RU2063278C1 - Зубчатый шпиндель для привода рабочих валков прокатного стана - Google Patents
Зубчатый шпиндель для привода рабочих валков прокатного стана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2063278C1 RU2063278C1 RU93030330A RU93030330A RU2063278C1 RU 2063278 C1 RU2063278 C1 RU 2063278C1 RU 93030330 A RU93030330 A RU 93030330A RU 93030330 A RU93030330 A RU 93030330A RU 2063278 C1 RU2063278 C1 RU 2063278C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spindle
- shaft
- gear
- cage
- sleeve
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Crushing And Grinding (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для соединения рабочих валков прокатных станов со шпинделем. Сущность изобретения: зубчатый шпиндель для привода валков прокатных станов содержит установленную на валу рабочего валка зубчатую втулку и связанную с ней через зубчатое соединение обойму, узлы уплотнения, ограничительные кольца, крышки, закрепленные на валу шпинделя, сферическую головку с направляющим стержнем и полумуфту, охватывающую обойму по шлицам. При этом размеры головки и направляющего стержня вала шпинделя связаны регламентирующим соотношением. За счет совмещения центра сферической головки вала шпинделя с кинематическим центром "К" зубчатого соединения втулки-обоймы при совмещении обоймы и полумуфты по шлицам снижается радиальное биение обоймы относительно втулки, а также снижается изгибающий момент на концах соединяемых валов привода. 3 ил.
Description
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для привода валков прокатных станов.
Известен зубчатый шпиндель для привода рабочих валков прокатного стана, содержащий узел соединения вала шпинделя с хвостовиком валка, который содержит обойму и две связанные с ней зубчатыми соединениями втулки, одна из которых установлена на валу валка, узлы уплотнения, ограничители осевого перемещения, сферическую головку с направляющим, закрепленным на валу шпинделя стержнем, а также шлицевое соединение, выполненное с внутренними зубьями на втулке и наружными на стержне шпинделя [1] Головка вводится во вторую втулку с помощью шлицевого соединения.
Недостатком данного шпинделя является снижение долговечности шпинделя вследствие биения в зубчатом соединении из-за несовмещенности центра сферической головки вала шпинделя с кинематическим центром зубчатого соединения, а также вследствие расположения сферической головки вне контакта с поверхностью отверстия втулки и выполнения шлицевого соединения, приводящих к ухудшению компенсирующей возможности шарнира при перекосе валов.
Из известных зубчатых шпинделей наиболее близким по технической сущности является зубчатый шпиндель для привода рабочих валков прокатного стана, включающий узел соединения вала шпинделя с хвостовиком валка, который содержит установленную на одном из соединяемых валов втулку с наружными зубьями, очерченными по дуге на внешнем контуре, связанную с ней через эти зубья обойму с внутренними зубьями, узлы уплотнения, ограничители осевого перемещения втулки в обойме, сферическую головку со стержнем, закрепленным на втором валу, а также шлицевое соединение обоймы с полумуфтой второго вала. Причем центр сферы совпадает с кинематическим центром зубчатого соединения втулки и обоймы, а сферическая головка размещена в контакте со стенками в цилиндрическом осевом углублении первого вала. Шлицевое соединение выполнено с внутренними зубьями на обойме и наружными на полумуфте [2]
Недостатком известной конструкции является возникновение смещенных в продольном направлении на некотором расстоянии друг от друга двух зон с возможностями угловых перемещений вследствие несовпадения центра сферы и кинематического центра зубчатого соединения с зоной хвостовика рабочего валка. Первая зона зона кинематического центра зубчатого соединения и совпадающего с ним центра сферической головки, вторая зона на хвостовике рабочего валка в его соединении с обоймой. Кинематически такая схема с учетом двух шарнирных головок, связанных с рабочими валками, превращает шпиндель в трехшарнирное кинематическое соединение. В результате существенно возрастают динамические нагрузки и уменьшается долговечность шпинделя.
Недостатком известной конструкции является возникновение смещенных в продольном направлении на некотором расстоянии друг от друга двух зон с возможностями угловых перемещений вследствие несовпадения центра сферы и кинематического центра зубчатого соединения с зоной хвостовика рабочего валка. Первая зона зона кинематического центра зубчатого соединения и совпадающего с ним центра сферической головки, вторая зона на хвостовике рабочего валка в его соединении с обоймой. Кинематически такая схема с учетом двух шарнирных головок, связанных с рабочими валками, превращает шпиндель в трехшарнирное кинематическое соединение. В результате существенно возрастают динамические нагрузки и уменьшается долговечность шпинделя.
Кроме того, в зоне шлицевого соединения возникает еще один шарнирный узел. Это связано с удалением этой зоны от кинематического центра зубчатого соединения и с невозможностью совмещения с ним, поскольку внутреннее расположение зубьев на обойме и наружное на полумуфте предопределяют их раздельное расположение на осевом расстоянии, превышающем полусумму их продольных размеров.
Задачей настоящего изобретения является создание зубчатого шпинделя, обеспечивающего уменьшение биения в зубчатом соединении и снижение динамических нагрузок.
Настоящая задача достигается тем, что в зубчатом шпинделе для привода рабочих валков прокатного стана, включающем узел соединения вала шпинделя с хвостовиком валка, который содержит установленную на одном из соединяемых валов втулку с наружными зубьями, очерченными по дуге на внешнем контуре, связанную с ней через эти зубья обойму с внутренними зубьями, узлы уплотнения, ограничители осевого перемещения втулки в обойме, сферическую головку со стержнем, закрепленным на втором валу, причем центр сферы совпадает с кинематическим центром зубчатого соединения втулки и обоймы и сферическая головка размещена в контакте со стенками в цилиндрическом осевом углублении первого вала, а также шлицевое соединение обоймы с полумуфтой второго вала, согласно изобретению, втулка установлена на хвостовике валка, а обойма на валу шпинделя, шлицевое соединение выполнено с наружными зубьями на обойме и внутренними на полумуфте, сферическая головка выполнена зацело со стержнем и имеет заходную переднюю часть.
Такое конструктивное выполнение зубчатого шпинделя обеспечит снижение динамических нагрузок и уменьшение биения в зубчатом соединении и, как следствие, повышение долговечности шпинделя.
Это достигается за счет:
установки втулки на хвостовике рабочего валка, что позволит совместить центр сферы и кинематический центр зубчатого соединения с зоной хвостовика валка;
выполнения шлицевого соединения согласно формуле изобретения, что позволит исключить дополнительные шарнирности, а при необходимости обеспечить возможность совмещения шлицев с зоной расположения зубчатого соединения;
выполнения сферической головки зацело со стержнем и в контакте с поверхностью отверстия, что позволит уменьшить зазоры в зубчатом зацеплении и количество кинематических звеньев в нем и, как следствие, уменьшить биение в зубчатом соединении.
установки втулки на хвостовике рабочего валка, что позволит совместить центр сферы и кинематический центр зубчатого соединения с зоной хвостовика валка;
выполнения шлицевого соединения согласно формуле изобретения, что позволит исключить дополнительные шарнирности, а при необходимости обеспечить возможность совмещения шлицев с зоной расположения зубчатого соединения;
выполнения сферической головки зацело со стержнем и в контакте с поверхностью отверстия, что позволит уменьшить зазоры в зубчатом зацеплении и количество кинематических звеньев в нем и, как следствие, уменьшить биение в зубчатом соединении.
На фиг. 1 изображен зубчатый шпиндель для привода рабочих валков прокатных станов, продольный разрез; на фиг. 2 то же, в момент подвода направляющего стержня шпинделя к отверстию валка: на фиг. 3 зубчатый шпиндель со шлицевым соединением, совмещенным с зоной расположения зубчатого соединения.
Зубчатый шпиндель для привода рабочих валков прокатного стана содержит узел соединения шпинделя 1 с хвостовиком валка 2, который включает установленную на хвостовике валка втулку 3 с наружными зубьями, очерченными по дуге на внешнем контуре и связанную с ней через эти зубья обойму 4 с внутренними зубьями, установленную на валу шпинделя 1, узлы уплотнения 5, ограничители 6 осевого перемещения втулки в обойме, крышки 7, сферическую головку 8, выполненную зацело с закрепленным на валу шпинделя стержнем 9 и установленную беззазорно, по посадке с гарантированным натягом на валу шпинделя полумуфту 10, охватывающую обойму и связанную с ней посредством шлицевого соединения 11.
Шлицевое соединение выполнено с наружными зубьями на обойме 4 и внутренними на полумуфте 10.
Сферическая головка 8 размещена в контакте со стенками в цилиндрическом осевом углублении 12 хвостовика валка 2 и имеет заходную переднюю часть А, сопрягаемую с торцевой поверхностью Б отверстия.
Центр сферы головки совпадает с кинематическим центром "К" зубчатого соединения втулки и обоймы. Размеры головки 7, стержня 8, отверстия, вес шпинделя связаны следующим соотношением:
где d1 диаметр стержня, d диаметр сферы головки стержня; G - доля веса шпинделя, воздействующая на направляющий стержень; ω - наибольший угол перекоса втулки и обоймы шпинделя; l расстояние от кинематического центра зубчатого соединения до торца валка; lcт длина стержня от центра сферической головки до опасного сечения; [σи] - допустимая величина напряжения изгиба направляющего стержня.
где d1 диаметр стержня, d диаметр сферы головки стержня; G - доля веса шпинделя, воздействующая на направляющий стержень; ω - наибольший угол перекоса втулки и обоймы шпинделя; l расстояние от кинематического центра зубчатого соединения до торца валка; lcт длина стержня от центра сферической головки до опасного сечения; [σи] - допустимая величина напряжения изгиба направляющего стержня.
Пример конкретного выполнения. Зубчатый шпиндель имеет следующие параметры: ωmax 2o 0,035рад; sin 2o 0,035; d 80 мм; l 150 мм; l 112 мм; l 150 мм; G 1250 кг; [σ] 60 МПа 6000 кг/cм2 60 кг/мм2.
Диаметр стержня (d1) вычисляется, исходя из ограничения по двум критериям, определяемым из условия: 1) возможности перекоса стержня относительно валка на величину угла перекоса; 2) прочности стержня в опасном сечении 1-1 в зависимости от веса шпинделя.
Эти условия выражены соответствующими соотношениями: d1≅ d-2l•sinω (I) (II)
Величина d , определяемая из соотношения (I), составит:
d ≅ d 80 2х150х0,035 80-300x0,035 69,5 мм.
Величина d
d
Конструктивно принимаем d < d расч и равным 65 мм.
Величина d , определяется из соотношения (II), составит:
d =d =65 мм >d 31,5 мм
Таким образом, диаметры стержня, сферы его головки, вес шпинделя, угол перекоса втулки в обойме, длина стержня, прочностные характеристики материала стержня удовлетворяют соотношению, предложенному для ориентации при разработке конструкции зубчатого шпинделя.
d
Таким образом, диаметры стержня, сферы его головки, вес шпинделя, угол перекоса втулки в обойме, длина стержня, прочностные характеристики материала стержня удовлетворяют соотношению, предложенному для ориентации при разработке конструкции зубчатого шпинделя.
Устройство работает следующим образом.
Головку 8 со стержнем 9, закрепленным на валу шпинделя 1 заводят в отверстие 12 хвостовика валка 2 до сопряжения их заходных торцевых поверхностей А и Б. Полумуфту 10, закрепленную на валу шпинделя, центрируют относительно обоймы 4 до совмещения шлиц 11 полумуфты и обоймы. При перемещении полумуфты 10 в осевом направлении головка 8 вала шпинделя вводится в отверстие 12 и перемещается до совпадения центра сферы головки с кинематическим центром "К" зубчатого соединения втулки-обоймы.
Предложенный зубчатый шпиндель для привода рабочих валков прокатных станов по сравнению с известными позволяет повысить долговечность зубчатого шпинделя за счет уменьшения биения в зубчатом соединении и снижения динамических нагрузок. ЫЫЫ2
Claims (1)
- Зубчатый шпиндель для привода рабочих валков прокатного стана, включающий узел соединения вала шпинделя с хвостовиком валка, который содержит установленную на одном из соединяемых валков втулку с наружными зубьями, очерченными по дуге на внешнем контуре, связанную с ней через эти зубья обойму с внутренними зубьями, узлы уплотнения, ограничители осевого перемещения втулки в обойме, сферическую головку со стержнем, закрепленным на втором валу, причем центр сферы совпадает с кинематическим центром зубчатого соединения втулки и обоймы и сферическая головка размещена в контакте со стенками в цилиндрическом осевом углублении первого вала, а также шлицевое соединение обоймы с полумуфтой второго вала, отличающийся тем, что втулка установлена на хвостовике валка, а обойма на валу шпинделя, шлицевое соединение выполнено с наружными зубьями на обойме и внутренними на полумуфте, сферическая головка выполнена зацело со стержнем и имеет заходную переднюю часть.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93030330A RU2063278C1 (ru) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | Зубчатый шпиндель для привода рабочих валков прокатного стана |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93030330A RU2063278C1 (ru) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | Зубчатый шпиндель для привода рабочих валков прокатного стана |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93030330A RU93030330A (ru) | 1996-03-27 |
RU2063278C1 true RU2063278C1 (ru) | 1996-07-10 |
Family
ID=20142924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93030330A RU2063278C1 (ru) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | Зубчатый шпиндель для привода рабочих валков прокатного стана |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2063278C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114643306A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-06-21 | 成都成高阀门有限公司 | 一种阀门的阀座压制工装 |
-
1993
- 1993-06-08 RU RU93030330A patent/RU2063278C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Заявка ФРГ N 3728119, кл. F 16D 1/12, 1989. Заявка ФРГ N 3706577, кл. В 21 В Э5/14, 1988. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114643306A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-06-21 | 成都成高阀门有限公司 | 一种阀门的阀座压制工装 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2289097C (en) | Ultra high torque double shoulder tool joint | |
CA2384323C (en) | Joint assembly to resist galling | |
CA1317281C (en) | Thread coupling | |
CN101287920A (zh) | 在接附方法中带有优化的比的直接转矩流连接 | |
US4027927A (en) | Universal joints | |
RU2063278C1 (ru) | Зубчатый шпиндель для привода рабочих валков прокатного стана | |
US4976655A (en) | Connecting rod assembly for downhole drilling | |
US4312193A (en) | Torque transfer device for flexible shaft couplings | |
US4162618A (en) | Device for rolls in high speed rolling mills and the like | |
US20050049052A1 (en) | Longitudinal plunging unit | |
US6033310A (en) | Variable length drive shaft | |
JPH06193642A (ja) | 等速自在継手の内輪と軸部との嵌合構造 | |
US4187698A (en) | Coupling for misaligned shafts | |
PL332210A1 (en) | Coupling | |
CN109915496A (zh) | 一种swc-bh型整体叉头十字轴式伸缩焊接式万向联轴器 | |
US3775997A (en) | Gear type coupling | |
SE505073C2 (sv) | Gängförband för slående borrning | |
KR102661355B1 (ko) | 등속조인트용 커넥터 및 이를 구비한 등속조인트 | |
RU93030330A (ru) | Зубчатый шпиндель для привода рабочих валков прокатных станов | |
SU721592A1 (ru) | Карданный шарнир | |
SU977669A1 (ru) | Муфта секционного забойного двигател | |
GB2138537A (en) | Drive shaft | |
US20040152524A1 (en) | Wide-angle constant-velocity joint, with arrangement for reducing the stresses of the internal members | |
JPS62270829A (ja) | 軸継手 | |
SU830036A1 (ru) | Устройство дл соединени несоос-НыХ ВАлОВ |