Устройство для поперечной прокатки зубчатых профилей

 

(72) Авторы изобретения

М. В. Барбарич, В. Ф. Муконин и В. И. Гришуткин (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОПЕРЕЧНОЙ ПРОКАТКИ

ЗУБЧАТЫХ ПРОФИЛЕЙ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для поперечной прокатки зубчатых изделий, шлицевых валов и заготовок в виде тел вращения.

Известно устройство для поперечной прокатки зубчатых профилей и заготовок, корпус в котором выполнен па виде двух соосно установленных на некотором расстоян ы друг от друга дисков с размещенными в нем концентрично оси дисков с возможностью радиального перемещения валами, несущими накатный инструмент, и зубчатые колеса, зацепленные с зубчатым колесом, установленным соосно корпусу (Ц.

Недостатком указанного устройства является то, что привод инструментов осуществлен от обрабатываемого изделия. Такое исполнение привода отрицательно сказывается на точности прокатываемого изделия.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для поперечной прокатки зубчатых профилей и заготовок, содержащее корпус в виде двух соосно установленных нв расстоянии друг от друга дисков с размещенными в нем симметрично оси дисков на валах рабочими накатниками, эксцентриковым механизмом радиального перемещения накатников с зксцентриковыми втулками, механизмом крепления заготов ки в виде прижимных дисков, смонтированных соосно накатникам,и приводом накатников в виде зубчатых колес, установленных на валах накатников, двух зубчатых реек, связанных.с силовыми цилиндрамн, и двух установленных соосно корпусу и связанных между собой колес, одно иэ которых, центральное, зацеплено с зубчатыми колесами накатников, а второе с зубчатыми рейками (2).

Недостаток указанного устройства заключается в том, что оно не обеспечивает регулирование взаимного расположения валков и их жесткого соединения после регулировки с приводными валами, что ограничивает технологи-. ческие возможности устройства и номенклатуру прокатываемых изделий.

При изменении межосевого расстояния между валками изменяется одновременно и боковой зазор в зацеплении приводных зубчатых колес, который в процессе прокатки попускает

882691

Валы 8 с накатниками установлены в подшипниках 4 и снабжены установленными соосно зубчатыми колесами 9 и 10, находящимися в заценлегны с центральным зубчатым колесом 11.

Зубчатое колесо 9 установлено иа валу через торцовую зубчатую муфту 12 (фиг. 9), соединенную со шлицевой втулкой 13 через вал 14 торцовыми зубьями. крутильные колебания валков, оказывающие. отрицательное влияние на качество прокатанных зубчатых профилей.

Вынолиение привода в виде двух перемещаемых силовыми цилиндрами реек, зацепленных

5 . с одним колесом, вызывает оппозитное рас1 положение силовых цилиндров, резко увеличивающее габариты устройства, а соединение соосно колес посредством целого вала усложняет перевалку.

В известном устройстве изменение межосевого расстояния между валками выполнено посредством эксцентриковых валов, на которых установлены валки и приводные зубчатые колеса на промежуточной втулке. Такое исполнение не позволяет конструктивно выполнить приводные зубчатые колеса в виде отдельного редуктора и тем самым ограничивает технологические возможности устройства. Так, например, его нельзя использовать для прокатки в горя20 чем состоянии.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей, расширение номенклатуры и повышение качества прокатываемгях изделий.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для попоречной прокатки зубчатых профилей и заготовок, содержащее корпус в виде двух соосно установленных с зазором дисков с размещенными в корпусе симметрично оси

30 дисков на валах рабочими накатниками, эксцентриковый механизм радиального перемещения накатников с эксцентрнковыми втулками, механизм крепления заготовки в виде прижимных дисков, смонтировпьиых соосно накатниками, и привод накатников в виде зубчатых колес, установленных на валах накатников, двух зубчатых реек, связанных с силовыми цилиндрами, и двух установленных соосно корпусу и связанных между собой колес, одно из которых центральное связано зацепление ". зубча- 40 тыми колесами накатников, а второе с зубчатыми рейками снабжено зубчатыми муфтами с торцовыми зубьями, установленными на валах накатников и связывающими зубчатые колеса привода накатников с валами накатников дополнительным колесом, установленным соосно центральному зубчатому колесу, подпружиненным относительно последнего связанным зацеплением с зубчатыми колесами накатников, вторым дополнительным зубчатым колесом, ус- 50 тановленным между вторым зубчатым колесом и одной из зубчатых реек, и траверсой, жестко соединенной со штоками силовых цилиндров, при этом эксцентриковые втулки кинематически связаны между собой. 55

Кинематическая связь эксцентриковых втулок выполнена в виде зубчатых колес, жестко установленных ко|щентричио наружной цилинд "Ф

4 рической поверхности каждой втулки, и двух зубчатых колес, установленных соосно дискам корпуса, при этом зубчатые колеса, смонтированные на эксцентриковых втулках, установлены с возможностью зацепления с двумя упомянутыми колесами.

Количество зубчатых муфт с торцовыми зубьями на единицу меньше количества накатников.

Соосно дополнительному зубчатому колесу установлен торсионный вал, один конец которого жестко соединен с дополнительным зубчатым колесом, а второй соединен с центральным зубчатым колесом с возможностью регулировочного поворота.

Такое исполнение устройства позволяет регулировку взаимного расположения накатников и их жесткое соединение с приводными валами, выборку бокового зазора в зацеплении с регулируемым моментом, исключающим крутильные колебания валов, и компактное исполнение реечного привода на накатники, обеспечивающее минимальные габариты и удобство в обслуживании.

В предлагаемом устройстве возможно прокатывать в горячем состоянии зубчатые колеса, шлицевые валы, различные заготовки в виде тел вращения н профильные кольца.

На фиг, 1 представлена конструктивная схема устройства; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение В-В на фиг. 2;, на фиг. 4— вид Б на фиг. 1; на фиг. 5 —,сечение Г-Г на фиг. 4; на фиг. 6 — узел I на фиг, 1; на фиг. 7 — сечение Д-Д на фиг. 6; на фнг. 8—

Е-Е на фиг. 2; на фиг. 9 — муфта угловой настройки; на фиг. 10 — схема конструкции валков.

Клеть выполнена в виде двух дисков 1 (фиг, 1), стянутых стяжками 2. В расточках дисков установлены эксцентриковые зубчатые втулки 3, в которых установлены подшипники

4 скольжения (фнг. 1). Все эксцентриковые втулки кинематически связаны между собой зубчатыми колесами 5 и 6, Эксцентриковые втулки выполнены с зубчатыми колесами, расположенными концентрично их: наружных; цилиндрических поверхностей .

Для изменения межосевого расстояния между осями накатников и осью дисков 1 необходимо гаечным ключом повернуть вал, на котором посажены зубчатые колеса 7 (фиг. 3).

882691

35

Число зубьев диска на сторонах, обращенных к муфте и шлицевой втулкой, выполнено соответственно 59 и 60. Изменяя взаимное зацепление диска с муфтой и шлицевой втулкой можно изменять расположение вала по отношению к зубчатому колесу 9. Такие муфты установлены на двух валах для обеспечения угловой настройки валков.

Точность настройки по утлу такая муфта ебеевееввеет в+ "- е" г (- ;) =2_#_ при 2г — Z> = 1 2г = 60 2г = 59

Ь = 0 001779111.

Точность настройки по дуге радиуса 150 мм составляет bf = 0,2662366 мм. Зубчатое колесо

11 установлено на приводном валу 14, смонтированном в корпусе 15 на подшипниках качения. Корпус 15 закреплен соосно на диске 1 клети. Соосно зубчатому колесу 11 установлено дополнительное подпружиненное зубчатое колесо 16, соединенное с валом 14 посредством торсионного вала 17. Соединение торсионного вала 17 с валом 14 показано на фиг. 6. Полумуфта 18 соединена с валом 14 посредством паза (фиг. 7). Полумуфта 19 соединена с тор сионным валом посредством шестигранника и установлена с возможностью изменения взаимного расположения, за счет которого можно изменять момент предварительного натяга в зацеплении колеса 16 с колесами 10 и 9. Диски 1 клети установлены в расточке станины 20 с возможностью быстрой ее замены. Предполагается, что при эксплуатации стана в промышленных условиях настройка клети на другой типоразмер прокатываемого изделия будет осуществляться на второй, дополнительной клети. В настроенном виде клеть должна устанавливаться на стаи.

Привод клети выполнен в виде реек 21 (фиг. 4 и 5), связанных между собой двумя зубчатыми колесами 22 и 23.

Зубчатое колесо 23 установлено соосно центральному колесу 11 ц зацеплено с одной стороны с рейкой, а с другой с зубчатым колесом 22 (фиг. 5).

Перемещение реек осуществлено посредством двух гидроцилиндров 24, связанных между собой траверсой 25. Зубчатое колесо.23 через зубчатую муфту 26 (фиг. 1) связано с. валом

14 рабочей клети. Длина реек и ход гидроцилиндров выбраны так, чтобы за один ход цилиндра валы 8 совершили .один полный оборот. . Втулка зубчатой муфты 26 расположена на шлицевом валу зубчатого колеса 23 с возможностью осевого перемещения для упрощения перевалки.

Работа, устройства осуществляется следующим образом.

При подаче, жидкости из гидросистемы в полости гидропилиндров (одновременно в оба) штоки, перемещаясь, увлекают рейки 21, которые вращают находящиеся с ними в зацеплении зубчатые колеса 23 и 22. Колесо 23 через муфту 26 и зубчатые колеса 11, 9 и 10 передается вращательное движение на валы 8, которые за один ход цилиндров совершает один оборот. Подпружиненное зубчатое колесо 16 выбирает боковые зазоры в зацеплении колеса 11 с колесами 10 и 9 и тем самым исключает возможность появления крутильных колебаний. Такие колебания могут возникать при прокатке зубчатых колес и шлицевых валков. Величину предварительного натяга в зацеплении подпружиненного колеса регулируют посредством торсионного вала 17. Привод в виде двух реек, зацепленных с двумя зубчатыми колесами, позволяет на одном колесе суммировать момент, создаваемый двумя гидроцилиндрами, установленными параллельно со штоками, закрепленными на одной траверсе 25. Зубчатые муфты 12 обеспечивают регулировку взаимного расположения валков и затем в таком положении жестко соединяют их с зубчатыми колесами 9, 10.

Эксцентриковые кинематнчески связанные между собой втулки 3 позволяют эа счет изменения их положения по отношению к дискам 1 изменять расстоянию от оси валков до оси дисков и эа счет этого регулировать размер прокатываемого изделия.

Для изменения положения втулок необходимо гаечным ключом поворачивать шестигранный участок вала, на котором жестко посажены зубчатые колеса 7 (фиг. 3).

Предлагаемое устройство обеспечивает поперечную прокатку изделий в горячем состоянии типа тел вращения, зубчатых колес и шлицевых валов. Для прокатки используют накатники, имеющие калибровку, обеспечивающую формообразование изделия за один оборот при постоянном межосевом расстоянии. На фиг. 10 показан вариант калибровки накатников для прокатки зубчатых изделий или шлицевых валов.

Радиус по вершинам зубьев накатников от начала прокатки к концу постоянно увеличивается до своего номинального значения. 3а счет этого обеспечивается вытеснение металла из формуемых впадин зубьев.

Для прокатки иэделий в виде тел вращения накатники имеют аналогичную калибровку с профилем в конце прокатки, соответствующим профилю иэделия.

Использование предложенной конструкции устройства только для прокатки заготовок типа крановых колес и тракторных катков позволяет экономить в народном хозяйстве свыше

8 млн. рублей.

Формула изобретения

88269

1. Устройство для поперечной прокатки зубчатых профилей и заготовок, содержащее корпус в виде двух соосно установленных с зазором дисков, размещенных в корпусе симметрично оси дисков на валах, накатники, эксцентриковый механизм радиальнот о перемещения накатников с эксцентриковыми втулками, механизм крепления заготовки в виде прижимных дисков, смонтированных соосно накатникам, и привод накатников в виде зубчатых колес, установленных на валах накатников, двух зубчатых реек, связанных с силовыми цилиндрами и двух установленных соосно корпусу 15 и связанных между собой колес, одно из которых, центральное, связано зацеплением с зубчатыми колесами накатников, а второе с зубчатыми рейками, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических воз- го

Можностей, расширения номенклатуры и качества прокатываемых изделий, оно снабжено зубчатыми муфтами с торцовыми зубьями, установленными на валах накатников, связывающими зубчатые колеса привода накатников с вала- г5 ми накатников, дополнительным колесом, установленным соосно центральному зубчатому колесу подпружиненным относительно последнего и связанным зацеплением с зубчатыми колесами накатников, вторым, дополнительным, зубчатым колесом, установленным между вторым

1 8 зубчатым колесом и одной из зубчатых реек, и траверсой, жестко соединенной со штоками силовых цилиндров, при этом эксцентриковые втулки кинематически связаны между собой.

ll

:.2. Устройство поп 1,, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что кйнематическая связь эксцентриковых втулок выполнена в виде зубчатых колес, жестко установленных концентрично наружной цилиндрической поверхности каждой втулки, и двух зубчатых колес, установленных соосно дискам корпуса, при этом зубчатые колеса, смонтированные на эксцентриковых втулках, установлены с возможностью зацепления их с двумя упомянутыми колесами.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что количество зубчатых муфт с торцовыми зубьями на единицу меньше количества накатников.

4. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что соосно дополнительному зубчатому колесу установлен торсионный вал, один конец которого жестко соединен с дополнительным зубчатым колесом, а второй соединен с центральным зубчатым колесом с возможностью регулировочного поворота.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N 3394570, кл. 72 — 106, 1966.

2, Авторское свидетельство СССР N 444595, кл. В 21 Н 5/00, 1971, 882691

Pup Ю

Составитель И. Ионов

Редактор В. Иванова Техред О.Дюлай Корректор М Коста

Заказ 10055/14 Тираж 743 По дписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4