РОЛИКОВОЕ ЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2006 года по МПК B21B27/02 

Смещающееся по оси зажимное устройство используется для того, чтобы закрепить кольца ролика на валах ролика. Данное приспособление действует между двумя кольцевыми опорами, из которых, по меньшей мере, одна может быть удалена для монтажа колец ролика. Как правило, они сформированы с одной стороны втулкой вала, которая соединена с валом в виде единого целого и, с другой стороны, кольцом с резьбой, которое насаживается на резьбу вала (US-A-4008598, US-A-4117705). Если вал подвергается напряжению при изгибе в местоположении кольца с резьбой, то эта резьба не несет нагрузку, однородную по всей периферии, а, скорее, несет нагрузку главным образом на изгибающейся стороне вала, которая находится под давлением. Так как эта сторона вращается, то резьба подвергается чередующемуся напряжению, что может привести к отказу в работе.

Задача настоящего изобретения - создать устройство, которое может лучше справиться с напряжением при изгибе, чем кольцо с резьбой.

Данная проблема, согласно настоящему изобретению, решается посредством устройства ролика, как указано в пункте 1 формулы изобретения, в котором сменная опора сформирована разъемным кольцом, которое поддерживается на втулке вала и части которого удерживаются фиксирующим кольцом, которое окружает его. Последнее поглощает чрезвычайно высокие торсионные силы, действующие на разъемное кольцо. Целесообразно подвергать его предварительному напряжению, в частности сжатию. Для лучшего взаимного прилегания внешний диаметр втулки вала, на котором поддерживается разъемное кольцо, должен быть меньшим, чем внутренний диаметр кольца ролика.

Как известно (DE-A-3022554, DE-A-2118627), для поглощения осевых сил используются разъемные кольца, расположенные в канавке вала. Однако этот способ не применяется при действии чрезвычайно мощных торсионных сил. Согласно данному изобретению эти чрезвычайно мощные торсионные силы поглощаются фиксирующим кольцом.

Настоящее изобретение объясняется более подробно ниже со ссылкой на чертежи, которые иллюстрируют предпочтительное демонстрационное воплощение.

На фиг. 1 изображено частичное сечение всего устройства.

На фиг. 2 изображено продольное сечение рассматриваемой в изобретении части устройства ролика в увеличенном масштабе.

На фиг. 3 изображено сечение.

На фиг. 4 изображено альтернативное устройство.

На фиг. 5 и 6 частично изображены различные варианты разъемного кольца и фиксирующего кольца.

Кольца 2 ролика установлены на валу 1 ролика. Они аксиально ограничиваются зажимным устройством 3. В данном случае они поддерживаются на одной стороне на опоре, сформированной втулкой 4 вала, и на другой стороне на сменной опоре 5. Вал установлен на участках 6 и подвергается напряжению при изгибе.

Детали зажимного устройства 3 и сменной опоры 5 изображены на фиг. 2. Зажимное устройство соответствует известному устройству (EP-B-343440). Упорное кольцо 8, которое аксиально поддерживается на смежном кольце 2 ролика, содержит поршневое/цилиндрическое устройство 9, к которому через соединение 10 направляется рабочая среда под давлением. Это поршневое/цилиндрическое устройство 9 аксиально давит на клиновидную шайбу 11, которая вмещает регулировочное кольцо 12 в участке с кольцеобразным вырезом. Торцы 13 клиновидной шайбы 11 и регулировочного кольца 12, которые расположены друг напротив друга, выполнены в виде пилообразной формы, так, что при вращении регулировочного кольца 12 относительно клиновидной шайбы 11, их объединенная осевая длина может быть отрегулирована относительно друг друга. Осевое расстояние между торцовыми поверхностями опор 4 и 5, которые расположены друг напротив друга, соответствует, с небольшим промежутком для взаимного приспособления, объединенной длине колец 2 ролика, промежуточных колец 14 и зажимного устройства 3, когда последнее расположено в своем самом коротком аксиальном положении. После того как эти части установлены на вал 1, к поршневому/цилиндрическому устройству 9 подается давление, регулировочное кольцо 12 сжимается, а давление на поршневое/цилиндрическое устройство 9 ослабляется. Кольца ролика далее аксиально зажимаются между опорами 4 и 5 зажимного устройства 3. До этой стадии устройство может рассматриваться как известное.

Разъемное вставное кольцо может заменить регулировочное кольцо 12 и пилообразные выступы клиновидной шайбы 11, при этом осевые размеры разъемного вставного кольца соответствуют расстоянию между кольцами 8 и 11 в гидравлически зажатом состоянии (US-A-4117705).

Сменная опора 5 состоит из втулки 15 вала и кольца 16, которое предпочтительно разделено пополам и поддерживается кольцеобразным носиком 17 на торцовой поверхности втулки 15. Он и поворачивает упорную поверхность 18 к смежному кольцу 2 ролика. Так как средний диаметр упорной поверхности 18 больше, чем средний диаметр торцовой поверхности втулки 15, то кольцо 16 подвергается моменту кручения, который пытается раскрутить его от вала в участок, смежный с кольцом 2 ролика. Эта ситуация предотвращается фиксирующим кольцом 19, которое насаживается сжатым на разъемное кольцо 16. Его предварительное напряжение настолько велико, что части кольца 16 не могут отойти от вала под воздействием осевого усилия.

Как можно видеть на фиг. 3, части 16a и 16b кольца 16 скреплены вместе винтами 20 или другими крепежными средствами, которые, однако, служат в большей степени для того, чтобы предварительно установить кольцевые части 16a, 16b во время сборки, а не для их фиксации в процессе эксплуатации. Они могут быть заменены любыми другими желательными временно действующими крепежными средствами или же можно вообще обойтись без них.

Разъемное кольцо 16 поворачивает первую упорную поверхность 18 к кольцу ролика или промежуточному кольцу, которое расположено между кольцом 2 ролика и разъемным кольцом 16. Осевое усилие, переданное через эту поверхность, передается далее втулке 15 вала через вторую упорную поверхность 25. Первая упорная поверхность 18 имеет средний радиус 24, а упорная поверхность 25 имеет средний радиус 26. Крутящий момент, который действует на разъемное кольцо 16 из-за различия между средними радиусами 24, 26, пропорционален этой разнице.

Разъемное кольцо 16 поддерживается с внутренней стороны (то есть в радиальном направлении) посредством поверхности 27 на соответствующей внешней поверхности вала 1. Эта внутренняя поверхность 27 имеет границу 28, отдаленную от кольца ролика. Когда разъемное кольцо 16 находится под воздействием торсионного усилия, оно поддерживается на валу 1 у внутренней поверхности 27 и, в особенности, в ее пограничной точке 28, отдаленной от кольца ролика, тогда как на стороне кольца ролика, отдаленной от пограничной точки 28, оно имеет тенденцию к подъему от вала. Этот подъем предотвращается фиксирующим кольцом 19. Крутящий момент, создаваемый им вблизи точки 28 и противоположный деформации кручения, тем больше, чем больше его осевое расстояние от точки 28. Поэтому в настоящем изобретении предлагается выполнять осевое расстояние 32 между этой границей 30, близкой к кольцу ролика на внутренней поверхности 29, посредством которой фиксирующее кольцо 19 поддерживается на разъемном кольце 16 и границей 28, удаленной от кольца ролика, как можно больше, а именно, по меньшей мере, приблизительно такого же размера, как различие между средними параметрами первого и второго радиуса 24, 26. Точнее, оно должно составлять, по меньшей мере, три четверти от этой разницы в радиусе. Предпочтительно, чтобы это расстояние было больше, чем эта разница в радиусе.

В некоторых случаях упорная поверхность 18 имеет такую большую радиальную протяженность, что невозможно предположить, что она полностью участвует в осевой передаче силы по всей радиальной протяженности. В этих случаях при измерении первого среднего радиуса должна приниматься во внимание только радиально внутренняя часть всей упорной поверхности, а именно та часть, которая в основном участвует в осевой передаче силы.

В приведенном примере разъемное кольцо 16 имеет аксиальное параллельное продолжение 31, отдаленное от кольца ролика так, чтобы таким образом обеспечивалась величина осевого расстояния между близкой к кольцу ролика границей 30 внутренней поверхности 29 фиксирующего кольца 19 и отдаленной от кольца ролика границей 28 внутренней поверхности 27 разъемного кольца 16. В предпочтительном воплощении на фиг. 6 разъемное кольцо 16 для той же самой цели имеет соответственно большую общую длину, причем вторая упорная поверхность 25 расположена на отдаленной от кольца ролика стороне внутренней поверхности 27 разъемного кольца 16.

В альтернативном воплощении изобретения согласно фиг. 4, которое, поскольку не описано ниже, соответствует воплощению на фиг. 2, фиксирующее кольцо 21 взаимодействует с разъемным кольцом 16 посредством конической поверхности 22. Размеры выбираются таким образом, чтобы, когда фиксирующее кольцо 21 полностью, то есть с выровненной торцевой поверхностью 18, насажено на разъемное кольцо 16, то фиксирующее кольцо подвергается предварительной нагрузке такой степени, что его предварительная нагрузка, действующая радиально внутрь, больше чем силы, направленные радиально наружу, действующие на него в виде осевых сил. В результате кольцо 16 предотвращается от поднятия от вала.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в прокатном производстве. Задачей изобретения является улучшение условий восприятия устройством нагрузок при изгибе. Роликовое устройство включает вал ролика и, по меньшей мере, одно кольцо ролика, зажатое между двумя кольцевыми опорами, из которых по меньшей мере одна может быть удалена. Сменная опора образована разъемным кольцом, расположенным на втулке вала, части которого поддерживаются фиксирующим сжатым кольцом, окружающим его. Фиксирующее кольцо может быть подвергнуто предварительной нагрузке, в частности сжатию. Внешний диаметр втулки вала может быть выполнен меньшим, чем внутренний диаметр кольца ролика. Изобретение обеспечивает возможность поглощения высоких торсионных сил. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Роликовое устройство, включающее вал (1) ролика и по меньшей мере одно кольцо (2) ролика, зажатое между двумя кольцевыми опорами (4, 5), из которых по меньшей мере одна опора (5) сменная, отличающееся тем, что сменная опора (5) выполнена в виде разъемного кольца (16), расположенного на втулке (15) вала, части которого (16а, 16b) поддерживаются сжатым фиксирующим кольцом (19, 21), окружающим его.2. Роликовое устройство по п.1, отличающееся тем, что используют фиксирующее кольцо, подвергнутое предварительной нагрузке, в частности сжатию.3. Роликовое устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что внешний диаметр втулки (15) вала является меньшим, чем внутренний диаметр кольца (2) ролика.4. Роликовое устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что разъемное кольцо (16) выполнено с возможностью обеспечения поворота первой упорной поверхности (18) к кольцу (2), которое прилегает к стороне с кольцом ролика, при этом первая упорная поверхность (18) имеет первый средний радиус (24), разъемное кольцо (16) обеспечивает поворот второй упорной поверхности (25) к втулке (15) вала, при этом эта вторая упорная поверхность (25) имеет второй средний радиус (26), разъемное кольцо (16) имеет внутреннюю поверхность (27), которая поддерживается на валу (1) и имеет границу (28), отдаленную от кольца ролика, фиксирующее кольцо (19) подпирает разъемное кольцо (16) посредством внутренней поверхности (29), которая имеет границу (30), близкую к кольцу ролика, причем аксиальное параллельно измеренное расстояние (32) между границей (28), отдаленной от кольца ролика, и границей (30), близкой к кольцу ролика, по меньшей мере равно трем четвертям разницы (33) между первым и вторым средними радиусами (24, 26).