CS247635B1

CS247635B1 - Jointed spindle

Info

Publication number: CS247635B1
Application number: CS8410519A
Authority: CS
Inventors: Antonin Ondrej
Original assignee: Antonin Ondrej
Priority date: 1984-12-28
Filing date: 1984-12-28
Publication date: 1987-01-15
Also published as: CS1051984A1

Abstract

Vlastní kloub spojky je proveden tak, že hlava /2, 3/ vřetena /1/, zejména vřetenová hlava /2/ na hnané straně je opatřena nanejvýš dvěma páry radiálních mazacích otvorů /9/ v plné části hlavy /2, 3/ s vyúsťujícími nanejvýš dvěma páry axiálních vývodů /17/ v okolí osy vřetena /1/ a prohloubenými rybinami /10/ v obou vidlicích /4/ hlavy /2, 3/ pro axiální uložení segmentů /5/ s odpovídajícími šířkami jejich osazených nákružků /12/, přičemž hodnota torzního modulu nejmenšího průřezu vidlice /4/ s prohloubenou rybinou /10/ je rovna nejvýše hodnotě torzního modulu středového průřezu /8/ vidlice /4/ s jedním párem rovnoběžných radiálních mazacích otvorů a bez prohloubené rybiny /10/.The actual coupling joint is designed in such a way that the head /2, 3/ of the spindle /1/, in particular the spindle head /2/ on the driven side, is provided with at most two pairs of radial lubrication holes /9/ in the full part of the head /2, 3/ with at most two pairs of axial outlets /17/ leading out around the spindle axis /1/ and with recessed dovetails /10/ in both forks /4/ of the head /2, 3/ for axial mounting of the segments /5/ with corresponding widths of their fitted collars /12/, whereby the value of the torsional modulus of the smallest cross-section of the fork /4/ with the recessed dovetail /10/ is at most equal to the value of the torsional modulus of the central cross-section /8/ of the fork /4/ with one pair of parallel radial lubrication holes and without the recessed dovetail /10/.

Description

Vynález řeší provedení vřetena kloubových spojek, zejména pro těžká hutnická válcovací zařízení, tvořícího hlavní člen spojek.The invention solves the design of the spindle of the articulated couplings, in particular for heavy metallurgical rolling machines forming the main member of the couplings.

Spojky sestávají v základním provedení ze segmentů, každého axiálně uloženého jeho osazeným nákružkem ve válcové rybině odpovídajících postranních vidlic, kterými jsou opatřeny hlavy vřetena na jeho koncových částech a přenášející přes uložené segmenty torzní moment, přičemž středění každé kloubové spojky s navazující částí řečeného zařízení je pomocí čepu uloženého svými konci uprostřed segmentů a tvořícího se segmenty a nasunutou čepovou kostkou vlastní kloub spojky.The couplings consist essentially of segments, each axially supported by its shoulder collar in a cylindrical dovetail of corresponding side forks, which provide the spindle heads at its end portions and transmit torsional moment through the supported segments, the centering of each articulated coupling with the adjacent part of said device. a pin mounted at its ends in the middle of the segments and forming segments and the coupling pin itself has a coupling joint.

Je známo vřeteno kloubových spojek, u kterého jsou vidlice hlavy vřetena opatřené v jejich středových průřezech dvěma rovnoběžnými radiálními mazacími otvory, jejichž účelem je přivádět mazivo mezi stykové plochy segmentu a vidlice.The articulated coupling spindle is known in which the spindle head forks are provided in their central cross-sections with two parallel radial lubrication openings intended to feed lubricant between the contact surfaces of the segment and the fork.

K těmto mazacím otvorům přivádí se mazivo bud axiálními otvory vedenými podél celé hlavy vřetena nebo o sobě známými povrchovými přívody upevněnými podélně na povrchu hlavy vřetena. Radiální mazací otvory zapříčiňují výrazné vrubové účinky vyvolávající kritickou napjatost v odpovídajícím průřezu vidlice se všemi vážnými důsledky únavového procesu materiálu, který vystavuje vřeteno nebezpečnému riziku havárie.To these lubrication holes, the lubricant is fed either through axial holes extending along the entire spindle head or by known inlet ducts fixed longitudinally on the surface of the spindle head. The radial lubrication holes cause significant notch effects causing critical stress in the corresponding fork cross section with all the serious consequences of the fatigue process of the material that exposes the spindle to a hazardous accident risk.

Zeslabený průřez vidlice s radiálními mazacími otvory nedovoluje dostatečně dimenzovat hloubku rybinovitého vybrání vidlice pro axiální uložení segmentů na hlavě vřetena, čímž dochází k extrémním tlakům mezi stykovými plochami osazeného nákružku segmentu a odpovídající plochou rybiny.The weakened fork cross section with radial lubrication holes does not allow sufficient dimensioning of the dovetail depth of the fork to axially accommodate the segments on the spindle head, causing extreme pressures between the contact surfaces of the shoulder of the segment shoulder and the corresponding dovetail surface.

Extrémní tlaky vytlačují mazivo ze stykových ploch mezi nimiž pak dochází k polosuchému případně až suchému tření. Důsledkem je pak rychlé opotřebování stýkajících se materiálů a tím malá životnost segmentů. Je známo takové vřeteno kloubových spojek, u kterého jsou přívody maziva ke stykovým plochám segmentů a vidlic provedeny povrchovými přívody vedenými podélně na hlavě vřetena a ukončenými ohebnými přípojkami na čelech každého segmentu.Extreme pressures push the lubricant out of the contact surfaces between which semi-dry or even dry friction occurs. As a result, the wear of the materials in contact with each other quickly results in poor segment life. It is known such a joint spindle in which the lubricant feeds to the contact surfaces of the segments and forks are provided by surface leads extending longitudinally on the spindle head and terminated by flexible connections at the ends of each segment.

Kmitání vřetena a jiné jeho dynamické účinky uvolňují připojovací sroubení na čelech segmentů, čímž se mazání kloubové spojky stává nespolehlivé. Mimoto jsou obtížně chránitelné povrchové přívody vystaveny nebezpečí poškození jak během provozu, tak také při opravách zařízení.The spindle oscillation and other dynamic effects release the connection fitting on the segment faces, making the lubrication of the articulated coupling unreliable. In addition, hard-to-cover surface leads are exposed to the risk of damage both during operation and during repair of the device.

Další nevýhodou je to, že povrchové přívody zvětšují relativní průměr hlavy vřetena a tím omezují tzv. spodní přestavení hnaných částí příslušného výrobního zařízení.A further disadvantage is that the surface feeds increase the relative diameter of the spindle head and thereby limit the so-called lower displacement of the driven parts of the respective production equipment.

Uvedené nevýhody odstraňuje vřeteno kloubových spojek, jehož podstata spočívá v tom, že hlava vřetena zejména na straně hnané je opatřena nanejvýš dvěma páry radiálních mazacích otvorů v plné části řečené hlavy s vyúsťujícími nanejvýš dvěma páry o sobě známých axiálních vývodů v okolí osy vřetena a prohloubenými rybinami v obou vidlicích řečené hlavy pro axiální uložení segmentů s odpovídajícími šířkami jejich osazených nákružků, přičemž hodnota torzního modulu nejmenšího průřezu vidlice s prohloubenou rybinou odpovídá až hodnotě torzního modulu středového průřezu vidlice s jedním párem rovnoběžných radiálních mazacích otvorů a bez prohloubené rybiny.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the spindle of the articulated couplings, which is characterized in that the spindle head, in particular on the driven side, is provided with at most two pairs of radial lubrication apertures in the full part of said head with at most two pairs in both forks of said head for axially accommodating segments with corresponding widths of their shoulder collars, wherein the value of the torsion modulus of the smallest cross-section of the fork with the deepened dovetail is up to the torsion modulus of the middle cross-section of the fork with one pair of parallel radial lubrication holes.

Výhodou vřetena kloubových spojek podle vynálezu je, že zrušením radiálních mazacích otvorů ve středových průřezech vidlic ruší se jejich kritický průřez s výrazným vrubovým účinkem, takže vřeteno není vystaveno v odpovídajících průřezech vidlic kritické napjatosti a tím riziku havarie, čímž se zvyšuje jeho spolehlivost a životnost.An advantage of the articulated coupling spindle according to the invention is that by eliminating radial lubrication holes in the central fork cross sections, their critical cross-section with a significant notch effect is canceled, so that the spindle is not exposed to critical stresses in corresponding fork cross sections and thereby risk of accident, thereby increasing its reliability and durability.

Jeho další výhodou je to, že zrušením kritických míst na hlavě vřetena umožňuje se optimálně zvětšit hloubku rybinovitého vybrání vidlic hlavy vřetena s odpovídajícím širším osazením kruhových nákružků segmentů pro jejich axiální uložení na hlavě vřetena, což v důsledku značí vymizení extrémních tlaků mezi příslušnými stykovými plochami segmentů a rybin vidlic a tím prodloužení životnosti segmentů. Výhodou vynálezu je dále to, že na hlavě vřetena nejsou žádné povrchové přípoje, které jsou příčinou častých poruch mazání kloubové spojky a omezují tzv. spodní přestavení hnaných částí příslušného výrobního zařízení.Its further advantage is that by eliminating the critical points on the spindle head, it is possible to optimally increase the depth of the dovetail spindle head recesses with a correspondingly wider shoulder of the segment shoulder collars for their axial bearing on the spindle head. and dovetails, thereby extending the service life of the segments. Another advantage of the invention is that there are no surface connections on the spindle head, which cause frequent failures of the lubrication of the articulated coupling and limit the so-called lower displacement of the driven parts of the respective production equipment.

Příklad provedení vřetena kloubových spojek podle vynálezu je znázorněno na připojených výkresech, kde obr. 1 představuje zjednodušené znázornění hlavních členů kloubové spojky a obr. 2 znázorňuje zvětšený příčný řez A-A z obr. 1 vedený částečně radiálními mazacími otvory v plné části hlavy vřetena a středovou částí vidlice hlavy vřetena.An exemplary embodiment of the articulated coupling spindle according to the invention is shown in the accompanying drawings, wherein Fig. 1 is a simplified illustration of the main members of the articulated coupling and Fig. 2 shows an enlarged cross-section AA of Fig. 1 through partially radial lubrication holes in full part of the spindle head; fork spindle head.

Na obr. 1 je levá strana hnaná a pravá stranou pohonu.In Fig. 1, the left side is driven and the right side of the drive.

Vřeteno 2 je na obou koncích opatřeno hlavami 2 a 3 _v jejichž vidlicích 4_ jsou uloženy segmenty 2 s čepem 6_ a kostkou Λ jimiž se přenáší kroutící moment M od motoru na navazující • hnanou část příslušného zařízení v různých polohách PÍ a P2 přestavění vřetena 2·The spindle 2 is provided at both ends with heads 2 and 3 _in whose forks 4 are located segments 2 with a pin 6 and a cube Λ which transmit the torque M from the motor to the adjacent driven part of the respective device in different positions P1 and P2.

Nastavení větší polohy P2 spodního přestavění vřetena 2 dosahuje se zpravidla celkovým menším provedením hlavy 2 než je u hlavy 2» což zákonitě vede k větší napjatosti vidlic hlavy 2 než u vidlic hlavy 2· zejména ve středových průřezech 13·Adjustment of the lower position P2 of the lower spindle 2 adjustment is generally achieved by an overall smaller head 2 design than the head 2 », which inevitably leads to greater tensile strength of the head forks 2 than for the head forks 2 · especially in the central cross-sections 13 ·

Radiálními mazacími otvory v plné části hlavy 2 ruší se jinak nutné radiální mazací otvory ve středových průřezech 2 vidlic £, čímž se ruší kritický napěťový stav v těchto průřezech se všemi negativními důsledky únavového procesu materiálu.The radial lubrication holes in the full part of the head 2 eliminate the otherwise necessary radial lubrication holes in the central cross-sections 2 of the forks, thereby eliminating the critical stress state in these cross-sections with all negative consequences of the fatigue process of the material.

Tato nová kvalitativní situace umožňuje optimálně zvětšit hloubku 11 rybinovltého vybrání 10 na vidlici 4, sódpovidajícím širším osazením 13 kruhových nákružků 12 segmentů 2 P^r° jejich axiální uložení na vřetenové hlavě 2_, jak je obrysově znázorněno na obr. 2.This new qualitative situation makes it possible to optimally increase the depth 11 of the dovetail recess 10 on the fork 4, correspondingly to a wider shoulder 13 of the circular collars 12 of the segments 2P ^r °, to be axially mounted on the spindle head 2 as shown in FIG.

Tímto opatřením snižují se měrné tlaky mezi axiálními stykovými plochami 14 segmentu 2 a axiálními stykovými plochami 15 rybiny 10, což v důsledku značí snížení opotřebování těchto ploch, zejména na segmentech £ a tím zvýšení jejich životnosti.By this measure, the specific pressures between the axial abutment faces 14 of the segment 2 and the axial abutment faces 15 of the dovetail 10 are reduced, which in turn implies a reduction in wear of these faces, particularly on the segments 6, and thus an increase in their service life.

Řečená napjatost středového průřezu 2 3^e teoreticky prostorová čili víceosová, avšak z podrobné analýzy napjatosti okolí tohoto průřezu vyplývá, že v něm jednoznačně převládá torzní napětí, charakterizované obecně známým průřezovým modulem v krutu neboli torzním průřezovým modulem W definovaným obecně známým matematickým vztahem W - M : tau, přičemž M značí kroutící čili torzní moment jako vnější účinek zatížení průřezu a tau představuje torzní napětí materiálu v daném průřezu jako vnitřní reakci na vnější zatížení od momentu M.Said stress of the central cross-section 2 3 ^{e is} theoretically spatial or multiaxial, but a detailed analysis of the stress of the surroundings of this cross-section implies that it is unequivocally predominant in torsional stress, characterized by the generally known torsion modulus or torsional cross-section W. tau, where M denotes the torque or torsion moment as the external effect of the cross-section load and tau represents the torsional stress of the material in the cross-section as an internal reaction to the external load from moment M.

Rozměrovou jednotkou torzního průřezového modulu W je [m³J, což znamená, že jeho hodnota je definovatelná délkovými rozměry průřezu neboli jeho tvarem a velikostí. Optimální zvětšení hloubky 11 rybinovltého vybrání 10 na vidlici 4_ vřetenové hlavy 2 spočívá pak v tom, že hodnota torzního modulu nejmenšího průřezu vidlice 4_ s prohloubenou rybinou 10 je maximálně hodnotě torzního modulu středového průřezu 2 ^s jedním párem rovnoběžných radiálních mazacích otvorů a bez prohloubené rybiny 10.The dimensional unit of the torsional cross-sectional module W is [m ³ J, which means that its value is defined by the length dimensions of the cross-section or its shape and size. The optimal increase in depth 11 of the dovetail recess 10 on the fork 4 of the spindle head 2 is that the torsion modulus of the smallest cross section of the fork 4 with the deepened dovetail 10 is at most the torsion modulus of the central cross section 2 ^with one pair of parallel radial lubrication holes. .

U popisovaného příkladu provedení vřetena 2 dle obr. 1 je řečeným nejmenším průřezem vidlice 4 průřez 18 vedený ze středu kloubové spojky kolmo na osu vřetena 1_ a kolmo na řídicí přímku kuželové plochy 19.In the described embodiment of the spindle 2 shown in FIG. 1, said smallest cross-section of the fork 4 is a cross-section 18 extending from the center of the articulated connector perpendicular to the axis of the spindle 7 and perpendicular to the control line of the conical surface 19.

V případě provedení hlavy 2 3^e nejmenší průřez vidlice 4 totožný s jejím středovým průřezem 2· Podstata stanoveného rozmezí prohloubení rybiny 10 torzním průřezovým modulem spočívá v tom, že se nemění nominální přípustné zatížení vřetena 2» přičemž průřez 2 není zatížen kritickým špičkovým napětím vyvolávaným vrubovým účinkem jinak nutných radiálních mazacích otvorů.In the case of the head 2 ^{3e, the} smallest cross section of the fork 4 identical to its central cross section 2 · The essence of the defined range of the dovetail depression 10 by the torsion cross-sectional module is that the nominal permissible spindle load 2 does not change. due to otherwise necessary radial lubrication holes.

Vliv vrubového účinku prohloubené rybiny 10 na životnost vřetena 2 j® zanedbatelný vzhledem k tomu, že původní stav vidlice £ je již tímto účinkem zatížený. Ekvivalentních účinků se dosáhne radiálními mazacími otvory na vřetenové hlavě 2 ^ze strany motoru.The effect of the notch effect of the depressed dovetail 10 on the service life of the spindle 2 is negligible, since the initial state of the fork 6 is already loaded with this effect. Equivalent effects are achieved by radial lubrication holes on the spindle head 2 ^from the motor side.

Krátké axiální přívodní mazací otvory 16 na vřetenové hlavě 2 nezvětšují, její relativní průměr, což má pozitivní vliv na spodní přestavování polohy P2 vřetena £ a na spolehlivost mazání kloubové spojky.Short axial inlet lubrication holes 16 on the spindle head 2 do not increase its relative diameter, which has a positive effect on the lower displacement P2 of the spindle 6 and on the reliability of lubrication of the articulated coupling.

Z radiálních mazacích otvorů 9_ v plné části vřetenové hlavy 2_ utěsněnými zátkami 20 vyúsEují axiální otvory 17 v okolí osy vřetena 2» které slouží pro napojení o sobě známých ohebných přívodů na segmenty 2 h přivádění maziva mezi stykové plochy kloubové spojky.From the radial lubrication holes 9 in the full part of the spindle head 2 with sealed plugs 20, the axial holes 17 in the vicinity of the spindle axis 2 terminate, which serve to connect the known flexible leads to the lubricant supply segments 2h between the joint faces.

Podstata vynálezu se nemění, jestliže radiální mazací otvory 2 jsou průběžné nebo každý otvor 2 konečnou délku 21 v blízkosti axiálních otvorů 17 Podstata vynálezu se také nemění, jestliže radiální mazací otvory 2 jsou vedeny kolmo na osu vřetena 2 nebo jsou zešikmené k axiálním otvorům 17 s případné kuželové plochy 22 vřetenové hlavy 2 nebo 3 a s konečnou délkou 23.The invention does not change if the radial lubrication holes 2 are continuous or each aperture 2 has a final length 21 near the axial holes 17. The invention does not change if the radial lubrication holes 2 are perpendicular to the axis of the spindle 2 or inclined to the axial holes 17 s any conical surfaces 22 of the spindle head 2 or 3 and a finite length 23.

Podstata vynálezu se dále nemění, jestliže radiální mazací otvory 2 jsou vedeny kolmo na osu vřetena 2 ^nebo jsou zešikmené k axiálním otvorům 17 pod úhlem s hodnotou až 45° a s konečnou délkou 23 v blízkosti axiálních otvorů 17.The subject invention does not change if the radial lubrication holes 2 are oriented perpendicularly to the axis of the spindle 2 ^not bo are angled to the axial openings 17 at an angle with a value of 45 ° and a final length of 23 in the vicinity of the axial bores 17th

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

The articulated coupling spindle, in particular for heavy metallurgical rolling mills, constituting the main member of these couplings further comprising, in the basic embodiment, segments each axially supported by its shoulder collar in a cylindrical dovetail of corresponding side forks to provide the spindle heads at its end portions and torque segments, wherein the centering of each articulated coupling with the adjacent part of said device is, by means of a pin disposed at its ends in the middle of the segments and forming segments and a slotted pin cube, the actual articulated joint, the spindle head (2) on the driven side is provided with at most two pairs of radial lubrication holes (9) in the full part of the head (2, 3) with at most two pairs of axial outlets (17) around the spindle axis (1) and / 10 / v of both forks (4) heads (2, 3) for axially receiving segments (5) with corresponding widths of their shoulder collars (12), the value of the torsion modulus of the smallest fork cross-section (4) with deepened dovetail (10) being at most of central cross section (8) fork (4) with one pair of parallel radial lubrication holes and without deepened dovetail (10).