Вкладыш шарнира скольжения универсального шпинделя Советский патент 1984 года по МПК B21B35/14 

/ /

/ / f CZ2QZZZr у Ч. . д fc. УЧ. у

тзтггтг

У/Х/ | У УХ У С

А

СО

CD СП

I

СХ)

h-L.1

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в универсальных ашинделях прокатных станов .

Известен цельнолитой вкладьш из бронзы, используемый в шпинделях блюмингов и слябингов, имеющий плоскую и цилиндрическую рабочие поверхности ГП .

Стойкость подобных вкладышей сое та.вляет 15-45 сут. Их замена приводит к большим простоям станов. Необходимость частого изготовления вкладышей также требует затрат и довольно много дефицитного цветного металла. Все это делает использование цельнолитных вкладышей невыгодным.

Известен вкладыш, выполненный в виде сборных частей 2J.

Подобные вкладьш1и способны компенсировать износ поверхностей но не повьшают их стойкость к износу. Кроме того, сложность их изго, товления и эксплуатации препятству ют их распространению и использованию. ,

Известен вкладыш, имеющий на рабочих поверхностях ячейки, заполненные антифрикционным материалом з1.

Однако стойкость подобных материалов невелика и их срок службы незначительно превышает стойкостьброн зовьЕх вкладышей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является вкладыш шарнира скольжения универсального шпинделя, имеющий плоскую и цилиндрическую контактные поверхности. Вкладыш состоит из трех слоев: две рабочие плоскости и между ними демпфирующая прокладка. Демпфирующая прокладка способна сглаживать динамические колебания при передаче усилий от шпинделя к валку и воспринимать удары, возникающие при прокатке. За счет прокладки компенсируется износ вкладьщ1а и более равномерно распределяется нагрузка 4.

Однако прокладочный материал не способен гасить волны напряжений, возникаюш 1е в теле вкладьша, шпинделя и лопаток валков, что значительно снижает срок их службы. Кроме того, отсутствует прокладочный материал, способный достаточно хорошо работать в эксплуатационных условиях. К недостаткам конструкции относится также трудность установки прокладочного материала в теле вкладыша.

Цель изобретения - повьш ение долговечнсу;ти вкладыша.

Поставленная цель достигается те что во вкладьш1е шарнира скольжения универсального шпинделя, имеющем плоскую и цилиндрическую контактные поверхности, в теле выполнены полости, перекрывающие всю рабочую часть между контактными поверхностями.

Шпиндель является одним из узлов в приводе прокатных валков и особенно подвержен механическим воздействиям сил, возникаюш 1Х при прокатке. Во время прокатки на шпиндель действуют силы, резко меняющие свое направление и достигающие высоких значений (удары). В момент ударов происходит схватывание рабочих поверхностей трущихся деталей,что можно обънить процессами, возникающими как при сварке взрывом или ему подобными явлениями такими, как фреттингпроцесс.

Фреттинг-процесс - это разрушение трущихся поверхностей в результате динамического схватывания за счет значительных локальных напряжений, возникаюшлх при наложении волн напряжений. Для избежания подобного износа необходимо сгладить динамические колебания системы и рассеять локальные напряжения, возникающие на поверхностях вкл.адьша. Это можно осуществить с помощью предлагаемой конструкции вкладьш1а.

На фиг.1 изображен вкладыш, разг рез; на фиг.2 - проекция вкладыша с вырезом по нижним полостям; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг.1.

Вкладыш состоит из стального остова I с наплавленным на рабочие поверхности слоем бронзы 2. Стальной остов выполнен с полостями 3. Полости перекрывают все рабочие пространства вкладьш1а с наложением друг на друга. При таком исполнении вкладыш работает как многослойная пластинчатая пружина.

Экспериментальный образец вкладьпиа собран из набора листов опре деленной конфигурации, сваренных между собой, что дает возможность получить полости нужной величины и расположить их в необходимой

последователт-ностн. fla местах контакта .вкладыша с лопатками валков и шпинделем наплавляется бронза.

Предлагаемый вкладыш работает следующим образом.

В момент приложения нагрузки вкладьш деформируется, так как имеет стальной остов 1 нежесткой конструкции, равномерно прилегая к рабочим поверхностям шпиндельной головки и лопаткам валка. Этим достигается равномерное распределение удельной нагрузки, что исключает зоны с повышенным контактным напряжением.

При передаче резко возрастающих динамических колебаний стальной остов, работающий как многослойная пластинчатая пружина, воспринимает эти нагрузки и гасит их.

В процессе работы во вкладыше возникают волны напряжения, которые при наложении друг на друга создают

зоны повышенных напряжений, приводящих к схватываш1ю труцунхся поверхностей. Для рассеивания волн напряжений вкладыш имеет полости 3, перекрываюиу- е все рабочее пространство, наличие которых предотвращает схватывание рабочих поверхностей вкладыша со шпинделем и лопатками валка,

что исключает фреттинг-процесс и соответственно снижает износ вкладыша .

Применение вкладыша предлагаемой конструкции позволяет увеличить срок эксплуатации шарнирного узла шпинделя без остановки на ремонт в 2 - раза по сравнению с прототипом (базовый объект). Если прототип используется 45-60 сут., то предлагаемый вкладьш служит 90-120 сут. При разовом использовании вкладьппа экономический эффект составляет 48 тыс.руб. в год.

ВКЛАДЫШ ШАРНИРА СКОЛЬЖЕНИЯ УНИВЕРСАЛЬНОГО ШПИНДЕЛЯ, имеющий плоскую и цилиндрические контактные поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности, в его теле выполнены полости, перекрывающие всю рабочую часть между контактными поверхностями. (Л