Вкладыш шарнира скольжения универсального шпинделя Советский патент 1990 года по МПК B21B35/14 

Фиг. 2

31

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к конструкциям шарниров скольжения универсальных шпинделей прокатных станов.

Цель изобретения - повышение работоспособности вкладыша и его ремонтопригодности.

На фиг.1 представлен вкладыш, общий вид; на фиг.2 - схема сил, прило женных к вставке при воздействии на нее лсЗпасти шпинделя; на фиг.З - взаимное расположение лопасти и вкла дыша при передаче крутящего момента.

Вкладыш состоит из центрирующей части 1, изготовленной из антифрикционного материала, например бронзы, одной или двух биметаллических сегментных вставок 2 (выполненных, например, из стали, а плоская поверхность вставки наплавлена бронзой). Центрирующая часть 1 имеет плоскую поверхность 3 и цилиндрическую поверхность 4, которой она контактирует с головкой шпинделя. На плоской поверхности 3 центрирующей части выполнены цилиндрические выемки 5 для вставок 2. Последняя изготавливается, например, из стали 50, а на плоской поверхности ее может быть нанесен слой антифрикционного материала для уменьшения коэффициента трения„

Плоская опорная поверхность вставки должна выступать над плоскостью центрирующей части на величину, примерно равную 0,16-0,25 стрелы (Ј) сегмента вставки.

Увеличение выступа 0,25f может обеспечить передачу крутящего момент при более высоких значениях зазоров в шарнире без касания лопасти 6 и центрирующей части 1, но при этом вырастает опасность деформации выступов вставки, что ограничивает возможность ее поворота.

Уменьшение выступа 0,16f ограничивает допустимый зазор в шарнире, т.е. ограничивает угол поворота встаки до касания лопасти и центрирующей части.

Радиус цилиндрической части вставки определяется условиями трения в зоне контакта вставка - центрирующая часть, так как чем больше радиус, те меньше толщина вставки, но при этом ухудшается возможность ее провор-ачи1 вания во вкладыше.

Условия движения вставки в центрирующей части: F & F , где F - си

5

5

Q

0

ла трекия в контакте вставка - центрирующая часть; F - усилие, поворачи вающее вставку (фиг.2).

Сила трения F может быть найдена из нормальной силы N как а также F P-sinoi, где Р - усилие, приложенное со стороны лопасти; ff коэффициент трения между вставкой и центрирующей частью. Тогда как N Р costf, следовательно:

F P cos oi f P sinoi или

,. / s in Ы„

f -r. tg oi .

cbs tf 6

Максимальный радиус вставки может быть связан с углом трения в зоне контакта следующей зависимостью:

sin об 0,5 C/R,

где ci - угол трения в контакте вставка - центрирующая часть; С - ширина рабочей поверхности

вставки;

R - радиус цилиндрической поверхности вставки. Таким образом

R .- sinoi

Предлагаемый вкладыш работает сле (1 дующим образом.

В начальный момент вращения лопасть 6 выбирает монтажный зазор между ней и плоской опорной поверх- ностью вставки. Далее под воздейст вием лопасти вставка 2 поворачивается в цилиндрической выточке центрирующей части и нагрузка воспринимается всей плоскостью вставки, обеспечивая равномерность распределения усилий по поверхности. Контактные нагрузки в этом случае соответствуют расчетным значениям и, следовательно, реальный срок службы вкладыша приближается к расчетному.

По мере возрастания зазора между лопастью и плоскостью вставки последняя поворачивается на больший угол, постоянно обеспечивая равномерность распределения нагрузки.

При достижении предельного зазора (максимально допустимый износ поверхностей в контакте лопасть - вставка) восстановление работоспособности шарнира достигается заменой только одной вставки. При этом возможно предусмотреть несколько типоразмеров вставок (так называемые ремонтные размеры) так, чтобы срок службы вкла

5I

дыша определялся износом его цилиндрической поверхности.

Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет повысить работоспособность вкладыша и его ремонтопригодность.

Формула изобретения

Вкладыш шарнира скольжения универсального шпинделя, содержащий центрирующую часть с цилиндрическими выемками, оси которых перекрещиваются под прямым углом с осью центрирующей части, и вставки, выполненные в виде цилиндрических сегментов, установленные в указанных выемках, а их

603426

плоская поверхность выступает над плоской поверхностью центрирующей части, отличающийся тем, что, с целью повышения работоспособности вкладыша и его ремонтопригодности, радиус цилиндрической поверхности вставок определяют по зависимости

R d,5 C/sin«:, где С - ширина рабочей поверхности

вставки; об - угол трения в контакте встав ка - центрирующая часть, а плоская поверхность вставки высту .- пает над плоской поверхностью центрирующей части на величину 0,$6-0,25 стрелы сегмента вставки, при этом вставки выполнены биметаллическими.

10

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к конструкциям шарниров скольжения универсальных шпинделей прокатных станов. Цель изобретения - повышение работоспособности вкладыша и его ремонтопригодности. В цилиндрических выемках 5 центрирующей части вкладыша установлены сегментные вставки 2, плоская поверхность которых выступает над плоской поверхностью центрирующей части. Особенность конструкции заключается в определениии радиуса цилиндрической поверхности вставок по зависимости. Высота плоской поверхности вставки над плоской поверхностью центрирующей части равна 0,16-0,25 стрелы сегмента вставки. Вставки 2 выполняют биметаллическими, например плоскую поверхность стальной вставки покрывают бронзой. Это позволяет уменьшить силы трения и неравномерность распределения контактных давлений, уточнить конструктивные размеры вкладышей. 3 ил.

/ f

Фиг.1

Фиг.З