Универсальный шарнир

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (i».952392 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.03.81 (21) 3253102/22-02 с присоединением заявки МВ (23) Приоритет (31)М Кл з

В 21 В 35/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2308.82. Бюллетень ¹31 (53) УДК б 21. 771. .06-88(088.8) Дата опубликования описания 23.08.82

В.Д.Плахтин, Б.В.Симочкин, Л.И.Данилов, С.А.Иосквйтин, Д.Ю.Иванов, Э.Р.Новацкий и A.N.Ñoðoêèí

1 (72) Авторы изобретения

1 (Ь

Всесоюзный заочный политехнический институт

- (71) Заявитель (54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ШАРНИР

Изобретение относится к устройствам для передачи крутящего момента при расположении осей соединяемых валов под углом и может быть использовано в шпиндельных устройствах металлургического оборудования, в частности, для передачи крутящего момента от привода к рабочим валкам прокатных станов.

Известен универсальный шарнир с вкладышами скольжения, применяемый в шпиндельных устройствах прокатных станов, состоящий иэ головки шпинделя, лопасти сопрягаемой полумуфты рабочего или шестеренного.валков, бронзовых вкладышей и распорного су харя 513.

Недостатком шарнира известной конструкции является его низкая работоспособность, обусловленная главным образом низкой стойкостью бронзовых вкладышей ° Основной причиной низкой стойкости вкладышей является неравномерное распределение нагрузок

«по контактным поверхностям вкладыша, выделение большого количества тепла иэ-за больших усилий трения скольжения и невозможность-осуществления эффективной смазки трущихся поверхностей шарнира. Низкая стойкость вкладышей приводит к образованию зазоров в шарнирах шпиндельных устройств и, как следствие, к большим динамическим нагрузкам и ударам в рабочей линии прокатного стана, вызывающим поломки вклацышей, шпинделей и рабочих валков, которые приводят к аварийным простоям стана и снижению его производительности.

Цель изобретения — повышение стойкости вкладышей и работоспособности универсального шарнира, а также обеспечение более .равномерного износа контактных поверхностей и более равномерного нагружения шаров.

Указанная цель достигается тем, что в универсальном шарнире, состоящем иэ головки шпинделя, лопасти, вкладышей и распорного сухаря, вкладыши выполнены составными, в виде разъемной кассеты и снабжены размещенными в кассете по ее длине тремя или более рядами шаров, из которых центральный ряд имеет шары большего диаметра, а боковые рядышары меньшего диаметра, при этом шары одновременно контактируют с плоскостью лопасти и с внутренней цилиндрической поверхностью головки шпинЗО д

952392

Кроме того, поперечные оси боковых рядов шаров и центрального ряда смещены по длине вкладыша.

На фиг. 1 изображен универсальный шарнир, общий вид; на фиг. 2 вкладыш, вид сверху; на фиг. 3 разрез А-A на фиг, 1.

Унинерсальный шарнир состоит из головки шпинделя 1, лопасти 2 полумуфты рабочего или шестеренного валка, шаров 3 центрального ряда . большего диаметра, шарон 4 боковых рядов меньшего диаметра., разъемной кассеты 5, состоящей из двух половин, соединенных болтами б и распорного сухаря 7. Диаметры шаров. и 15 расстояния между ними в поперечном . направлении вкладыша выполнены такими, что нижние точки шаров расположены на плоскости лопасти, а верхние — на внутренней цилиндрической поверхности головки шпинделя.

Разъем кассеты ныполнен ступенчатым по диаметрам шаров с целью заполнения вкладыша смазкой и обеспечения, удобства сбоРки вкладыша. Для фиксации шаров в обеих половинах кассеты выполнены посадочные гнезда.

Необходимым условием обеспечения работоспособности шарнира является . такое расположение шаров в кассете, при котором точки их контакта с сопряз женной цилиндрической поверхностью расточки головки шпинделя расположены на нормалях, проходящих через центры шаров и центральную оси шарнира.

С другой стороны точки контакта шаров с лопастью должны находиться на нормалях к плоскости лопасти также проходящих через центры шаров. Это достигается путем выбора радиусов шаров большего г„ и меньшего r ди- 40 аЬетров, расстояний между ними В и угла eL между нормалями такими, при которых выдерживается условие

В = (h + 2г„- г1)sin ñ .

С целью обеспечения равномерного износа контактных поверхностей лопастей и головки Шпинделя и равномерного нагружения шаров при работе шарнира поперечные оси боковых рядов шаров и центрального ряда смещены по длине вкладыша на величину .ь.

Наружные плоская и цилиндрическая поверхности кассеты выполнены таким ! обр эом, что между ними и контактными поверхностями головки шпинделя и лопасти обеспечивается необходимый конструктивный зазор, при котором крутящий момент от лопасти к головке или наоборот) передается только через шары.

Контактные понерхности для повышения износостойкости подвергаются упрочнению.

При передаче крутящего момента все шары вкладыша находятся в контакте как с плоскостью лопасти, так и с цилиндрической поверхностью расточки головки шпинделя.

Нагрузка от лопасти к головке или наоборот передается через шары при их качении по контактным поверхностям, т.е., в отличие от шарнира существующей конструкции, исключается трение скольжения между вкладышем и контактными поверхностями. Это существенно уменьшает выделение тепла при трении, а следовательно, значительно снижает температуру шарнира.

Наличие зазоров между кассетой и элементами шарнира улучшает условия его охлаждения. Сама конструкция вкладыша позволяет применить густую закладную смазку.

Смазка закладывается при сборке вкладыша в гнезда для шаров и надежно удерживается при работе шарнира.

Формула изобретения

1. Универсальный шарнир, состоящий иэ головки шпинделя, лопасти, вкладышей и распорного сухаря, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стойкости вкладышей и работоспособности универсального шарнира, вкладыши выполнены составными н виде разъемной кассеты и снабжены размещенными в кассете по ее длине тремя или более рядами шаров, из которых центральный ряд имеет шары большего диаметра, а боковые рядышары меньшего диаметра, при этом шары одновременно контактируют с плоскостью лопасти и с внутренней цилиндрической поверхностью головки шпинделя.

2. Шарнир по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что,,с целью обеспечения более ранномерного износа контактных поверхностей и более равномерного нагружения шаров, поперечные оси боковых рядов шаров и центрального ряда смещены по длине вкладыша.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Королев A.À. Механическое оборудование прокатных цехов черной и цветной металлургии. М., "Металлургия", 197б, с. 167.

952392

Фиг. f

А-А . 5

Фмх.3

Фи.l

ВНИИПИ Заказ 6021/14 Тираж 845 Подписное

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