Зубчатая муфта шпинделя прокатного стана

Изобретение относится к зубчатым шпинделям привода валков прокатных станов. Зубчатая муфта шпинделя прокатного стана содержит вал шпинделя, зубчатую обойму, зубчатую втулку и узел уплотнения, выполненный в виде гильзы с внутренней конической и наружной цилиндрической поверхностями, сопряженными через уплотнительные шнуры с втулкой и торцевой крышкой обоймы. Между узлом уплотнения и зубчатым зацеплением муфты установлен узел центрирования обоймы относительно втулки, выполненной в виде двух колец, сопряженных по сферическим поверхностям, закрепленных на наружной поверхности втулки и на внутренней поверхности торцевой крышки. Обеспечивается повышение износостойкости зубчатого зацепления и долговечности зубчатых муфт и шпинделей, сокращение расхода прокатных валков и их подшипников, сокращение простоев, повышение производительности прокатного стана, точности прокатки и качества прокатываемого металла. 1 ил.

 

Изобретение относится к зубчатым шпинделям привода валков прокатных станов.

Известна зубчатая муфта шпинделя прокатного стана (аналог), включающая вал шпинделя, напрессованную на его хвостовик зубчатую обойму, находящуюся с ней в зацеплении зубчатую втулку, соединенную с лопастью на приводной шейке валка, узел уплотнения и пружину, установленную в глухой расточке в хвостовике вала шпинделя (см. патент РФ №2110342 "Узел соединения прокатного валка со шпинделем", опубл. 10.05.98 г., Бюл. №13, МПК 6 В21В 35/14). Недостатком аналога является установка в продольных угловых пазах зубчатой втулки вкладышей прямоугольного поперечного сечения, взаимодействующих с плоскостями лопасти прокатного валка. Угловые пазы во втулке являются концентраторами напряжений при передаче крутящего момента, что вызывает быстрое разрушение втулки, выход из строя шпинделя и аварийные простои прокатного стана. Кроме того, узел уплотнения аналога не обеспечивает герметичности зубчатого зацепления, что приводит к вымыванию из него смазки водой, охлаждающей прокатные валки, утечкам смазки из зацепления, быстрому его износу и способствует быстрому выходу шпинделя из строя.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является зубчатая муфта шпинделя прокатного стана, включающая вал шпинделя, напрессованную на его хвостовик зубчатую обойму, находящуюся с ней в зацеплении зубчатую втулку, соединенную с лопастью на приводной шейке валка, узел уплотнения, выполненный в виде гильзы с внутренней конической и наружной цилиндрической поверхностями, сопряженными через уплотнительные шнуры с наружной поверхностью втулки и цилиндрическим выступом на внутренней цилиндрической поверхности торцевой крышки обоймы, и пружину, установленную в стакане в глухой расточке хвостовика вала шпинделя (см. патент РФ №2241559 "Зубчатая муфта шпинделя прокатного стана", опубл. 10.12.2004 г., Бюл. №34).

В прототипе устранен недостаток аналога в части выполнения угловых продольных пазов в зубчатой втулке. Кроме того, используется более герметичное уплотнение зубчатого зацепления. Однако и прототип обладает недостатком, заключающимся в том, что зубчатое зацепление, как и в аналоге, наряду с передачей крутящего момента выполняет функцию центрирования обоймы относительно втулки. Это вызывает повышенный износ зацепления, нарушение центрирования обоймы относительно втулки, ухудшает условия работы и герметичность уплотнения и также приводит к утечкам смазки и вымыванию ее охлаждающей валки водой из зацепления. В результате стойкость зацепления и долговечность шпинделя значительно сокращаются, что приводит к увеличению простоев на замену шпинделей и снижению производительности прокатного стана. Быстрый износ зацепления вызывает радикальные и осевые биения шпинделя, передающиеся на прокатные валки и отрицательно сказывающиеся на точности прокатки и качестве прокатываемого металла.

Недостатком прототипа также является передача осевого усилия от пружины, установленной в расточке хвостовика вала шпинделя, через зубчатую втулку на прокатный валок и подшипники валка. Это ухудшает работу валков и подшипников, приводит к снижению их долговечности и увеличению расхода прокатных валков и их подшипников.

Задачей настоящего изобретения является повышение износостойкости зубчатого зацепления и долговечности зубчатых муфт и шпинделей, сокращение расхода прокатных валков и их подшипников, сокращение простоев, повышение производительности прокатного стана, точности прокатки и качества прокатываемого металла.

Поставленная задача достигается тем, что в зубчатой муфте шпинделя прокатного стана, включающей вал шпинделя, напрессованную на его хвостовик зубчатую обойму, находящуюся с ней в зацеплении зубчатую втулку, соединенную с лопастью на приводной шейке прокатного валка, узел уплотнения, выполненный в виде гильзы с внутренней конической и наружный цилиндрической поверхностями, сопряженными через уплотнительные шнуры с наружной поверхностью втулки и цилиндрическим выступом на внутренней цилиндрической поверхности торцевой крышки обоймы, и пружину, установленную в стакане в глухой расточке, выполненной в хвостовике вала шпинделя, между узлом уплотнения и зубчатым зацеплением муфты установлен узел центрирования обоймы относительно втулки, выполненный в виде двух сопряженных по сферическим поверхностям колец с центром этих поверхностей в точке пересечения продольной оси втулки с центральным поперечным сечением ее зубчатого пояса, кольцо с выпуклой сферической поверхностью напрессовано на наружную поверхность втулки до упора в выполненный на ней кольцевой выступ, а кольцо с вогнутой сферической поверхностью запрессовано в цилиндрическую расточку, выполненную на внутренней поверхности торцевой крышки со стороны зубчатого зацепления, до упора во внутренний кольцевой выступ, образуемый в месте перехода цилиндрической расточки к внутренней цилиндрической поверхности крышки.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен продольный разрез зубчатой муфты шпинделя прокатного стана.

Зубчатая муфта шпинделя прокатного стана включает вал 1 шпинделя, на хвостовике которого напрессована зубчатая обойма 3. Внутри обоймы установлена зубчатая втулка 4, находящаяся с ней в зацеплении 5. Зубчатая втулка соединена с лопастью 6 на приводной шейке 7 прокатного валка 7.

Муфта снабжена узлом уплотнения, выполненным в виде гильзы 8 с внутренней конической и наружной цилиндрической поверхностями, сопряженными через уплотнительные шнуры 9, 10 с наружной поверхностью втулки 4 и цилиндрическим выступом 11 на внутренней цилиндрической поверхности торцевой крышки 12 обоймы 3.

В глухой расточке 13 хвостовика 2 вала 1 шпинделя по посадке скольжения установлен стакан 14, в котором установлена пружина 15, упирающаяся в дно расточки 13 и поджимающая стакан 14 его выпуклой наружной торцевой поверхностью к торцу зубчатой втулки 4.

Между узлом уплотнения и зубчатым зацеплением 5 установлен узел центрирования обоймы относительно втулки, выполненный в виде двух колец 16 и 17, сопряженных по сферическим поверхностям радиуса R с их центром, расположенным в точке 0 пересечения продольной оси втулки с центральным поперечным сечением ее зубчатого пояса.

Кольцо 16 с выпуклой сферической поверхностью напрессовано на наружную цилиндрическую поверхность втулки 4 со стороны прокатного валка до упора в выполненный на ней кольцевой выступ 18. Кольцо 17 с вогнутой сферической поверхностью запрессовано в цилиндрическую расточку 19, выполненную на внутренней цилиндрической поверхности торцевой крышки 12 со стороны зубчатого зацепления. Кольцо 17 запрессовано до упора во внутренний кольцевой выступ 20, образуемый в месте перехода цилиндрической расточки к внутренней цилиндрической поверхности крышки. Крышка крепится к обойме болтами 21.

При работе шпинделя под действием пружины 15 через стакан 14 зубчатая втулка 4 кольцевым выступом 18 поджимает сферической поверхностью напрессованное на ней кольцо 16 к сферической поверхности кольца 17, запрессованного в торцевую крышку 12. Благодаря этому по сферическим поверхностям обеспечивается центрирование втулки 4 относительно обоймы 3 так, что центр зубчатого зацепления муфты всегда расположен в центре "0" взаимодействующих сферических поверхностей колец 16 и 17 радиуса R. В этом случае зубчатое зацепление не выполняет функцию центрирования обоймы относительно втулки и распределение окружных сил между зубьями по окружности зацепления при их относительных взаимных перекосах и передаче крутящего момента является равномерным. Это значительно повышает нагрузочную способность, уменьшает износ зубьев зацепления и повышает долговечность шпинделя.

Центрирование обоймы относительно втулки улучшает условия работы и повышает герметичность узла уплотнения, так как обеспечивается равномерность поджатия уплотнительных шнуров 9 и 10 к внутренней конической и наружной цилиндрической поверхностям гильзы 8. Благодаря этому устраняются вымывание охлаждающей валки водой и утечка смазки из зубчатого зацепления, что также уменьшает износ зубьев и повышает долговечность зубчатой муфты и шпинделя. Повышению герметичности уплотнения способствует также сам узел центрирования, повышающий сопротивление утечкам смазки из зацепления через контактирующие сферические поверхности колец 16 и 17.

Повышение износостойкости зубчатого зацепления муфты и долговечности шпинделей сокращает простои прокатного стана на замену шпинделей и повышает его производительность. Благодаря снижению износа зацепления сохраняется требуемый профиль зубьев, что уменьшает радиальные и осевые биения шпинделей и прокатных валков, повышает точность прокатки и качество прокатываемых полос.

В предлагаемой конструкции зубчатой муфты осевая нагрузка от усилия пружины 15 не передается от зубчатой втулки 4 на прокатный валок 7 и подшипники валка, а воспринимается обоймой 3 через кольцо 17, торцевую крышку 12 и болты 21. Благодаря этому улучшаются условия работы, повышается долговечность и сокращается расход прокатных валков и их подшипников.

Центрирующие кольца 16 и 17 являются заменяемыми деталями. Вместе с тем предлагаемая конструкция зубчатой муфты может быть также реализована выполнением сферических поверхностей радиуса непосредственно на втулке 4 и торцевой крышке 12, то есть без применения колец 16 и 17. Однако в этом случае естественный износ сферических поверхностей может привести к необходимости преждевременной замены втулки 4 и крышки 12 при работоспособном зубчатом зацеплении 5. Применение же заменяемых колец 16 и 17 обеспечивает повышение срока службы зубчатых муфт и шпинделей и сокращает на них затраты.

Таким образом, предлагаемая конструкция зубчатой муфты обеспечивает достижение поставленной цели изобретения и рекомендуется для широкого применения в прокатном производстве.

Зубчатая муфта шпинделя прокатного стана, включающая напрессованную на хвостовик вала шпинделя зубчатую обойму, находящуюся с ней в зацеплении зубчатую втулку, сопрягаемую с лопастью на приводной шейке валка прокатного стана, узел уплотнения, выполненный в виде гильзы с внутренней конической и наружной цилиндрической поверхностями, сопряженными через уплотнительные шнуры с наружной поверхностью втулки и цилиндрическим выступом на внутренней цилиндрической поверхности торцевой крышки обоймы, и пружину, установленную в стакане в глухой расточке, выполненной в хвостовике вала шпинделя, отличающаяся тем, что между узлом уплотнения и зубчатым зацеплением муфты установлен узел центрирования обоймы относительно втулки, выполненной в виде двух сопряженных по сферическим поверхностям колец с их центром в точке пересечения продольной оси втулки с центральным поперечным сечением ее зубчатого пояса, кольцо с выпуклой сферической поверхностью напрессовано на наружную поверхность втулки до упора в выполненный на ней кольцевой выступ, а кольцо с вогнутой сферической поверхностью запрессовано в цилиндрическую расточку, выполненную на внутренней поверхности торцевой крышки обоймы со стороны зубчатого зацепления до упора во внутренний кольцевой выступ, образуемый в месте перехода цилиндрической расточки к внутренней цилиндрической поверхности торцевой крышки обоймы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к главным приводам прокатных станов, в частности к универсальным шарнирам, и наиболее эффективно может быть использовано в приводах вращения рабочих валков клетей станов винтовой прокатки.

Изобретение относится к области создания уравновешивающих систем шпинделей главных приводов рабочих клетей прокатных станов, в частности к способу уравновешивания шпинделя привода валков клети прокатного стана.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при осуществлении процесса прокатки металлов с периодическим рассогласованием окружных скоростей от крутильных автоколебаний рабочих валков.

Изобретение относится к прокатному производству, преимущественно к роликовым шпинделям трансмиссий привода валков прокатных станов. .

Изобретение относится к шпинделям прокатного стана и может быть использовано в трансмиссиях приводов прокатных станов, а также в трансмиссиях других тяжелых машин, в которых передача крутящего момента осуществляется с перекосом осей соединяемых валов.

Изобретение относится к прокатному производству и наиболее эффективно может быть использовано в главных линиях станов винтовой прокатки при производстве труб и круглого сорта.

Изобретение относится к обработке металла давлением в вертикальных и универсальных клетях прокатного стана для передачи вращения от двигателя к вертикальным валкам прокатной клети полосового стана, в частности к приводу вертикальных валков прокатной клети.

Изобретение относится к обработке металла давлением и может быть использовано в горизонтальных и универсальных клетях прокатного стана для передачи вращения от источника мощности к горизонтальным валкам прокатной клети.

Изобретение относится к обработке металла давлением и может быть использовано в вертикальных и универсальных клетях прокатного стана для передачи вращения от двигателя посредством шестеренной клети к вертикальным валкам прокатной клети полосового стана.

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к муфтовым соединениям соприкасающихся торцами валов, предназначенных для передачи крутящего момента. .

Изобретение относится к приводному шпинделю для главного привода прокатной клети

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в шпинделях привода валков прокатных станов

Изобретение относится к конструкциям прокатных станов, преимущественно к приводам рабочих клетей прокатных станов

Изобретение относится к прокатной клети и способу осевого перемещения валков

Изобретение относится к конструкциям прокатных станов, в частности к приводам их рабочих клетей

Изобретение относится к прокатному оборудованию, а точнее, к роликовым шарнирам универсальных шпинделей главных линий приводов прокатных станов (трубных, сортовых, листовых)

Изобретение относится к тележке для транспортирования, по меньшей мере, одного приводного шпинделя для валка прокатной клети и к способу эксплуатации тележки

Изобретение относится к прокатному оборудованию, а точнее к универсальным шарнирам шпинделей главных линий приводов прокатных станов (трубных, сортовых, листовых), предназначенных для передачи вращения под различными углами от шестеренных клетей или редукторов к рабочим валкам прокатных станов

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а точнее к шариковым шарнирам, и наиболее эффективно может быть использовано в приводах вращения рабочих валков клетей прокатных станов при передаче широкого диапазона крутящих моментов при значительных углах перекоса в шарнирах универсальных шпинделей. Шариковый шарнир содержит обойму, в расточках которой расположены ползуны со сферическими поверхностями, сферическую головку вала, четыре шара, сферические кольца, защитный кожух и средства от самоотвинчивания. Шары установлены между ползунами, расположенными в обойме, и пазами сферической головки. Сферические кольца установлены в соответствующих расточках обоймы и контактируют со сферической головкой. В расточках обоймы размещены резьбовые втулки. Каждый ползун выполнен в виде опоры с наружной резьбой, взаимодействующей с внутренней резьбой втулки, и контактирующей с опорой пяты, имеющей сферическую поверхность. Резьбовые опоры связаны со средствами от самоотвинчивания. Такое конструктивное выполнение шарикового шарнира позволяет повысить его долговечность за счет устранения радиальных зазоров от действия динамических нагрузок путем перемещения ползунов по внутренней резьбе соответствующих втулок, не снимая его из линии стана. 2 ил.

Изобретение относится к зубчатому зацеплению (1) в прокатных станах или установках непрерывного литья и способу его изготовления. Устройство содержит множество зубьев (2), входящее в зацепление со вторым зубчатым венцом по типу шлицевого зубчатого зацепления. Образующая линия (12) боковой поверхности зубьев имеет выпуклость, и между осью вращения второго зубчатого зацепления и осью вращения зубчатого зацепления образован угол отклонения. Зацепление (1) выполнено с одной из следующих модификаций: уменьшением ножки зубьев (2), и/или уменьшением головки зубьев (2), и/или разводом зубьев (2). Достигается повышение надежности устройства. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх