Привод клети стана холодной прокатки труб Советский патент 1981 года по МПК B21B35/06 B21B21/00 

Изобретение относится к периодической практике и может быть применено в приводных механизмах рабочих клетей станов холодной прокатки тру Известен привод клети стана холодной прокатки труб, имеющий две симметричные относительно оси прокатки ременные передачи с эксцентрично размещенными на шкивах пальцгиии., причем пальцы связаны с клеть через промежуточное зубчатое зацепление стационарного колеса с внутренним зубчатым венцом,диаметр кото рого равен ходу клети, и контактируеким с ним ведомым сателлитом, установленным на пальце с возможнос тью поворота. Сателлит имеет кривошип, шарнирно соединенный с клетью, причем радиус кривошипа равен половине радиуса начальной окружности стационарного колеса и радиусу ведомого сателлита. Такой механизм обеспечивает возвратно-поступательное и прямолинейное перемещение оси пальца сателлита tl. Однако длина хода равна диаметру эпицикла и увеличение длины хода кл ти связано с увеличением диаметров лес и габаритов механизма. Увеличен габаритов зубчатых колес связано с увеличением окружных скоростей и быстрым износом колес. Наиболее, близкий к предлагаемому привод рабочей клети стана холодной прокатки труб, содержащий в подшипниковых опорах во вращающемся водиле ведомый сателлит, имеющий кривошип с радиусом,равным расстоянию от оси водила до оси сателлита,к пальцу которого присоединена рабочая клеть, ведомый, сателлит приводится через центральное колесо от двухвенцовых ведущих сателлитов,находящихся другими венцами в зацеплении с центральным ведущим зубчатым колесом и дополнительным стационарным колесом,при этом передаточное число от водила к ведомому сателлиту равно единице. На ведомом сателлите и водиле установлены уравновешивающие грузы. В таком механизме габариты зубчатых колес не зависят от длины хода клети, а выбираются из расчетов на прочность при единственном условии соотношения угловых скоростей ведомого сателлита и водила 21. Недостаток известной констру1щии быстрый износ зубчатых зацеплений изза неравномерности нагружения. зУбьев

трех ведущих сателлитов, а также неравномерная нагрузка на зубья центрального и дополнительного колеса. Водило из-за силы инерции клети,действующей на палец ведомого сателлита установленного на водиле и уравновешивающих грузов испытывает переменный во времени и пространстве разворачивающий момент, который влияет и на работу зубчатых передач механизма.

Цель изобретения - повышение срока службы путем равномерного распределения усилий в зубчатых зацеплениях

Для достижения этой цели привод клети стана холодной прокатки труб, содержащий приводной вал с ведущей шестерней, установленное соосно с шестерней водило, поворотно размещенное относительно него двухвенцовое центральное колесо с внутренним зубчатым венцом, дополнительное стационарное колесо, размещенные по кругу в водиле ведущие двухвенцэвые сателлиты , одним венцом контяктируемые с венцом центрального колеса, другим - с дополнительным колесом и .ведущей шестерней, и зацепляе1 яь1й с другим венцом центрального колеса . ведогжгй саттелит, имеющий палец под шатун клети, водило выполнено из двух .частей, одна из которых -установлена в подшипниковых опорах, и в ней размещен ведомый сателлит, а вторая, несущая ведущие сателлиты, установлена внутри первой и соединена с ней посредством зубчатой, компенсирующей осевые и радиальные перемещения, муфтой.

Момент от осевого усилия прокатки передается с ведомого сателлита на двух.венцовое центральное колесо, а с части водила, установленной в подшипниковой опоре, на другую часть водила, несущую ведущие сателлиты через зубчатую муфту. В зубчатых зацеплениях ведущих сателлитов возникают распорные И окружные силы, поэтому несущая их часть водила имеет свободу перемещения в пределах зазоров зубчатых передач. Так как со . стороны наружной части водила, вторая часть его реакций сил не испытывает, то она перемещается в такое положение, при котором многоугольник сил от зубчатых зацеплений будет зам нутым, а значит усилия в зубчатых зацеплениях сателлитов и центральных колес выравниваются. Равномерное распределение усилий в зубчатых зацепле иях ведет к меньшему и равномерному износу, а значит и к увеличению их нагрузочной способности, т.е. долговечности привода.

На фиг.1 - изображен механизм привода в вертикальной плоскости по оси вращения водила, разрез; на г.2 разрез А-А на фиг.1.

Привод клети стана холодной прокатки труб содержит .приводной вал 1

с ведущей шестерней 2, установленное .соосно с шестерней водила, В лполненное из дв.ух частей 3 и 4, соединенных между собой зубчатой муфтой 5, центральное двухвенцовое колесо 6, дополнительное стационарное колесо 7, ведущие двухвенцовые сателлиты 8 и ведомый сателлит 9 с кривошипным пальцем 10 под шатун клети (не указаны) . В .части 3 водила, которая установлэна в подшипниковых опорах 11 и 12 установлен ведомый сателлит с кривошипным пальцем, на диаметрально противоположной стороне от пальца 10 которого расположен уравновешивающий груз 13. Расстояние от оси пальца до оси ведомого сателлита равно расстоянию от оси части водила 3 чдо оси этого сателлита или одной четвёртой длины хода рабочей клети. Ведомый сателлит соединен с одним венцом двухвенцового центрального колеса б с внутренним зубчатым венцом. Другой венец этого колеса находится в зацеплении с тремя двухвенцовыми ведущими сателлитами 8, установленным в другой части 4 :водила. Эта часть заключена внутри части водила 3 и ; соединена с ней зубчатой муфтой 5,копенсирующей радиальные и осевые перемещения в пределах зазоров зубчатого зацепления, т.е. эта часть водила является самоустанавливающейся. Часть 4 родила через ведущие сателлиты 8 находится в зацеплении с допонительным стационарным колесом 7 и с ведущей шестерней 2. Подшипники ведущей шестерни, соединенной с приводным валом 1 двигателя, установлены в ступице стационарного колеса 7. На части 3 водила имеется груз 14, выполненный в виде прилива на противоположной -стороне от оси ведомого сателлита. При отсутствии нагрузки от осевого усилия прокатки, часть 4 водила опирается венцами ведзпцих сателлитов 8 на венцы центрального двухвенцового колеса 6 стационарно -о колеса 7.

Числа зубьев колес приводного механизма выбраны таким образом, что передаточное число от ведомого сателлита к водилу равняется -1, это означает, что угловые.скорости ведомого сателлита и водила равны и направлены в противопоножные стороны. При этом передаточное число от ведомого сателлита к стационарному колесу 7, относительно водила Равняется 2. Возможен случай, при котором центральное двухвенцовое зубчатое колесо выполнено одновенцовым, но при этом передаточное число от ведомого сателлита к водилу и от ведомого сателлита к эпициклу относительно водила должны сохраниться.

При работе ведущая шестерня 2, вращаясь, заставляет ведущие сателлиты 8 обкатываться по стационарному колесу 7, заставляя самоустанавливающуюся часть 3 водила поворачиваться. Поскольку часть 3 водила свя зана зубчатой муфтой 5 с частью 4 водила, то обе части водила вращаются с одной скоростью, равной и вэаимообратной скорости ведомого сателлита 9, приводимого центральным двухвенцовым колесом 6, соединенным с ведущими сателлитами. Зубчатая муфта, которая передает крутящий момент от одной части водила другой, позволяет взаимный перекос осей и несоосность частей водила. Ось пальца 10 движется возвратнопоступательно в горизонтальной плоскости. Палец приводит в движение рабочую клеть (не показана). Момент инерции клети на ведомом сателлите уравновешивается моментом силы инерции от уравновешивающего груза, а результирующая сила от сил инерции клети и груза 13 уравновешивается центробежно1 силой груза 14. .Момент от осевого усилия прокатки передается с ведомого сателлита на двухвенцовое центральное колесо, а с части 3 водила через зубчатую муфту 5 на самоустанавливающуюся часть 4. В зубчатых зацеплениях возникают распорные и окружные силы зацеплений. Самоустанавливающаяся часть водила имеет свободу перемещения в пределах зазоров зубчатых передач, и силы реакции со стороны части 3 водила на нее не действуют в пределах этих перемещений. Это ведет к тому, что часть 4 водила перемещается в такое положение, при котором многоугольник сил от зубчатых зацеплений будет замкнутым, а значит усилия в зубчатых зацеплениях сателлитов и центральных колес выравниваются. Вес самоустанавливающейся части по сравнению с усилиями зацеплений незначителен. При каком-либо изменении в услови ях зацеплений (неточности нарезания и т.д.) самоустанавливание происходит автоматически по тому же принцип На холостом ходу, когда усилий в зуб чатых зацеплениях нет, самоустанавливающаяся часть водила опирается венцами ведущих сателлитов на венцы ведущей шестерни, центрального двухвенцовою зубчатого колеса и стационарного колеса. При появлении нагрузки от осевого усилия прокатки выравнивание усилий в зацеплениях происходит за 1 - 1,5 оборота ведущей шестерни, а значит износ всех колес можно считать равномерным. Предлагаемый привод обеспечивает распределение усилий в зубчатых зацеплениях, ведет к меньшему и равномерному износу зубчатых передач. Долговечность такого планетарного привода возрастает в. 2,2-2,3 раза. Формула изобретения ПРИВОД клети стана холодной прокатки труб, содержащий приводной вал с ведущей шестерней, установленное ч соосно с шестерней водило, поворотно размещенное относительно него двухвендовое центральное колесо с внутренним зубчатым венцом, дополнительное стационарное колесо, размещенные по кругу в водиле ведущие двухвенцовые сателлиты, одним венцом контактируемые с центральным колесом, другим - с дополнительным стационарным колесом и ведущей шестерней, и зацепляемый с другим венцом центрального колеса ведомый сателлит, имеющий кривошипный палец под шатун клети, отличающийся тем, что, с целью повышения его срока службы путем равномерного распределения усилий в зубчатых зацеплениях, водило выполнено из двух частей, одна из которых установлена в подшипниковых опорах и в ней размещен ведомый сателлит, а вторая, несущая ведущие сателлиты, установлена внутри первой и срединена с ней посредством зубчатой компенсирукхцей осевые и радиальные перемещения, муфтой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 531374, кл. В 21 В 35/06, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2730001/22-02, кл. В 21 В 35/06, от 28.02.79.