Универсальный шарнир

 

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ШАРНИР, содержащий две полумуфты, выполненные в виде вилки и лопасти, камень, размещенный в пазу лопасти, установленные между полумуфтами вкладыши со смазочными каналами и канавками, шарнирно связанные с камнем, а также подводящую смазочный материал магистраль на оси лопасти и дозаторы , отличающийся тем, что, с целью повыщения долговечности шарнира и сокращения расхода смазочного материала путем его дифференцированного распределения по поверхностям трения, шарнир снабжен плунжером с отверстием, который закреплен в канале подводящей магистрали, камень выполнен с цилиндрической полостью, которая снабжена уплотнениями, охватывающими плунжер, и сообщается с системой каналов, соединяющих цилиндрическую полость со смазочными канавками, причем последние выполнены изолированными и снабжены индивидуальными дозаторами. СО 4 N9 СЛ 00

СС103 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

y g В 21 В 35/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3533040/22-02 (22) О?.01.83 (46) 15.01.85. Бюл. № 2 (72) В. А. Яблоновский, Ю. Л. Стерник, А. А. Сопин, В. Ф. Меркулов, Б. Г. Кузьмин, В. П. Бардин и В. В. Арсентьев (71) Колпинское отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектноконструкторского института металлургического машиностроения (53) 621.771.2.06-88 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 194487, кл. В 21 В 35/14, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР № 674807, кл. В 21 В 35/14, 1979. (54) (57) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ШАРНИР, содержащий две полумуфты, выполненные в виде вилки и лопасти, камень, размещен,„SU 1134253 А ный в пазу лопасти, установленные между полумуфтами вкладыши со смазочными каналами и канавками, шарнирно связанные с камнем, а также подводящую смазочный материал магистраль на оси лопасти и дозаторы, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности шарнира и сокращения расхода смазочного материала путем

его дифференцированного распределения по поверхностям трения, шарнир снабжен плунжером с отверстием, который закреплен в канале подводящей магистрали, камень выполнен с цилиндрической полостью, которая снабжена уплотнениями, охватывающими плунжер, и сообщается с системой каналов, соединяющих цилиндрическую полость со смазочными канавками, причем последние выполнены изолированными и S снабжены индивидуальными дозаторами.

1134253

Изобретение относится к прокатке, а именно к приводу рабочих валков прокатных станов, в котором используются шпиндели с универсальными шарнирами.

В связи с ростом усилий и моментов прокатки на поверхностях трения вкладышей универсальных шарниров возникают значительные контактные давления, вызывающие повышенный износ вкладышей и быстрое нарушение работоспособности шарнира, В неблагоприятных условиях находятся шарниры со стороны валков, что объясняется ограниченностью их размеров (в 1,1 — 1,5 раза меньше размера шарнира со стороны привода), отсутствием надежной защиты от попадания воды и окалины, отсутствием эффективной смазки тяжелонагруженных поверхностей трения.

Известен универсальный шарнир, содержащий две полумуфты, выполненные в виде вилки и лопасти, между которыми установлены вкладыши, соединенные между собой штифтом, проходящим через отверстие в лопасти. Вилка шарнира охватывается бандажом, соединенным с герметичным кожухом, закрепленным на лопасти. Образованная внутри кожуха полость через магистраль, выполненную в теле лопасти, перед началом работы заполняется смазочным материалом. После заполнения магистраль запирается пробкой и в процессе работы смазка поверхностей трения осуществляегся заполняющим кожух смазочным материалом (1).

Однако известный шарнир невозможно применить для соединения валка со шпиндельным валом вследствие увеличенных габаритов и невозможности компенсации осевого перемещения центра шарнира при изменении расстояния между валками по вертикали. Кроме того, такой шарнир исключает применение автоматических смазочных систем.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является универсальный шарнир, содержащий две полумуфты и выполненный в виде вилки и лопасти камень, размещенный в пазу лопасти, уста7 новленные между полумуфтами вкладыши со смазочными каналами и канавками, шарнирно связанными с камнем, а также подводящую смазочный материал магистраль на оси лопасти и дозаторы (2).

Данный шарнир позволяет использовать автоматические смазочные системы, обеспечивающие регулярную подачу смазочного материала к шарниру, компенсировать перемещение центра шарнира при изменении расстояния между валками по вертикали.

Однако этим шарниром невозможно осугцествить контроль за распределением смазочного материала между цилиндрической и плоской поверхностями трения каждого вкладыша, а также между отдельными участками этих поверхностей. Это приводит к тому, что при износе вкладыша и увеличении зазоров практически весь подаваемый смазочный материал выдавливается в зазоры между вкладышем и вилкой, а на плоскую поверхность он поступает в крайне незначительном количестве или не поступает вообще. Кроме того, менее нагруженные и менее изнашиваемые участки поверхностей трения могут снабжаться смазочным материалом лучше, чем более нагруженные, так как его распределение по поверхности трения ничем не регулируются. Это приводит либо к повышенному износу поверхностей трения вследствие недостаточной подачи смазочного материала, либо к неоправданно большему расходу смазочного материала, либо к тому и другому вместе.

Цель изобретения — повышение долговечности шарнира и снижение расхода смазочного материала путем его дифференцированного распределения по поверхностям

20 трения.

Указанная цель достигается тем, что универсальный шарнир, содержащий две полумуфты, выполненные в виде вилки и лопасти, камень, размещенный в азу лопас. ти, установленные между полумуфтами вкладыш со смазочными каналами и канавками, шарнирно связанные с камнем, а также подводящую смазочный материал магистраль на оси лопасти и дозаторы, снабжен плунжером с отверстием, который закреплен в канале подводящей магистрали, камень выполнен с цилиндрической полостью, которая снабжена уплотнениями, охватывающими плунжер, и сообщается с системой каналов, соединяющих цилиндрическую полость со смазочными канавками, 35 причем последние выполнены изолированными и снабжены индивидуальными дозаторами.

На фиг. 1 представлен универсальный шарнир, разрез по оси; на фиг. 2 — разрез

А — А фиг. 1; на фиг. 3 — вид Б на фиг. 2 на цилиндрическую поверхность вкладыша (вилка не показана); на фиг. 4 — разрез

 — В на фиг. 2.

Универсальный шарнир шпинделя прокатной клети содержит две полумуфты, выполненные в виде вилки 1 и лопасти 2, камень 3, размещенный в пазу 4 лопасти и установленные между полумуфтами вкладыши 5 и 6, выполненные из антифрикционного материала. Вкладыши шарнирно связаны с цилиндрическими цапфами 7 камня, которые с зазором входят в соответствующие расточки вкладышей. Герметизация зазора между цапфами камня и вкладышами осуществляется с помощью резиновых уплотнений 8. На оси камня просверлена магистраль 9 для подвода смазочного материала, которая через вертлюг (не показан) сообщается с автоматической смазочной системой. На выходе из магистрали 9

1134253

3 на оси лопасти установлен плунжер 10, который входит в цилиндрическую полость

11 камня и имеет отверстие 12, сообщающее полость 11 с магистралью 9. Полость 11 расположена в камне на оси шарнира и снабжена уплотнителями 13, охватывающими плунжер. В камне выполнены осевые каналы 14 и радиальные 15 и 16, а в цилиндрических расточках вкладышей имеются кольцевые проточки 17, сообщающиеся с каналами 18 и 19 во вкладышах. От кана- 10 лов 19 на цилиндрические 20 и 21 и плоские 22 и 23 поверхности вкладышей отходят поперечные каналы 24, каждый из которых заканчивается дозатором 25-44, выполненными, например, в виде резьбовых пробок с калиброванными отверстиями.

Дозаторы 45 установлены на выходе из каналов 16 в смазочные канавки на-плоскостях камня, сопрягающихся с пазом лопасти. При использовании в качестве смазочного материала масляного аэрозоля дозаторы gp одновременно обеспечивают коагуляцию и осаждение частиц масляного аэрозоля на поверхности трения. Дозаторы выполнены с расходными характеристиками, соответствующими нагружен ности и интенсивности износа смазываемых участков поверхностей трения.

Так, например, для нереверсивной нагрузки при действии крутящего момента М<>в направлении, которое показано стрелками на фиг. 2, поверхности 20 и 22 вкладышей практически не нагружены и не изнашиваются, так как крутящий момент передается только через поверхности 21 и 23. Поверхности 21 и 23, через которые крутящий момент передается от одной полумуфты к другой, нагружены и изнашиваются неравномерно. Для шарниров при расчете контактные давления на плоской и цилиндрической поверхностях вкладыша линейно зависят от расстояния до центра шарнира. Такая же зависимость характерна для интенсивности износа этих поверхностей.

В соответствии с отмеченным выше характером распределения нагрузки и интенсивности для нереверсивной нагрузки оптимальные расходные характеристики группы дозаторов 25, 26, 29, 30, 33, 35, 37, 39, 41 и 42, дозаторов 27 — 28, дозаторов 31 — 32 и дозаторов 34 на цилиндрической поверхности, а также дозгторов 36, 38 и 40 группы дозаторов 43 и 44 на плоской поверхности должны удовлетворять соотношению

1:8:4: 10: 12: 10:8:4.

В случае реверсивной нагрузки на шарнир, которая характерна для блюмин гов, слябингов и некоторых других типов прокатных станов, оптимальные расходные характеристики групп дозаторов 25 — 28, 29 — 32 и 33 — 34 для цилиндрической поверхности и 35 — 36, 37 — 38 и 41 — 44 для плоской поверхности должны удовлетворять соотношению 8:4:10:12:10:8:4.

Как видно из приведенных соотношений, описанное решение позволяет также учесть то, что контактные давления по ширине вкладышей неравномерны и примерно пропорциональны косинусу угловой координаты точки поверхности трения относительно центра шарнира, а для плоской поверхности уменьшаются по параболической зависимости по направлению к краю лопасти.

Благодаря предлагаемой конструкции обеспечивается дифференцированное распределение смазочного материала по поверхностям трения и участкам этих поверхностей в соответствии с величиной нагрузки и интенсивности износа каждого участка, надежная смазка всех поверхностей трения при минимальном расходе смазочных материалов.

Помимо оптимально дифференцированного распределения смазочного материала по поверхностям трения предлагаемая конструкция устраняет необходимость выполнения глубоких сверлений в полумуфтах для подвода смазочного материала, которые снижают усталостную прочность полумуфт и весьма трудоемки при изготовлении, а также обеспечивают автоматическое подключение и отключение смазочной системы при перевалках.

А-А

>.р

ЛО

ГО

29 79 35

ll34253

Ю

2В

1134253

Составитель Г. Ростов

Редактор Н. Горват Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 10414/7 . Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП <Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4