Узел соединения прокатного валка со шпинделем

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к шпиндельным соединениям сортовых прокатных станов, а именно к узлу соединения прокатного валка со шпинделем. Узел соединения прокатного валка со шпинделем включает приводной хвостовик валка, шарнир шпинделя, состоящий из обоймы и сквозной втулки, между которыми расположены бочкообразные ролики, центрирующие кольца, закрепленные на концевых участках втулки и сопряженные по сферическим поверхностям с кольцом, установленным на дне обоймы, и фланцем, закрепленным на ее торце, и устройство для осевой фиксации шарнира на приводном хвостовике валка, состоящее из цилиндрического стержня, установленного в соосных поперечных отверстиях, выполненных в сквозной втулке со смещением относительно ее оси на величину радиуса посадочной поверхности приводного хвостовика вала, на приводном хвостовике на глубину, равную радиусу цилиндрического стержня, выполнен поперечный полуцилиндрический паз, в котором расположен стержень, а в обойме соосно с поперечными отверстиями во втулке выполнены два отверстия, закрытых пробками, при этом сопряженные поверхности пробок и отверстий в обойме выполнены гладкими, на внешних торцах пробок перпендикулярно их оси выполнены крепежные планки, установленные в гнездах, выполненных противоположно на наружной поверхности обоймы, и закрепленные на ней болтами, а поверхности внутренних торцов пробок выполнены цилиндрическими заподлицо с внутренней цилиндрической поверхностью обоймы с радиусом, равным радиусу этой цилиндрической поверхности. Изобретение обеспечивает повышение надежности и работоспособности устройства осевой фиксации шарнира на шейке валка, сокращение аварийных простоев и повышение производительности прокатного стана, точности прокатки и качества прокатываемого металла. 4 ил.

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в шпиндельных соединениях сортовых прокатных станов.

Известен узел соединения прокатного валка со шпинделем (аналог), включающий приводной хвостовик валка, шарнир шпинделя, состоящий из обоймы, связанной с валом шпинделя, сквозной втулки, в которой расположен приводной хвостовик валка, бочкообразные ролики, установленные в полуцилиндрических пазах между обоймой и втулкой, и устройство для осевой фиксации шарнира, выполненное в виде шайбы, закрепленной на торце обоймы с помощью болтов и закрывающей шарнир со стороны вала шпинделя (см. А.Т.Демченко, П.Ф.Даценко. Ремонт механического оборудования мелкосортных и проволочных станов. М.: Металлургия, 1978 г., стр.40, 42, 59, рис.15, а также А.А.Королев. Механическое оборудование прокатных и трубных цехов. М.: Металлургия, 1987 г., стр.99, 100, рис.11.38).

Из-за осевых нагрузок, передающихся при прокатке от шпинделя к валку, болты быстро разрушаются, что приводит к быстрому выходу из строя устройства для осевой фиксации и аварийным простоям прокатного стана. Разъединение и соединение шпинделя с валком, необходимое для перестройки стана при переходе на другой калибр и при перевалках, требуют большого времени, являются весьма трудоемкими операциями и вызывают увеличение непроизводительных простоев прокатного стана.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является узел соединения прокатного валка со шпинделем, включающий приводной хвостовик валка, шарнир шпинделя, состоящий из обоймы и сквозной втулки, между которыми расположены бочкообразные ролики, сферические центрирующие кольца, закрепленные на концевых участках втулки и сопряженные с ответными сферическими поверхностями кольца, установленного на дне обоймы, и фланца, закрепленного на ее торце, и устройство для осевой фиксации шарнира на приводном хвостовике валка, состоящее из цилиндрического стержня, установленного в соосных поперечных отверстиях, выполненных в сквозной втулке со смещением относительно ее оси на величину радиуса посадочной поверхности приводного хвостовика валка. На приводном хвостовике на глубину, равную радиусу стержня, выполнен поперечный полуцилиндрический паз, в котором расположен стержень, а в обойме соосно с поперечными отверстиями во втулке выполнены два отверстия, закрытых пробками (см. патент РФ №2188725 от 07.08.2000 г.). В отличие от аналога в прототипе при нормальной работе устройства для осевой фиксации шарнира обеспечивается снижение трудоемкости и продолжительности соединения и разъединения шпинделя с валком. Однако отверстия, в которых установлены пробки, закрывающие в обойме отверстия соосные с поперечными отверстиями во втулке, выполнены резьбовыми. При этом цилиндрический стержень, перемещаясь в поперечных отверстиях втулки, при вращении шпинделя своими концами периодически взаимодействует с дном резьбовых пробок, попадая в углубления, образуемые в резьбовых отверстиях под пробками. В процессе эксплуатации резьба в отверстиях обоймы быстро изнашивается и выходит из строя, что снижает надежность устройства для осевой фиксации шарнира. Разрушение резьбы приводит к выпадению пробок и соответственно цилиндрических стержней из отверстий, нарушению осевой фиксации шарнира на приводном хвостовике валка и аварийным простоям прокатного стана.

При эксплуатации из-за постепенного износа роликов и полуцилиндрических пазов на обойме и втулке увеличивается их относительное угловое смещение, возникающее при приложении момента прокатки при захвате металла валками и выходе металла из клети. В результате углового смещения нарушается соосность поперечных отверстий в сквозной втулке и отверстий в обойме, закрытых пробками. При расположении конца цилиндрического стержня в углублении резьбового отверстия под пробкой в период углового смещения обоймы относительно втулки стержень вначале постепенно изгибается, а затем заклинивается в отверстиях втулки и разрушается. Изгиб стержня приводит к осевым биениям прокатного валка, что снижает точность прокатки и качество прокатываемого металла. Заклинивание стержня вызывает увеличение непроизводительных простоев прокатного стана на его извлечение из отверстий втулки и разъединение прокатного валка со шпинделем. Поломки стержней также увеличивают число аварийных простоев и снижают производительность стана. Осевые биения отрицательно сказываются на работоспособности подшипников жидкостного трения валков и надежности другого оборудования главной линии прокатной клети - рабочих и шестеренных валков, шпинделей, муфт и редукторов.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности и работоспособности устройства для осевой фиксации шарнира на шейке прокатного валка, сокращение аварийных простоев и повышение производительности прокатного стана, повышение надежности оборудования главной линии, точности прокатки и качества прокатываемого металла.

Поставленная цель достигается тем, что в узле соединения прокатного валка со шпинделем, включающем приводной хвостовик валка, шарнир шпинделя, состоящий из обоймы и сквозной втулки, между которыми расположены бочкообразные ролики, сферические центрирующие кольца, закрепленные на концевых участках втулки и сопряженные с ответными сферическими поверхностями кольца, установленного на дне обоймы, и фланца, закрепленного на ее торце, и устройство для осевой фиксации шарнира на приводном хвостовике валка, состоящее из цилиндрического стержня, установленного в соосных поперечных отверстиях, выполненных в сквозной втулке со смещением относительно ее оси на величину радиуса посадочной поверхности приводного хвостовика валка, на котором на глубину, равную радиусу цилиндрического стержня, выполнен поперечный полуцилиндрический паз, в котором расположен стержень, а в обойме соосно с поперечными отверстиями во втулке выполнены два противоположных отверстия, закрытых пробками, сопряженные поверхности пробок и отверстий в обойме выполнены гладкими, на внешних торцах пробок перпендикулярно их оси выполнены крепежные планки, установленные в гнездах, выполненных на наружной поверхности обоймы, и закрепленные на ней болтами, а поверхности внутренних торцов пробок выполнены цилиндрическими заподлицо с внутренней цилиндрической поверхностью обоймы с радиусом, равным радиусу этой цилиндрической поверхности.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:

Фиг.1. Узел соединения прокатного валка со шпинделем - осевой разрез.

Фиг.2. Сечение по А-А на фиг.1.

Фиг.3. Разрез по Б-Б на фиг.2.

Фиг.4. Вид по стрелке В на фиг.3.

Узел соединения прокатного валка со шпинделем включает приводной хвостовик валка 1, шарнир шпинделя, состоящий из обоймы 2 и сквозной втулки 3, между которыми в полуцилиндрических пазах расположены бочкообразные ролики 4. На концевых участках втулки 3 закреплены сферические кольца 5 и 6, сопряженные с ответными сферическими поверхностями кольца 7, установленного на дне обоймы 2, и фланца 8, закрепленного на ее торце болтами 9. Для осевой фиксации шарнира на приводном хвостовике валка применяется устройство, состоящее из цилиндрического стержня 10, установленного в соосных поперечных отверстиях, выполненных в сквозной втулке 3 со смещением относительно ее оси на величину радиуса R посадочной поверхности приводного хвостовика валка 1.

На приводном хвостовике валка на глубину, равную радиусу r цилиндрического стержня 10, выполнен поперечный полуцилиндрический паз, в котором расположен стержень. В обойме 2 соосно с поперечными отверстиями во втулке 3 выполнены два противоположных отверстия, в которых установлены пробки 11, закрывающие отверстия. Сопряженные поверхности пробок и отверстий в обойме выполнены гладкими.

На внешних торцах пробок 11 перпендикулярно их оси выполнены крепежные планки 12, установленные в гнездах 13, выполненных на наружной поверхности обоймы. Планки своими внутренними плоскими поверхностями сопряжены с ответными плоскими поверхностями гнезд, расположенными перпендикулярно оси отверстий в обойме. В планках 12 выполнены отверстия, через которые проходят болты 14, которыми планки закреплены на обойме.

Поверхности внутренних торцов пробок 11 выполнены цилиндрическими радиуса R_п, равного радиусу R_о внутренней цилиндрической поверхности обоймы, то есть поверхности внутренних торцов пробок выполнены заподлицо с внутренней цилиндрической поверхностью обоймы и вместе с ней образуют единую цилиндрическую поверхность. Положение пробок, обеспечивающее сопряжение цилиндрических поверхностей их торцов заподлицо с внутренней цилиндрической поверхностью обоймы, достигается благодаря строго определенному положению планок 12 в гнездах 13 обоймы, при котором исключается их относительное смещение после затяжки болтов 14 (см. фиг.4).

Благодаря применению пробок 11 без резьбы с гладкими цилиндрическими поверхностями их сопряжения с отверстиями в обойме 2, цилиндрическим поверхностям внутренних торцов и болтовому креплению пробок на обойме, обеспечивается надежное крепление пробок в обойме и исключается выпадение стержня 10 из узла осевой фиксации шарнира на хвостовике валка. В результате повышается надежность и работоспособность устройства для осевой фиксации шарнира, сокращаются аварийные простои прокатного стана и повышается его производительность.

При постепенном износе роликов шарнира, увеличении углового смещения обоймы 2 относительно сквозной втулки 3 и нарушении соосности поперечных отверстий во втулке и отверстий в обойме исключаются изгиб и заклинивание стержня 10 в поперечных отверстиях втулки, так как концы стержня беспрепятственно перемещаются по стыкам между цилиндрическими поверхностями одинакового радиуса внутренних торцов пробок 11 и обоймы, выполненными заподлицо. Благодаря этому исключаются разрушение стержня 10, осевые биения прокатного валка, повышается точность прокатки и качество прокатываемого металла. Сокращаются непроизводительные простои прокатного стана на извлечение стержня из узла соединения валка с втулкой 3, их разъединение и соединение шпинделя с новым валком. Исключаются поломки стержней, что также снижает число аварийных простоев стана и способствует повышению его производительности. Извлечение стержня из узла соединения прокатного валка со шпинделем представляет собой простую операцию, заключающуюся в откручивании болтов 11, извлечении пробок 11 и удалении стержня путем его легкого постукивания монтажным прутком, вводимым в одно из отверстий в обойме. При этом стержень выходит из обоймы через другое отверстие.

Устранение осевых биений прокатного валка при работе с предлагаемой конструкцией узла его соединения со шпинделем положительно сказывается на работоспособности подшипников жидкостного трения и надежности другого оборудования главной линии прокатной клети - рабочих и шестеренных валков, шпинделей, муфт и редукторов.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет достигнуть поставленные цели и может быть рекомендовано для широкого внедрения в практику прокатного производства.

Узел соединения прокатного валка со шпинделем, включающий приводной хвостовик валка, шарнир шпинделя, состоящий из обоймы и сквозной втулки, между которыми расположены бочкообразные ролики, центрирующие кольца, закрепленные на концевых участках втулки и сопряженные по сферическим поверхностям с кольцом, установленным на дне обоймы, и фланцем, закрепленным на ее торце, и устройство для осевой фиксации шарнира на приводном хвостовике валка, состоящее из цилиндрического стержня, установленного в соосных поперечных отверстиях, выполненных в сквозной втулке со смещением относительно ее оси на величину радиуса посадочной поверхности приводного хвостовика вала, на приводном хвостовике на глубину, равную радиусу цилиндрического стержня, выполнен поперечный полуцилиндрический паз, в котором расположен стержень, а в обойме соосно с поперечными отверстиями во втулке выполнены два отверстия, закрытые пробками, отличающийся тем, что сопряженные поверхности пробок и отверстий в обойме выполнены гладкими, на внешних торцах пробок перпендикулярно их оси выполнены крепежные планки, установленные в гнездах, выполненных противоположно на наружной поверхности обоймы, и закрепленные на ней болтами, а поверхности внутренних торцов пробок выполнены цилиндрическими заподлицо с внутренней цилиндрической поверхностью обоймы с радиусом, равным радиусу этой цилиндрической поверхности.