Универсальный шарнир Советский патент 1985 года по МПК B21B35/14 

Изобретение относится к прокатке, а именно к приводу рабочих валков прокатных станов, в котором используются шпиндели с универсальными шарнирами. В связи с ростом усилий и моментов прокатки на поверхностях трения вкладышей универсальных шарниров возникают значительные контактные давления, вызываюшие повышенный износ вкладышей и быстрое нарушение работоспособности шарнира. В неблагоприятных условиях находятся шарниры со стороны валков, что объясняется ограниченностью их размеров (в 1,1 -1,5 раза меньше размера шарнира со стороны привода), отсутствием надежной зашиты от попадания воды и окалины, отсутствием эффективной смазки тяжелонагруженных поверхностей трения. Известен универсальный шарнир, содержаший две полумуфты, выполненные в виде вилки и лопасти, между которыми установлены вкладыши, соединенные между собой штифтом, проходящим через отверстие в лопасти. Вилка шарнира охватывается бандажом, соединенным с герметичным кожухом, закрепленным на лопасти. Образованная внутри кожуха полость через магистраль, выполненную в теле лопасти, перед началом работы заполняется смазочным материалом. После заполнения магистраль запирается пробкой и в процессе работы смазка поверхностей трения осуществляется заполняющим кожух смазочным материалом 1. Однако известный шарнир невозможно применить для соединения валка со шпиндельным валом вследствие увеличенных габаритов и невозможности компенсации осевого перемешения центра шарнира при изменении расстояния между валками по вер- 3 тикали. Кроме того, такой шарнир исключает применение автоматических смазочных систем. Наиболее близким к предлагаемому по il J. С4 IlV V/t/I,, Ji/l Il JI rilVl I и V.U,i/l Cl ICiS-iyiVyiViVIlW технической сущности является универсаль- 4 ный шарнир, содержащий две полумуфты и выполненный в виде вилки и лопасти камень, размещенный в пазу лопаст, установленные между полумуфтами вкладыши со смазочными каналами и канавками, шар-- ..., „„J, нирно связанными с камнем, а также подводящую смазочный материал магистраль на оси лопасти и дозаторы 2. Данный шарнир позволяет использовать автоматические смазочные системы, обеспечивающие регулярную подачу смазочного материала к шарниру, компенсировать перемещение центра шарнира при изменении расстояния между валками по вертикали. Однако этим щарниром невозможно осуществить контроль за распределением смазочного материала между цилиндрической и плоской поверхностями трения каждого йкладыща, а также между отдельными участками этих поверхностей. Это приводит к тому, что при износе вкладыша и увеличении зазоров практически весь подаваемый смазочный материал выдавливается в зазоры между вкладышем и вилкой, а на плоскую поверхность он поступает в крайне незначительном количестве или не поступает вообше. Кроме того, менее нагруженные и менее изнашиваемые участки поверхностей трения могут снабжаться смазочным материалом лучше, чем более нагруженные. так как его распределение по поверхности трения ничем не регулируются. Это приводит либо к повышенному износу поверхностей трения вследствие недостаточной подачи смазочного материала, либо к неоправданно большему расходу смазочного материала, либо к тому и другому вместе, Цель изобретения - повышение долговечности шарнира и снижение расхода смазочного материала путем его дифференцированного распределения по поверхностям трения. Указанная цель достигается тем, что универсальныи шарнир, содержаш.ии две полумуфты, выполненные в виде вилки и лопасти, камень, размешенный в пазу лопасти, установленные между полумуфтами вкладыш со смазочными каналами к канавками, шарнирно связанные с камнем, а также подводящую смазочный материал магистраль на оси лопасти и дозаторы, снабжен плунжером с отверстием, который закреплен в канале подводящей магистрали. камень выполнен с цилиндрической полостью, которая снабжена уплотнениями, охватывающими плунжер, и сообшается с системой каналов, соединяющих цилиндрическую полость со смазочными канавками. причем последние выполнены изолированными и снабжены индивидуальными дозатоНа фиг. 1 представлен универсальный шарнир, разрез по оси; на фиг. 2 - разрез JAt1InT 1r цилиндрическую поверхность вкладыща (вилка не показана); на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2. Универсальный шарнир шпинделя прокатной клети содержит две полумуфты, выполненные в виде вилки 1 и лопасти 2, камень 3, размещенный в пазу 4 лопасти и установленные между полумуфтами вкладыши 5 и 6, выполненные из антифрикционного материала. Вкладыши шарнирно связаны с цилиндрическими цапфами 7 камня, которые с зазором входят в соответствующие расточки вкладышей. Герметизация зазора между цапфами камня и вкладышами осуществляется с помощью резиновых уплотнений 8. На оси камня просверлена магистраль 9 для подвода смазочного материала, которая через вертлюг (не показан) сообщается с автоматической смазочной системой. На выходе из магистрали 9 на оси лопасти установлен плунжер 10, который входит в цилиндрическую полость 11 камня и имеет отверстие 12, сообщающее полость 11 с магистралью 9. Полость 11 расположена в камне на оси шарнира и снабжена уплотнителями 13, охватывающими плунжер. В камне выполнены осевые каналы 14 и радиальные 15 и 16, а в цилиндрических расточках вкладышей имеются кольцевые проточки 17, сообщающиеся с каналами 18 и 19 во вкладышах. От каналов 19 на цилиндрические 20 и 21 и плоские 22 и 23 поверхности вкладышей отходят поперечные каналы 24, каждый из которых заканчивается дозатором 25-44, выполненными, например, в виде резьбовых пробок с калиброванными отверстиями. Дозаторы 45 установлены на выходе из каналов 16 в смазочные канавки на-плоскостях камня, сопрягающихся с пазом лопасти. При использовании в качестве смазочного материала масляного аэрозоля дозаторы одновременно обеспечивают коагуляцию и осаждение частиц масляного аэрозоля на поверхности трения. Дозаторы выполнены с расходными характеристиками, соответствующими нагружен ности и интенсивности износа смазываемых участков поверхностей трения Так, например, для нереверсивной нагрузки при действии крутящего момента направлении, которое показано стрелками на фиг. 2, поверхности 20 и 22 вкладышей практически не нагружены и не изнашиваются, так как крутящий момент передается только через поверхности 21 и 23. Поверхности 21 и 23, через которые крутящий момент передается от одной полумуфты к другой, нагружены и изнашиваются неравномерно. Для шарниров при расчете контактные давления на плоской и цилиндрической поверхностях вкладыша линейно зависят от расстояния до центра шарнира. Такая же зависимость характерна для интенсивности износа этих поверхностей. В соответствии с отмеченным выше характером распределения нагрузки и интенсивности для нереверсивной нагрузки оптимальные расходные характеристики группы дозаторов 25, 26, 29, 30, 33, 35, 37, 39, 41 и 42, дозаторов 27-28, дозаторов 31-32 и дозаторов 34 на цилиндрической поверхности, а также дозаторов 36, 38 и 40 группы дозаторов 43 и 44 на плоской поверхности должны удовлетворять соотношению 1:8:4:10:12:10:8:4. В случае реверсивной нагрузки на шарнир, которая характерна для блюмингов, слябингов и некоторых других типов прокатных станов, оптимальные расходные характеристики групп дозаторов 25-28, 29-32 и 33-34 для цилиндрической поверхности и 35-36, 37-38 и 41-44 для плоской поверхности должны удовлетворять соотношению 8:4:10:12:10:8:4. Как видно из приведенных соотношений, описанное решение позволяет также учесть то, что контактные давления по ширине вкладышей неравномерны и примерно пропорциональны косинусу угловой координаты точки поверхности трения относительно центра щарнира, а для плоской поверхности уменьшаются по параболической зависимости по направлению к краю лопасти. Благодаря предлагаемой конструкции обеспечивается дифференцированное распределение смазочного материала по поверхностям трения и участкам этих поверхностей в соответствии с величиной нагрузки интенсивности износа каждого участка. надежная смазка всех поверхностей трения при минимальном расходе смазочных материалов. Помимо оптимально дифференцированного распределения смазочного материала по поверхностям трения предлагаемая конструкция устраняет необходимость выполнения глубоких сверлений в полумуфтах для подвода смазочного материала, которые снижают усталостную прочность полумуфт и весьма трудоемки при изготовлении, а также обеспечивают автоматическое подключение и отключение смазочной системы при перевалках.

А-А

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ШАРНИР, содержащий две полумуфты, выполненные в виде вилки и лопасти, камень, размещенный в пазу лопасти, установленные между полумуфтами вкладыши со смазочными каналами и канавками, шарнирно связанные с камнем, а также подводящую смазочный материал магистраль на оси лопасти и дозаторы, отличающийся тем, что, с целью повыщения долговечности шарнира и сокращения расхода смазочного материала путем его дифференцированного распределения по поверхностям трения, шарнир снабжен плунжером с отверстием, который закреплен в канале подводящей магистрали, камень выполнен с цилиндрической полостью, которая снабжена уплотнениями, охватывающими плунжер, и сообщается с системой каналов, соединяющих цилиндрическую полость со смазочными канавками, причем последние выполнены изолированными и снабжены индивидуальными дозаторами. СО 4 N9 СЛ 00

29 13 25Г8 V I Фиг.2 Вид Б J5

Риг.З 2М

tpuz.