Результат интеллектуальной деятельности: ЗУБЧАТАЯ МУФТА ШПИНДЕЛЯ ПРОКАТНОГО СТАНА

Изобретение относится к прокатное производству, преимущественно к зубчатым шпинделям привода валков прокатных станов.

Известна зубчатая муфта шпинделя прокатного стана (аналог), включающая зубчатую обойму, зубчатую втулку и узел уплотнения зубчатого зацепления (см. патент РФ №2153404, МКИ B 21 B 35/14. Шпиндель прокатного стана. Опубл. "Бюллетень изобретений" №21 от 27.07.2000).

Недостатком аналога является расположение зубчатого зацепления обоймы и втулки за пределами приводной шейки прокатного валка. Это вызывает образование ложного шарнира в соединении лопасти на шейке валка с муфтовой частью обоймы при износе их цилиндрических посадочных поверхностей сопряжения, появление осевых и радиальных биений шпинделя. Биения приводят к ухудшению условий работы зубчатого зацепления, быстрому его износу и выходу из строя муфты и шпинделя.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является зубчатая муфта шпинделя прокатного стана, включающая вал шпинделя, непрессованную на его хвостовик зубчатую обойму, находящуюся с ней в зацеплении зубчатую втулку, соединенную с лопастью на приводной шейке валка, узел уплотнения, выполненный в виде гильзы с внутренней конической и наружной цилиндрической поверхностями, сопряженными через уплотнительные шнуры с наружной поверхностью втулки и внутренней поверхностью торцевой крышки обоймы, и пружину, установленную в глухой расточке, выполненной в хвостовике вала шпинделя (см. патент РФ №2134169, МКИ В 21 В 35/14. Зубчатая муфта шпинделя прокатного стана. Опубл. БИ №22, 10.08.1999).

В прототипе устранен недостаток аналога в части расположения зубчатого зацепления, которое в прототипе находится в пределах длины лопасти на приводной шейке прокатного валка. Это исключает образование ложного шарнира и улучшает условия работы зубчатого зацепления. Однако и прототип обладает существенными недостатками, заключающимися в недостаточной прочности втулки и разрушении пружины. Это приводит к увеличению числа отказов и снижению надежности зубчатой муфты и шпинделя, увеличению аварийных простоев прокатного стана и снижению его производительности.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности зубчатой муфты и шпинделя, сокращение аварийных простоев и повышение производительности прокатного стана.

Поставленная цель достигается тем, что зубчатая втулка выполнена в виде стакана с дном, расположенным со стороны хвостовика вала шпинделя, пружина со стороны зубчатой втулки установлена в центральном глухом отверстии направляющего поршня, смонтированного в расточке хвостовика вала шпинделя по посадке движения, торец направляющего поршня выполнен сферическим и сопряжен с плоской наружной поверхностью дна зубчатой втулки, а на наружном конце зубчатой втулки со стороны прокатного валка за пределами узла уплотнения по посадке с натягом установлен бандаж.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:

фиг.1 - зубчатая муфта шпинделя прокатного стана;

фиг.2 - сечение по линии А-А на фиг.1.

Зубчатая муфта шпинделя прокатного стана включает вал 1 шпинделя, напрессованную на его хвостовик 2 зубчатую обойму 3 и находящуюся с ней в зацеплении зубчатую втулку 4. Втулка выполнена в виде стакана с дном 5, расположенным со стороны хвостовика вала шпинделя, и соединена с лопастью 6 на приводной шейке прокатного валка 7. На торце лопасти выполнена цапфа 8, расположенная в углублении, выполненном на внутренней поверхности дна 5 зубчатой втулки 4.

Муфта снабжена узлом уплотнения зубчатого зацепления, выполненным в виде гильзы 9 с внутренней конической и наружной цилиндрической поверхностями. В проточке конической поверхности со стороны прокатного валка установлен уплотнительный шнур 10, сопряженный с наружной поверхностью втулки 4 за зубчатым зацеплением со стороны прокатного валка. С торца обойма 3 закрыта крышкой 11, закрепленной на обойме болтами 12. На внутренней горизонтальной цилиндрической поверхности крышки выполнена кольцевая проточка, в которой установлен уплотнительный шнур 13, сопряженный с наружной цилиндрической поверхностью гильзы 9. В обойме выполнены радиальные отверстия с пробками 14 для подачи смазки к зубчатому зацеплению.

В глухой расточке 15, выполненной в хвостовике 2 вала 1 шпинделя, установлена пружина 16. Со стороны зубчатой втулки пружина установлена в центральном глухом отверстии направляющего поршня 17, смонтированного в расточке 14 хвостовика вала шпинделя по посадке движения. Торец 18 направляющего поршня выполнен сферическим и сопряжен с плоской наружной поверхностью дна 5 зубчатой втулки 4.

На наружном хвостовике зубчатой втулки со стороны прокатного валка за пределами узла уплотнения по посадке с натягом установлен бандаж 19.

Выполнение зубчатой втулки 4 в виде стакана существенно повышает прочность втулки в сравнении с известной втулкой со сквозным отверстием. Это позволяет использовать предлагаемую втулку при более высоких нагрузках и зубчатую муфту в тяжелонагруженных клетях прокатных станов вместо муфт с вкладышами скольжения, исключает разрушение втулки и повышает надежность зубчатой муфты и шпинделя в целом. Применение бандажа 19 в еще большей степени повышает прочность втулки и надежность зубчатой муфты и шпинделя. Благодаря этому сокращаются аварийные простои прокатного стана и повышается его производительность. Бандаж 19 насаживается на втулку 4 по горячей посадке после полной сборки шпинделя.

Установка пружины 16 в направляющем поршне 17 и выполнение торца 18 поршня сферическим обеспечивает центральное вдоль оси нагружение пружины при поджатии ею зубчатой втулки 4 к прокатному валку 7 независимо от угла перекоса шпинделя относительно валка. Это исключает разрушение пружины, улучшает центрирование втулки 4 относительно обоймы 3 и условия работы зубчатого зацепления и также способствует повышению надежности зубчатой муфты и шпинделя.

Применение цапфа 8 на торце лопасти 6 приводной шейки валка 7 и установка цапфы в углублении дна 5 зубчатой втулки 4 обеспечивают центрирование втулки относительно лопасти, уменьшают износ цилиндрических посадочных поверхностей их сопряжения и вероятность образования ложного шарнира в соединении лопасти и втулки.

Выполнение узла уплотнения зубчатого зацепления с использованием гильзы 9 повышает герметичность уплотнения, улучшает смазку зацепления и повышает его долговечность.

Таким образом, технические решения, реализуемые в предлагаемом изобретении, обеспечивают повышение надежности зубчатой муфты и шпинделя, сокращение аварийных простоев, повышение производительности прокатного стана и отвечают поставленной цели изобретения.