Шпиндель прокатного стана

 

ШПИНДЕЛЬ ПРОКАТНОГО СТАНА, включающий вал, на концах которого установлены зубчатые шарнирные головки , отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности за счет уменьшения цикличности передачи вращения прокатн 1у валку, шарнирные головки вьшолнены с соотношением чисел зубьев, образуемым парой взаимно простых чисел для разных головок.. . (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 В 21 В 35/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3;IF3kР". Я<Ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3589310/22-02 (22) 13.05.83 (46) 15.12.87. Бюл. Ф 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт механизации труда в черной металлургии (72) Ю.Л.Урин, Г.Я.Алексеенко, Ю.В.Липухин, А.Н. Иводитов, Л.И.Данилов и А.M.Ñîðoêèí (53) 621 .771.2.06-88(088.8) (56) Кожевников С.Н. и др. Карданные передачи, Киев, Техника, 1978, с. 90-129.

Королев А.А Прокатные станы и оборудование прокатных цехов (атлас), М., Металлургиздат, 1963, с. УП-77.

„„Я0„„1104737 А (54) (57.) .ШПИНДЕЛЬ ПРОКАТНОГО СТАНА, включающий вал, на концах которого установлены зубчатые шарнирные головки, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности за счет уменьшения цикличности передачи вращения прокатному валку, шарнирные головки выполнены с соотношением чисел зубьев, образуемым парой взаимно простых чисел для разных головок.

1104737

Поставленная цель достигается тем, что в шпинделе прокатного стана, включающего вал, на концах которого установлены зубчатые шарнирные головки, согласно изобретению, шарнирные головки выполнены с соотношением чисел зубьев, образуемым парой взаимно простых чисел для разных головок а

На фиг. 1 изображен предлагаемый шпиндель, на фиг..2 - поперечный разрез шарнирной головки со стороны рабочего валка (разрез А-А на фиг. 1), 1на фиг. 3 — поперечный разрез шарнир,ной головки со. стороны привода (раз рез Б-Б на фиг. 1).

Устройство включает шпиндельный вал 1 с шарнирными головками 2 и 3, ,через которые вращение передается от привода к рабочему валку. Голяки 2 и 3 содержат внутренние 4, 5 и наружные 6, 7 обоймы. Вращение между обоймами 4, 6 и 5, 7 передается непосредственно через зубья 8 (зубчатые шпиндели) или, как показано на фиг.

2 и 3, через расположенные между зубьями промежуточные тела 9 (роликовые, шаровые шпиндели).

Амплитудное значение неравномерности передачи вращения в каждом из шарниров при этом значительно ниже, чем для шарнира типа "лопасть-вилка", однако период возмущений ближе к собственным частотам колебаний .элементов линии привода, так как каждая 4о из головок вносит в пределах оборота циклическую составляющую, период которой связан с каждым входом в контакт и выходом из него соседних зубьев. Это приводит к колебаниям скорос- 45 ти прокатного валка, вскрытию зазоров в соединениях, их преждевременному износу, сказывается на качестве продукции. Например, на станах холодной прокатки листа на полосе появля-. 50 ется ребристость, шаг которой соотвествует шагу зубьев шарнира. При этом шпиндель надо выводить из эксплуатации, хотя зубья могут иметь резерв IIo износу.

Целью изобретения является повышение надежности за счет .уменьшения цикличности передачи вращения рабочему валку.

W = 1 + Аздп(а(+В), где А

Изобретение относится к прокатному оборудованию и может быть применено в линиях главного привода прокатных станов при высоких требованиях к равномерности вращения рабочих валков, например, на стенах холодной прокатки листа.

Известны конструкции шпинделей прокатных станов, включающие вал с двумя шарнирными соединениями типа

"лопасть-вилка". При передаче вращения под углом каждое из таких соединений обусловливает периодическое отклонение скорости ведомого звена относительно ведущего. В случае небольших моментов инерции шпинделя, при отсутствии зазоров в сочленениях при определенном взаимном расположении двух одинаковых шарнирных 20 головок шпинделей это отклонение может быть обоими шарнирами взаимно погашено. Однако, практически на прокатных станах зазоры и инерция шпиндельного соединения приводят к 25 значительной неравномерности вращения и динамическим явлениям в линии главного привода.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является 30 шпиндель прокатного стана, включающий вал, на концах которого установлены зубчатые шарнирные головки.

При работе устройства из-за наличия угла перекоса осей привода, вала 1 и рабочего валка в пределах каждого оборота в шарнирных головках

2 и 3 возникают периодические отклонения скоростей вращения выходных обойм 6 и 7 относительно входных 4 и 5. Эти отклонения связаны с тем, что при передаче вращения между пересекающимися осями каждый зуб 8 или тело 9 участвуют в передаче момента лишь в определенном угловом положении.

Колебание скорости ведомых звеньев при этом происходит с цикличностью, определяемой количеством зубьев 8 обойм 2 и 3.

Полагаем передаточное отношение по угловой скорости для каждого шарнира вида амплитуда относительного изменения угловой скорости, угол поворота вала; количество зубьев в обойме; угол первоначального сдвига зубьев.

1104737

К у — DK2 (6) Кэ = 1 К э

15 (4) Т = ш Т шэТэ, Тэ К

Т2 Кэ

m5 (5)

Период этой функции Т равен

2Т!

Т (2)

К

Тогда из (1) для шпинделя с двумя шар 5 нирами передаточное отношение W составит

W =(1+А

1 э э . (3)

Индексы 2 и 3 относятся к шарнирным головкам 2 и 3 соответственно.

Периодом функции И является наименьшая величина Т, для которой где m u m — целые числа. Наименьэ шему значению Т соответствуют взаимно простые числа m m . Из (2) .20 и (4) получаем

Если числа зубьев К и Кэ имеют общий наибольший делитель D, то

Из (4), (5) и (6) следует

2 ( ш2 = DK *1 щэ = DK 1 Т.= 0 (7) Из (7) видно, что если D = 1, то есть К, и Кэ взаимно простые числа, период Т рвен 2 и и возмущения, вносимые шарниром, в пределах оборота вала не являются периодическими. Таким образом, применение в шпинделе шарнирных головок с взаимно простым количеством зубьев позволит резко снизить частоту колебаний системы главного привода.

В настоящее время изобретение готовится к реализации на чистовой группе клетей непрерывного широкополосного стана 2500 и четырехклетьевом стане кварто 1700 холодной прокатки листа. Разработаны рабочие проекты. Конструкции находятсЯ В стадии изготовления и частичного опробования.

1104737

Редактор Н. Сильнягина Техред Л. Олийнык

Корректор С.Черни

Заказ 6413 Тираж 481

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

«

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4