубьев накатного валка

9, и кинематически связано с последним посредством зубчатых колес 25 и 26. Зубчатые колеса 25 и 26 жестко закреплены на валу 27 и находятся в зацеплении соответственно с зубчатым колесом 24 и накатным валком

9. Вал 27 установлен в подшипниках в каретке 12. Таким образом, расположение зубьев зубчатого колеса24 всегда соответствуетрасположению зубьев накатных валков 9.

Устройство 6 пластического деформирования торцов заготовки 4 пред- 60 назначено для перемещения нагретого металла из нерабочей зоны заготовки

4 в зону износа зубьев в процессе .их восстановления и выполнено в ви. де дифференциального гидроцилиндра 65

28, размещенного на станине 1 соос= но эталонному зубчатому колесу 21.

На штоке 29 гидроцилиндра 28 жестко закреплена каретка 30, в которой в радиально-упорных подшипниках качения установлен вал 31 со сменным рабочим инструментом 32.

Зубопрокатный станок работает следующим образом.

При восстановлении изношенных зубчатых колес шток 29 гидроцилиндра 28 устройства 6 пластического деформирования вместе с кареткой

30 и рабочим инструментом 32 отводится в верхнее исходное положение.

Пентр 33 механизма 7 зажима и перемещения заготовки 4 посредством

I гидроцилиндра 34 отводится в положение загрузки (разгрузки), при этом накатные валки 9 накатывающих устройств 2 раэвсдятся таким образом, чтобы во впадинах их зубьев в зоне обработки могли разместиться зубья восстанавливаемого зубчатого колеса ,(заготовки 4 ) с некоторым технологическим зазором, Заготовка 4 -устанавливается на центрирующую оправку 35 и подается в зону загрузки (разгрузки), где она вводится в зацепление с зубчатым колесом 24 устройства 5, ориентируя при этом зубья заготовки 4 относительно зубьев накатных валков 9.

После этого гидроцилиндр 34 выключается, и оправка 35 с заготовкой.

4 зажимается в центрах 33 и 36 пру-.. жиной. После зажима заготовки 4 механизм 7 посредством гидроцилиндра перемещает последнюю в кольцевой индуктор 8 ТВЧ для нагрева. IIo достижении заданной температуры нагрева (время нагрева регулируется с помощью реле) механизм 7 перемещает заготовку 4 в зону обработки, где она устанавливается на диске

23 привода 3 между .накатными валками 9. Зубья заготовки 4 сориентированы относительно зубьев накатных валков 9 и поэтому располагаются во впадинах зубьев накатных валков

9. После этого включаются гидроцилиндры 14 и накатные валки 9 перемещаются в радиальном направлении до тех пор, пока ролики 15 дойдут до контакта с роликом.22 привода

3, а синхронизирующие зубчатые колеса 10 войдут в нормальное зацепление с эталонным зубчатым колесом

21, после чего перемещение накатных валков 9 прекращается, т.е. процесс восстановления зубчатых колес осуществляется при неизменном межосевом расстоянии между накатными валками 9 и заготовкой 4, обеспечивая таким образом требуемую точноств восстанавливаемых зубчатых колес.

Включается привод 3 вращения заготовки 4 и одновременно включается

1077687 гидроцилиндр 28 устройства 6 ° Шток

29 гидроцилиндра 28 с кареткой 30 перемещается из верхнего исходного положения в нижнее рабочее, при этом инструмент 32 внедряется в нерабочую поверхность торца заготовки 4, перемещая металл к изношенным частям зубьев. Накатные валки 9 образуют закрытый калибр для деформируемого металла, а возникающие радиальные усилия компенсируются гидроцилиндрами 14. Так как гидроцилиндр 28 выполнен дифференциальным, то он обеспечивает быстрый подвод-отвод (холостой ход) инструмента 32 к заготовке 4 с минимальным расходом и давлением рабочей жидкости и медленный рабочий ход инструмента 32, при котором давление рабочей жидкости в гидроцилиндре 28 резко возрастает, что обеспечивает необходимое усилие для внедрения инструмента 32 .в заготовку 4.

Для равномерного восстановления обеих сторон зубьев заготовки 4 процесс восстановления осуществляют с реверсированием ее вращения.

После окончания процесса восстановления привод 3 вращения заготовки 4 выключается. Накатные валки 9 и рабочий инструмент 32 отводятся в исходное положение, а механизм 7 перемещает заготовку 4 в зону разгрузки загрузки ). Центр 33 механизма 7 гидроцилиндром 34 отводит-ся в положение разгрузки (загрузки) и заготовка 4 с оправкой 35 выгружается, после чего цикл восстановления повторяется.

При горячей прокатке зубчатых колес зубчатое колесо 24 устройства

5 ориентирования зубьев снимается, а шток 29 гидроцилиндра 28 устройства б пластического деформирования вместе с кареткой 30 и рабочим инструментом 32 отводится в крайнее верхнее положение. Центр 33 механизма 7 зажима и перемещения заго- товки 4 посредством гидроцилиндра

34 отводится в положение загрузки (разгрузки), при этом пружина сжимается, а накатные валки 9 накатывающих устройств 2 разводятся таким образом, чтобы между ними в зоне обработки могла разместиться цилиндрическая заготовка 4.

Заготовка. 4 устанавливается на центрирующую оправку 35 и вручную (или с помощью приспособления) подается в зону загрузки (разгрузки), после этого гидроцилиндр 34 выключается, и оправка 35 с заготовкой 4 зажимается в центрах 33 и 36.

При холодном калибровании зубчатых колес индуктор 8 снимается. Процесс установки заготовки 4 (калибруемого зубчатого колеса) и ее калибрование осуществляется так же, как и при горячей прокатке зубчатых

15 колес.

Усилие деформирования обрабатываемых поверхностей заготовки 4 регулируется изменением давления рабочей жидкости в гидроцилиндрах 14 накатывающих устройств 2, а частота вращения заготовки 4 изменяется путем смены шкивов ременной передачи 18 привода 3 вращения заготовки 4, 25 Выполнение в станке накатного валка 9 и синхронизирующего зубчатого колеса 10 в виде блока шестерен, в средней части которого размещен упорный ролик 15, повышает жесткость накатывающих устройств 2, вследствие чего повышается точность обработки заготовки 4. Кроме того, выполнение упорных роликов 15 и 22 в виде цилиндрических поверхностей, наружный диаметр которых равен диаметрам начальных окружностей соответственно синхронизирующих 10 и эталонного 21 зубчатых колес, позволяет с высокой точностью поддерживать межосевое расстояние между

40 заготовкой 4 и йакатными валками 9 при восстановлении зубчатых колес и точно фиксировать момент окончания обработки при горячей прокатке зубчатых колес, вследствие чего так45 же повышается точность обработки.

По сравнению с базовым вариантом, в качестве которого выбран прототип, предлагаемый зубопрокатный станок позволяет расширить технологические возможности процесса прокатки, а также повысить точность изготовления колес.

1077F87

1077687

ВНИИПИ Заказ 822/5

Тирам 641 Подписное е ююеа юеее Вм »

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4