Шарнир универсального шпинделя

 

Сущность изобретения: шарнир имеет две полумуфты с вилкой 1 и лопастью 5, которче выполнены как поямоугольные секторы кругового цилиндра . Секторы лопасти 5 соединены сплошной перемычкой 6. На полумуфты установлено кольцо 3 с натягом на вилку, с зазором на лопасть. 8 лопастях со стороны вилки выполнены полусферические лунки 9, в которые вложены вкладь,ши 10 в виде полушзров. Несущая способность секторов шарнира увеличивается в 3 раза в сравнении с прототипом. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГННТ СССР (21) 4901831/27 (22) 11.01.91 (46) 15.09.92.Бюл. М 34 (71) Магнитогорский горно-металлур гический институт им.Г.И.Носова (72) Ю.В.Жиркин (56) Авторское свидетельство СССР

N 662175, кл. В 21 В 35/14, 1977.

Авторское свидетельство СССР

If 327699, кл. В 21 В 35/14, 1969.

Авторское свидетельство СССР

"Г 460915, кл. B 21 В 35/14, 1972.

Авторское свидетельство СССР

N 1041183, кл. B 21 В 35/14, 1981.

Изобретение относится к металлургическому машиностроению, в,частности к конструкции щпиндельных соедине" ний в линии привода горизонтальных рабочих валков прокатных станов.

Известны конструкции шарниров универсальных шпинделей, которые со" держат вилку с цилиндрической расточкой, размещенные в ней вкладыши скольжения и установленный между ними сухарь. (Королев А.А. Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов. М., Металлургия, 1985. с. 183. рис. IV. 2) .

Недостатком такого шарнира являет". ся низкая нагрузочная способность, повысить которую невозможно, так как одновременно увеличиваются габариты и неравномерность распределения контактных напряжений в зоне контахSU «, 1761324 A1 (>I)5 В 21 В 35/14; Г 16 П 3/20

2 (54) ШАРНИР УНИВЕРСАЛЬНОГО ШПИНДЕЛЯ (57) Сущность изобретения: шарнир имеет две полумуфты с вилкой 1 и лопастью 5, которче выполнены как прямоугольные секторы кругового цилиндра. Секторы лопасти 5 соединены сплошной перемычкой 6. На полумуфты установлено кольцо 3 с натягом на вилку, с зазором на лопасть.

В лопастях со стороны вилки выполнены полусферические лунки 9, в которые вложены вкладь;ши 10 в виде полушаров. Несущая способность секторов шарнира увеличивается в 3 pa3a e cpaa" нении с прототипом. 3 з.п,ф-лы„ 3 ил. та вкладышей с лопастью полумуфты. что сокращает срок службы шарнира.

Известна конструкция шарнира универсального шпинделя, в котором между вкладышами и лопастью установлены сухари, контактирующие приволинейными поверхностями с выемкой вкладышей (авт. св. 279655, кл. В 21 В 35/14).

Такое конструктивное решение, реализуя условия равномерного распределения контактных напряжений, не обеспечивает повышения несущей способности шарнира.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является шарнир универсального шпинделя, содержащий вилку, зубцы которой в поперечном сечении выполнены в виде сегментов, лопасть с

3 176 прямоугольным поперечным сечением и размещенные между ними вкладыши с бочкообразной поверхностью, контактирующий с соответствующей поверхностью вилки (авт.св. Г! 889167, кл. В 21 В 35/14).

Недостатком данного шарнира является короткий срок службы, обусловленный низкой несущей способностью конструкции.

Целью изобретения является повышение нагруэочной способности и тем самым срока службы.

Эта цель достигается тем, что в шарнире универсального шпинделя, содержащем полумуфты с вилкой, лопастью и с размещенными между ними вкладышами, и каналы для смазочного материала, лопасть и вилка выполнены в виде прямоугольных секторов кругового цилиндра с обращенными друг к другу плоскими гранями, причем, секторы лопасти соединены сплошной перемычкой, имеющей зазор с секторами вилки, нв которую с натягом установлено кольцо, а вкладыши представляют собой полушары, вложенные в полусферйческие лунки, выполненные в гранях области, обращенных к вилке. Кроме того, между кольцом и лопастью выполнен зазор. Лопасть снабжена элементами поджатия вкладышей к лункам. По всей длине полумуфт выполнены каналы для охладителя в подповерхностном слое зон контакта с вкладышаМИ, На фиг.l изображен общий вид шарнира универсального шпинделя в поперечном сечении; на фиг.2 — полумуфта с вилкой без наружного кольца; на фиг.3 — полумуфта с лопастью.

Шарнир универсального шпинделя

/ содержит олумуфту в виде вилки 1 (фиг.l) с зубцами 2 (фиг.1,2,3}, выполненными в виде прямоугольных секторов круговых цилиндров с обращенными друг к другу прямыми углами, на которую, охватывая вилку

l с натягом установлено кольцо 3 (на фиг,2 кольцо условно не показано). Шарнир также содержит полумуфту

4 (фиг.1,3) с лопастью 5, выполненную s аиде прямоугольных секторов кругового цилиндра, соединенных со сторон прямых углов сплошной перемычкой 6, размещенной между зубцами 2 вилки 1 с зазорами 7, В плоских гра1324 4

l5

50 нях 8 лопасти 5, которые обращены к плоским граням 9 (фиг.2) вилки 1, выполнены полусферические лун" ки 10 (фиг.l}, в которых размещены вкладыши ll, выполненные в виде полу" шаров, которые,зафиксированы элементами поджатия 12. размещенными в пазу 13 вкладышей ll Элементы поджатия могут быть выполнены в виде упру"

ГИХ lllT Hl, TQPCl4OHOB пРужин И

Между лопастью 5 и кольцом 3 выполнены зазоры 14. В лопасти. 5 выполнены каналы 15 для подвода смазочного материала и каналы 16 для подвода охладителя, которые выполнены в зубцах 2 полумуфты 1 и лопасти 5 полумуфты 2 в зоне подповерхностного слоя поверхностей, контактирующих с вкладышами.

Работа устройства,,Передача круI тящего момента через шарнир универсального шпинделя происходит от лопасти 5 (фиг.l) полумуфты 4 через вкладыши 11 и зубцы 2 полумуфты 1.

В линии привода прокатных валков, как правило, существует перекос осей полумуфт 1 и 4. В этом случае при о повороте шпинделя на 380 в шарнире происходит качение лопасти 5 относительно вилки 1, что приводит к скольжению зубцов 2 вилки 1 относительно вкладышей 11, а вкладышей !

1 относительно полусферической поверхности лунок 10. Возникающие при этом силы трения вызывают интенсивный поток тепла, которое отводится охладителем, подаваемым по каналам

16.

Наличие зазоров 7 обеспечивает качание зубцов 2 относительно перемычки 7, а наличие зазоров 14 — качание лопасти 5 относительно кольца 3.

При разъединении полумуфт,например, при перевалке рабочих валков, вкладыши 11 удерживаются от выпадения иэ лунок 10 элементами поджатия

12.

Выполнение вилки и лопасти в виде прямоугольных секторов кругового цилиндра позволяет увеличить несущую способность шарнира не менее, чем в три раза при тех же габаритах, что приводит к снижению величины напряжений в деталях. шарнира и к повышению его срока службы, 5 1 761324 6 изобретения а вкладыши выполнены в виде полушаров, вложенных в полусферические луниверсального шпинделя ки, выполненные в гранях лопасти. муфты с вилкой, ло- . 2. Шарнир по п.l, о т л и ч а юещенными между ними шийся тем, что кольцо охватыва" налы для смазочного ет лопасть с зазором. л и ч а ю шийся 3. Шарнир по п.2, о т л и ч а ю" ью повышения нагру- шийся тем,что лопасть снабжена сти и тем самым срока О элементами поджатия вкладышей к луни вилка выполнены в кам.

Формула

У

1. Шарнир ун содержащий полу пастью и с разм вкладышами и кч материала, о т тем, нто., с .цел зочной способно службы, лопасть виде прямоугольных секторов кругового цилиндра с обращенными одна к другой плоскими гранями, причем секторы лопасти соединены сплошной перемычкой, имеющей зазор с секторами вилки, на которую с натягом насажена кольцо, 4. Шарнир по и.1, о т л и ч а юшийся тем, что по всей длине полу,уфт в подповерхностном слое зон контакта с вкладышами выполнены каналы дпя охладителя.

1761324

Фиг. 2

Фиг. ь

Составитель Ю.Жиркин

Техред И.Моргентал . Корректор З.Салко

Редактор

Заказ 3212 Тираж Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303S, МосквФ, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,1 )1