Шарнир универсального шпинделя с устройством для удержания смазки Советский патент 1983 года по МПК B21B35/14 

Изобретение отное.ится, преимущественно, к прокатному оборудованию и может быть применено для передачи вра щения рабочим валкам листовых, обжимных и крупносортных станов с универсальными шарнирами. Известны шарниры универсальных шпинделей с устройствами для удержания смазки, включающие полумуфты с лопастью и вилкой и герметизирующий кожух, охватывающий полумуфты, при этом кожух выполнен из прорезиненной ленты, удерживаемой хомутами из полосовой стали Cl 3. Однако такие шарниры обладают низкой стойкостью при больших,углах перекоса в условиях попадания горячей окалины и других высокотемпературных воздействий, а также неудобством монтажа. Наиболее близким к изобретению является шарнир универсального шпинделя с устройством для удержания смазки, включающий выполненные с коническими концами полумуфты с лопастью и вилкой и охватывающий полумуфты герме тизирующий кожух с внутренним ребромограничителем, расположенные на концах втулок между кольцевыми буртами упругие уплотнительные элементы, а также ограничители осевых перемещений элементов герметизирующего устройства- С. Недостатком известного устройства является снижение надежности устройства при углах перекоса шарнира свыше З- ° по следующим причинам: допустимая предварительная деформация упругих уплотнительных элементов оказывается недостаточной для компенсаци возникающих зазоров; увеличение пути скольжения в сочленениях устройства ведет к ускоренному износу упругих уплотнительных элементов. Целью изобретения является повышение надежности шарнира при увеличен ном.угле перекоса. Указанная цель достигается тем, что шарнир универсального шпинделя с устройством для удержания смазки, содержащий выполненные с коническими концами полумуфты с лопастью и вилкой, охватывающее полумуфты герметизирующее устройство, включающее заiкреплен,ныё на полумуфтах втулки, кожух с внутренним ребром-ограничителем расположенные на концах «втулок между кольцевыми буртами упругие уплотнител ные элементы, взаимодействующие с кожухом, а также ограничители осевых перемещений герметизирующего устройства, гернетизирук щее устройство снабжено, по крайней мере, одной подвижной втулкой, имеющей наружное ребро-ограничитель, установленной на расположенных в полумуфтах и подпружиненных в радиальных направлениях плунжерах, а кожух выполнен, по крайней мере, из двух цилиндров, снабженных буртами на торцах, преимущественно съемными, взаимодействующими в осевом направлении с подвижной и неподвижными втулками, при этом угол скоса концов полумуфт равен -, где ci-- .предельный угол перекоса шарнира и п - число цилиндров кожуха,, а расстояние от торцов полумуфт до начала скоса равно 0,05-1,0 наружного диаметра полумуфт, а внешние поверхности втулок выполнены коническими с расширениями к торцам и углом скоса - где oi- предельный угол перекоса шарнира и п - число цилиндров кожуха, кроме того, кожух выполнен составным в виде закрепленных на цилиндрах разборчых хомутов с внутренними буртами на торцах. На фиг. 1 изображен шарнирj общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг,1; на фиг.З разрез А-А- на фиг,1; на фиг Л - вид Б на фиг.З; на фиг,5 расчетная схема к определению коор-: динат скос.а на полумуфтах. , Шарнир с устройством для удержания смазки включает: две полумуфты с лопастью 1 и вилкой 2, на которых неподвижно крепятся втулки 3; подвижную втулку , опертую изнутри на плунжеры 5, размещенные в полу.муфтах (по меньшей мере по два плунжера в каждой полумуфте) и подпружиненные в радиальных направлениях; цилиндры 6 кожуха с натягом посажены на упругие уплотнительные элементы 7, размещенные кольцевыми буртами по коН цам втулок 3 и 4. На цилиндрах 6 кожуха закреплены рааборные хомуты 8 с внутренними буртами на торцах. Подвижная втулка и цилиндры 6 кожуха имеют ребра-ограничители, выполняющие одновременно роль ребер жесткости.. Шарнир с устройством для удержания смазки работает следующим образом. Передавая крутящий момент при определенном угле перекоса шарнира, лопасть 1.И вилка 2 вращают неподвижно закрепленные втулки 3 и k. Цилиндры 6 кожуха скользят вдоль продольной оси шарнира по закрепленным во втулках 3 и упругим уплотнительным элементам 7, которые обеспечивают герметичность устройства. На сдвигающейся стороне шарнира сближение элементов устройства ограничивается упором буртов на торцах цилиндров 6 кожуха в наружное ребро подвижной втулки t и торцов подвижной втулки л через внутренние ребраограничители цилиндров 6 в торцы втулок 3. Совместность работы элементов устройства и распределение угла перекоса между упругими уплотнительными элементами 7 на раздвигающейся стороне шарнира осуществляется благодаря взаимодействию внутренней стороны буртов цилиндров 6с внутренними буртами втулок 3 и 4.

На раздвигающейся стороне шарнира: подвижная втулка 4 сближается с коническим скосом одной из полумуфт,, ежимая пружины плунжеров 5, а на сдвигающейся стороне ;- удаляется от наружных поверхностей полумуфт и поддерживается выдвигающимися с этой стороны плунжерами 5. При этом(фиг,1) подвижная втулка 4 занимает положение в котором она повернута на угол относительно каждой из полумуфт: лопасти 1 и вилки 2, также как и втулок 3.

Внутренние буг-Ты втулок 3 и вза имодействуют с буртами цилиндров 6 кожуха, предотвращая тем самым смяiтие и быстрый износ упругих уплртнительных элементов 7.

Наружные поверхности втулок 3 и Ч

выполнены коническими (фиг, 2)- с углом скоса у ( предельный угол . перекоса шарнира, п - число цилиндров кожуха), обеспечивая приближенно одинаковые зазоры между поверхностими втулок 3, и буртами цИлиндров 6 кожуха. Это способствует при тех же габаритах увеличению высоты контактного участка между буртами втулок и цилиндров кожуха, и тем самым, повышению их прочности, а также спЬсобствует равномерному разделению угла перекоса шарнира между элементами устройства.

Минимальная величина расстояния от оси шарнира до начала конического скоса на полумуфтах х (фиг. 5) определяется, исходя из касания внутренней поверхности подвижнЬй втулки k поверхности конического скоса на полумуфтах при предельном угле перекоса. Для устройства с двумя цилиндрами кожуха ,п 2 (фиг. 5).

0,5Р - ZL. .

(1)

tg is i.

/и

(2)

L.Vg 2

X. -mo..5bsinfb(3)

Z. 0,5D-(C L

D наружный диаметр полугдемуфт шарнира;

X, и Zi координаты точки L середины внутренней поверхности подвижной втулки ;

Ь ширина подвижной втулки по осям уплотнительных элементов; максимальная ширина наtnaXружного кожуха по осям уплотнительных элементов

2.

С Т

2Dtg4 motx Tiin oL - предельный угол перекоса шарнира.

Из (1) - (З) после элементарных преобразований получаем

-/

oL 1)51Пу-42С.31-П

moix 4 of, -(7,.

XM

Sin оГ

- .(

Для реального шарнира, спроектированного для заготовочного стана

, 900/700/500 с D 800 мм, п 2, то.х и b 130 мм, 85,6мм Хд, Во, мм, т.е. в данном случае XM/J)0,fO.

Для других вариантов, с учетом варьирования конструктивных параметров для различных п ио-,.

величина

X,v,/Dможет меняться в пределах 0,051,0, возрастая прежде всего при увеличении об, и п.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения шарнирауниверсального шпинделя с устройством для удержания -смазки составит ориентировочно 15 тыс.руб .в год.

8

5

Фиг.З Вид Б

ФигЛ

Ф1лъ.5