Роликовый шарнир



Роликовый шарнир
Роликовый шарнир
Роликовый шарнир
Роликовый шарнир
Роликовый шарнир

 


Владельцы патента RU 2437730:

Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Сварог" (RU)

Изобретение относится к прокатному оборудованию, а точнее, к роликовым шарнирам универсальных шпинделей главных линий приводов прокатных станов (трубных, сортовых, листовых). Роликовый шарнир содержит обойму и втулку с полуцилиндрическими пазами, в которых установлены бочкообразные ролики, удерживаемые в осевом направлении сферическими выступами втулки. Кроме того, роликовый шарнир снабжен также полуцилиндрическими вкладышами, установленными в полуцилиндрических пазах обоймы. При этом наружный радиус вкладышей равен радиусу полуцилиндрических пазов обоймы, внутренний радиус - радиусу полуцилиндрических пазов втулки, а длина вкладышей равна длине пазов обоймы, или полуцилиндрические вкладыши роликового шарнира свободно установлены в полуцилиндрических пазах обоймы и выполнены со сферически вогнутой внутренней поверхностью с радиусом кривизны в продольном сечении, равным двум радиусам кривизны ролика, внутренним радиусом в центральном поперечном сечении, равным радиусу полуцилиндрических пазов втулки, и длиной, равной длине ролика. Обеспечивается повышение долговечности роликового шарнира универсального шарнира благодаря уменьшению износа трущихся поверхностей его основных деталей - обоймы, втулки и роликов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

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

Известен роликовый шарнир универсального шпинделя прокатного стана, а.с. СССР №1577898, кл. В21В 35/14, заявл. 04.04.88 г., опубл. 15.07.90 г., содержащий обойму и втулку с полуцилиндрическими пазами, в которых размещены бочкообразные ролики с радиальным зазором δ, определяемым зависимостью:

, где:

R - радиус образующей бочки ролика,

r - наибольший радиус ролика,

α - угол перекоса в шарнире.

Основным недостатком известного роликового шарнира является неравномерность нагружения бочкообразных роликов при его перекосе, вызванная разной величиной радиальных зазоров в тангенциальном направлении между этими роликами и полуцилиндрическими пазами обоймы и втулки. Величина радиального зазора каждого ролика зависит от его положения относительно оси вращения, угла перекоса и радиуса образующей бочки ролика. Неравномерность нагружения бочкообразных роликов приводит к их перегрузке, износу, а также износу трущихся поверхностей обоймы и втулки. Все это снижает долговечность шарнира.

Из известных роликовых шарниров универсальных шпинделей прокатных станов наиболее близким по технической сущности является роликовый шарнир универсального шпинделя прокатного стана, описанный в патенте РФ №2210449, кл. В21В 35/14, заявл. 26.12.2001 г., опубл. 20.08.2003 г. Роликовый шарнир содержит обойму и втулку с полуцилиндрическими пазами, в которых установлены бочкообразные ролики, удерживаемые в осевом направлении сферическими выступами втулки. Ролики имеют бочкообразный центральный участок с образующими в виде дуги и концевые участки, выполненные в виде симметрично расположенных относительно центрального участка усеченных конусов, обращенных к нему своими большими основаниями, при этом образующие конусов касательны к образующим центрального участка в их крайних точках. Радиус кривизны образующей бочкообразного центрального участка ролика определяется зависимостью:

R=K(R0×sinβ-r0), где:

K - коэффициент, выбираемый в пределах от 1 до 2, в зависимости от эксплуатационных требований, предъявляемых к шпинделю, причем для шпинделей, обеспечивающих высокую точность прокатки, K=1, а для тяжелонагруженных шпинделей K=2,

R0 - радиус делительной окружности,

β - угол давления в контакте ролика с полуцилиндрическими пазами обоймы и втулки,

r0 - радиус центрального сечения ролика.

Такое конструктивное решение роликового шарнира позволит выровнять нагрузки по роликам при работе универсального шпинделя с повышенными углами перекоса и таким образом снизить их абсолютную величину. Однако предложенная в конструкции величина радиуса кривизны образующей бочкообразного центрального участка ролика не позволяет избежать трения в контакте роликов с цилиндрическими пазами обоймы при вращении шпинделя и качании обоймы с частотой вращения шпинделя относительно втулки вокруг центра шарнира на угол, равный углу перекоса. В результате из-за высоких давлений в зоне контакта происходит интенсивный износ рабочих криволинейных поверхностей роликов и цилиндрических пазов обоймы и втулки, снижение срока их службы и долговечности шарнира.

Задачей настоящего изобретения является создание роликового шарнира универсального шпинделя прокатного стана, позволяющего повысить его долговечность.

Поставленная задача достигается тем, что роликовый шарнир, содержащий обойму и втулку с полуцилиндрическими пазами, в которых установлены бочкообразные ролики, удерживаемые в осевом направлении сферическими выступами втулки, согласно изобретению снабжен полу цилиндрическими вкладышами, установленными в полуцилиндрических пазах обоймы, причем наружный радиус вкладышей равен радиусу полуцилиндрических пазов обоймы, внутренний радиус - радиусу полуцилиндрических пазов втулки, а длина вкладышей равна длине пазов обоймы. Кроме того, полуцилиндрические вкладыши могут быть свободно установлены в полуцилиндрических пазах обоймы и выполнены со сферически вогнутой внутренней поверхностью с радиусом кривизны в продольном сечении, равным двум радиусам кривизны ролика, внутренним радиусом в центральном поперечном сечении, равным радиусу полуцилиндрических пазов втулки, и длиной, равной длине ролика.

Такое конструктивное выполнение роликового шарнира позволяет повысить его долговечность благодаря установке вкладышей в полуцилиндрические пазы обоймы. В результате этого бочкообразные ролики контактируют с пазами вкладышей, а не с полуцилиндрическими пазами обоймы. Кроме того, в предлагаемой конструкции зона контакта бочкообразных роликов с полуцилиндрическими пазами обоймы перенесена в зону контакта вкладышей с пазами обоймы, т.е. контакт сферических поверхностей с цилиндрическими заменен на контакт двух цилиндрических поверхностей, в результате чего контактные напряжения значительно снижаются. Это позволяет уменьшить износ трущихся поверхностей основных деталей универсального шпинделя - обоймы, втулки и роликов, что увеличивает долговечность шарнира. Кроме того, в предложенной конструкции легко заменять износившиеся вкладыши.

В случае выполнения вкладыша со сферически вогнутой внутренней поверхностью радиус кривизны в продольном сечении равен двум радиусам кривизны ролика. Величина радиуса кривизны внутренней поверхности вкладыша обеспечивает перекос ролика на угол α/2, то есть в два раза меньше угла α перекоса между втулкой и обоймой. При меньшем радиусе произойдет заклинивание ролика, а при большем радиусе увеличатся контактные напряжения и ролик может выйти из контакта с вкладышем.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 изображен роликовый шарнир с полуцилиндрическим вкладышем в продольном разрезе,

на фиг.2 - поперечный разрез на фиг.1,

на фиг.3 - схема перекоса в шарнире с полуцилиндрическим вкладышем,

на фиг.4 - роликовый шарнир с полуцилиндрическим вкладышем со сферически вогнутой внутренней поверхностью в продольном разрезе,

на фиг.5 - схема перекоса в шарнире с полуцилиндрическим вкладышем со сферически вогнутой внутренней поверхностью.

Роликовый шарнир содержит обойму 1 и втулку 2 с полуцилиндрическими пазами 3 и 4 соответственно, в которых установлены бочкообразные ролики 5, удерживаемые от перемещения в осевом направлении сферическими выступами 6 и 7 втулки 2.

Кроме того, в полуцилиндрических пазах 3 обоймы 1 установлены полуцилиндрические вкладыши 8, наружной поверхностью контактирующие с пазами 3 обоймы 1, а внутренней - с бочкообразными роликами 5. При этом по первому варианту полуцилиндрические вкладыши 8 выполнены с наружным радиусом, равным радиусу полуцилиндрических пазов 3 обоймы 1, внутренним радиусом, равным радиусу полуцилиндрических пазов 4 втулки 2, и длиной, равной длине пазов 3 обоймы 1, и установлены в пазах обоймы неподвижно без осевого перемещения. По второму варианту полуцилиндрические вкладыши 8 свободно установлены в полуцилиндрических пазах 3 обоймы 1 и выполнены со сферически вогнутой внутренней поверхностью с радиусом кривизны в продольном сечении, равным двум радиусам кривизны ролика 5, внутренним радиусом в центральном поперечном сечении, равным радиусу полуцилиндрических пазов 4 втулки 2, и длиной, равной длине ролика 5.

Обойма 1 насажена на вал 9 шестеренной клети, а втулка 2 - на вал 10, через который передается вращение и крутящий момент рабочим валкам прокатной клети.

Предложенный роликовый шарнир работает следующим образом.

При передаче вращения и крутящего момента от шестеренной клети к прокатной роликовый шарнир обеспечивает перекос осей валов 9 и 10, то есть перекос обоймы 1 относительно втулки 2 вокруг центра 11 шарнира на угол перекоса α.

По первому варианту при повороте обоймы 1 вокруг центра 11 шарнира на угол перекоса α бочкообразные ролики 5 своей внутренней поверхностью без скольжения перекатываются по пазу 4 втулки 2 на угол α/2, а наружной поверхностью со скольжением перекатываются в полуцилиндрических пазах вкладышей 8, неподвижно установленных в полуцилиндрических пазах 3 обоймы 1 также на угол α/2. При этом исключается износ обоймы.

По второму варианту при повороте обоймы 1 вокруг центра 11 шарнира на угол перекоса α бочкообразные ролики 5 своей внутренней поверхностью без скольжения перекатываются по пазу 4 втулки 2 на угол α/2, наружной поверхностью без скольжения перекатываются по сферически вогнутой внутренней поверхности вкладышей 8 на угол, также равный α/2, при этом скольжение происходит в зоне контакта вкладышей 8 с полуцилиндрическими пазами 3 обоймы 1 при перемещении вкладышей в пазах в осевом направлении. В этом случае исключается износ ролика, а износ обоймы уменьшается.

Предложенная конструкция роликового шарнира универсального шпинделя прокатного стана по сравнению с известными позволяет повысить его долговечность благодаря уменьшению износа трущихся поверхностей его основных деталей - обоймы, втулки и роликов.

1. Роликовый шарнир универсального шпинделя прокатного стана, содержащий обойму и втулку с полуцилиндрическими пазами, в которых установлены бочкообразные ролики, удерживаемые в осевом направлении сферическими выступами втулки, отличающийся тем, что он снабжен полуцилиндрическими вкладышами, установленными в полуцилиндрических пазах обоймы, причем наружный радиус вкладышей равен радиусу полуцилиндрических пазов обоймы, внутренний радиус - радиусу полуцилиндрических пазов втулки, а длина вкладышей равна длине пазов обоймы.

2. Роликовый шарнир по п.1, отличающийся тем, что полуцилиндрические вкладыши установлены в полуцилиндрических пазах обоймы свободно и выполнены со сферически вогнутой внутренней поверхностью с радиусом кривизны в продольном сечении, равным двум радиусам кривизны ролика, внутренним радиусом в центральном поперечном сечении, равным радиусу полуцилиндрических пазов втулки, и длиной внутренней поверхности, равной длине ролика.



 

Похожие патенты:

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

Изобретение относится к прокатной клети и способу осевого перемещения валков. .

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

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

Изобретение относится к приводному шпинделю для главного привода прокатной клети. .

Изобретение относится к зубчатым шпинделям привода валков прокатных станов. .

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 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.

Изобретение касается вала (1) с карданным шарниром (18) и правильной машины. Вал (1) с карданным шарниром (18) включает в себя первый и второй участок (2, 3) вала (1) и прикрепленные, каждая, в частности, посредством винтовых соединений (8) к области крепления (7) первого и второго участка (2, 3) вала (1) опорные проушины (4), которые, каждая, одним концом выступают за соответствующий согласованный первый и второй участок (2, 3) вала (1) и в этой выступающей области (4a) удерживают между собой цельно выполненную крестовину (6) шарнира (18), опирающуюся каждой цапфой (5) в отверстии соответствующей опорной проушины (4). Каждая опорная проушина (4), по меньшей мере, в отдельных областях с геометрическим замыканием, передавая усилие, входит в каждом случае в одну из двух выемок, которые выполнены диаметрально противоположно в области (7) крепления в окружной поверхности первого и второго участка (2, 3) вала (1) и которые выполнены, каждая, в виде открытого шпоночного паза. Не выступающая за соответствующий согласованный первый или второй участок (2, 3) вала (1) область каждой опорной проушины (4) имеет призматическую шпонку, выполненную ответно соответствующей согласованной выемке или шпоночному пазу, или выполнена в виде призматической шпонки, выполненной ответно соответствующей согласованной выемке или шпоночному пазу. Боковые ограничительные стенки каждой выемки (12) или шпоночного паза выполнены слегка клинообразно сходясь навстречу друг другу, начинаясь от соответствующей торцевой поверхности участков (2, 3) вала (1), в осевом направлении выемки в противоположную заднюю стенку. Технический результат: создание решения, которое обеспечит возможность реализации карданного шарнира, имеющего компактную конструкцию и, тем не менее, обеспечивающего передачу больших крутящих моментов. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области пластического формообразования заготовок. Устройство (1) для формообразования заготовки содержит вращающийся вокруг оси вращения (а) приводной вал (2) и закрепленный на нем инструмент (3), в частности валок, причем между приводным валом (2) и инструментом (3) имеется соединение (4) с геометрическим замыканием, в частности шлицевое соединение, посредством которого может передаваться вращающий момент от приводного вала (2) инструменту (3). Снижение износа инструмента обеспечивается за счет того, что соединение (4) с геометрическим замыканием располагается в пределах первого аксиального участка (5), причем за пределами первого аксиального участка (5) имеется второй аксиальный участок (6), на котором приводной вал (2) и инструмент (3) имеют взаимодействующие между собой первые цилиндрические опорные поверхности (7, 8), образованные для передачи радиальных усилий. 15 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области приводов (1) прокатных клетей. Привод содержит зубчатый шарнирный шпиндель (3), установленный с возможностью осевого перемещения и проходящий между зубчатым шарниром (50), находящимся в камере (20) зубчатого зацепления со стороны валков, и зубчатым шарниром (52), находящимся в камере (40) зубчатого зацепления со стороны редуктор. Повышение надежности привода обеспечивается за счет того, что по меньшей мере одна из камер (20, 40) зубчатых зацеплений заполнена смазочной средой, привод выполнен с возможностью предварительного поджатия смазочной средой зубчатого шарнирного шпинделя (3) с осевой силой (FWS), направленной к валковой стороне (WS), при этом зубчатый шарнирный шпиндель (3) имеет первую рабочую поверхность (AWS), расположенную в камере (20) зубчатого зацепления со стороны валков, и вторую рабочую поверхность (AGS), расположенную в камере (40) зубчатого зацепления со стороны редуктора, причем первая и/или вторая рабочая поверхность (AWS, AGS) нагружена смазочной средой, и по меньшей мере камера (40) зубчатого зацепления со стороны редуктора выполнена герметичной для смазочной среды. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к валу привода для передачи движения от электродвигателя или зубчатого редуктора на валок клети прокатного стана, в частности для прокатки труб. Устройство для передачи движения на валок (1) клети прокатного стана содержит телескопический вал (5) привода с двумя телескопическими элементами, скользящими друг в друге в заранее заданных пределах, блокирующий механизм с защелкой для фиксации двух телескопических элементов при достижении заранее заданной рабочей длины, упругое устройство, создающее предварительную нагрузку, направленную в осевом направлении вдоль двух телескопических элементов и действующую в конце хода скольжения, и опору вала привода, имеющую устройство увеличения и уменьшения длины вала привода и механизм раскрепления, выполненный с возможностью дистанционного управления, для перевода блокирующего механизма с защелкой в разблокированное положение. Обеспечивается уменьшение количества операций по извлечению валков из клети, упрощение и ускорение работ по техническому обслуживанию. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области универсальных шарниров, предназначенных для передачи вращения с перекосом осей соединяемых валов от двигателя к рабочим механизмам, например, в прокатном, транспортном и другом оборудовании. Шариковый шарнир содержит обойму и втулку с полуцилиндрическими пазами, в которых установлены вкладыши. Полуцилиндрические пазы концентричны относительно центра шарнира, вкладыши имеют наружную поверхность в форме полуцилиндрических пазов, а между собой контактируют по сферической поверхности, центр которой расположен в центре шарнира, при этом в центре имеют полусферические пазы, в которых установлены шарики. Предложенное конструктивное решение позволяет повысить его нагрузочную способность, долговечность, увеличить угол перекоса и обеспечить передачу вращения с равной угловой скоростью. 2 ил.
Наверх