Шарнир универсального шпинделя

/14 3(5 В В 21 ТЕНИЯ ПИСАНИЕ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Каспен таллур МеталССС979. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Машины и агрегаты мгических заводов13М е клургияф , 1981, с, 260.2. Авторское свидетельст9 791439 кл. В 21 В 35/14,(54) (57) ШАРНИР УНИВЕРСАЛЬНОГО ШПИНДЕЛЯ, содержащий вилку, лопасть,вкладыши с внутренними полостями исухарь, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения стойкости вкладышей аа счет улучшения условий смазки, внутренние полости ло-,пасти и вкладышей соединены сверлениями с контактными зонами у торцоввкладышей и заполнены смазкой, приэтом в сверления встроеныдроссели.45 Изобретение относится к прокатному оборудованию, преимущественнок универсальнымшпинделям приводарабочих валков прокатных станов.Известен шарнир универсальногошпинделя, содержащий лопасть, вилку, 5бронзовые вкладыши и сухарь (,13.Недостатком данного шарнира является невысокая стойкость бронзовых вкладышей вследствие быстрогоизноса плоской рабочей поверхности Ов узкой зоне у торцов вкладыша из-занеравномерности распределения контактных давлений и трудности обеспечения постоянной подачи смазки наплоскую рабочую поверхность в зоне 5наибольших контактнь(х давлений уторцов вкладыша,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является шарнир универсального шпинделя, содержащий вилку, лопасть, вкладыши свнутренними полостями и сухарь 12 ).Недостатком данного шарнира такжеявляется быстрый износ бронзовыхвкладышей вследствие неравномерногораспределения смазки по плоской рабочей поверхности и ухудшенных условий смазки в зоне наибольших контактных давлений у торцов вкладышей.Цель изобретения - повышениестойкости вкладышей путем улучшения ЗОусловий смазки,Укаэанная цель достигается тем,что у шарнира универсального шпинделя, содержащего вилку, лопасть,вкладыши с внутренними полостями и 35сухарь, внутренние полости лопастии вкладышей соединены сверлениями сконтактными зонами у торцов вкладышей и заполнены смазкой, при этомв сверлении встроены дроссели. 40На фиг.1 показан шарнир,поперечный разрез; на фиг.2 - узел 1 нафиг.1.Шарнир универсального шпинделясодержит вилку 1, лопасть 2, двавкладыша 3 и сухарь 4. Лопасть ивкладыши имеют внутренние полости 5,заполненные смазкой б. Полости свер"лениями 7 соединены с контактными поверхностями 8 у торцов вкладышей исверлениями 9 с рабочими поверхностями 10 сухаря, В сверления 7 вставлены пружинно-поршневые микродроссели 11 с конической иглой, каждый иэкоторых состоит иэ корпуса 12 с конусным входным отверстием 13, выходными отверстиями 14, поршня 15 с конической иглой 16, пружины 17 и регулировочного болта 18.Шарнир работает следующим образом, 6 ОПериодически через специальныеотверстия (не показаны), расположенные рядом с дросселями 11, внутренние полости 5 лопасти и вкладышейзаполняются смазкой 6, При этом . 65 смазка через сверления 9 подается , на рабочие поверхности 10 сухаря 4. При заполнении полостей смазкой регулировочными болтами 18 ослабляют пружины 17 дросселей 11, благодаря чему конические иглы 1 6 перекрывают входные отверстия 13 н корпусах 12, предотвращая выход смазки к контактным поверхностям вкладышей.При вращении шпинделя смазка б под действием центробежных сил отбрасывается от центра шарнира, вследствие чего создается перепад давлений (ЬР) между поверхностью смазки, расположенной на радиусе Р и выходными сечениями сверлений 7, расположенными на радиусе Р 2 При этом величина Ь Р равна;где р - плотность смазки;ю - угловая скорость вращенияшарнира.Под действием указанного перепада давлений смазка поступает через дрос - сели 11 и сверления 7 к контактным поверхностям 8. Интенсивность поступления смазки при всех прочих равных условиях определяется величиной зазора (Ь) между корпусом иглы 16 и конусом входного отверстия 13 в корпусе дросселя 12. Исходная величина этого зазора устанавливается регулировочным болтом 18.При вращении шпинделя величина зазора (й) несколько меньше ее исход,ной величины вследствие сжатия пружины 17 под действием центробежной силы, определяемой массой поршня 15 с иглой 16, и давления смазочной жидкости напоршень По мере расхода смазки и связанного с этим увеличения радиуса Й, величина ее давления на поршень дросселя уменьшается. Это дает постепенное увеличение рабочего зазора (Ь), что, в итоге, способствует равномерности подачи смазки к контактным поверхностям.Расчеты пок азыв ают,. что на к онтактных поверхностях у торцов вкладышей возникают давления, в некоторых случаях превышающие предел прочности бронзы, иэ которой изготав - ливают вкладыши, При этих условиях возникают такие нежелательные явления, как схватывание 1 рода и схватывание 11 рода, приводящие к интенсивному износу вкладышей, что подтверждается практикой эксплуатации шпинделей. Исследованиями подтверждено, что схватывание 1 рода возникает при отсутствии между трущимися поверхностями разделяющего слоя смазки, а схватывание 11 рода - при работе с устойчивой граничной смазкой. Соответствейно скорость процесса разрушения в первом случае 10-15 мкм/ч, во втором случае 1-5 мкм/ч. Таким образом, отсутст1033245 17 у ф Диг Р Составитель.Г, РостовТехредЖ.КастелевичЗаказ 5513/12 Тираж 816 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, й 35, Раушская наб., д, 4/5 Корректор А, Повх Редактор М. Товтин филиал ППП ф фПатент ", г. ужгород, ул, Проектная, 4 вие смазки при прочих равных условиях увеличивает интенсивность из-носа в 2-15 раз.При вращении шарнира, т.е. при передаче им крутящего момента, обеспечивается постоянная подача смазки 5 в зоны действия наибольших контактных напряжений, расположенных у торцов вкладыша. За счет этого, как показано выше, интенсивность износа этих поверхностей значительно умень шается, что приводит к увеличению срока службы вкладышей и шарнира шпинделя в целом.В настоящее время в приводах валков,стана 950 установлены шпиндели, 15 имеющие вкладыши и лопасти сплошного сечения. Смазка на контактные поверхности вкладышей .этих шарниров подает-. ся периодически при остановках ста.на через специальные сверления вовкладышах и вилке шарнира. Практически смазка на контактных Поверх-ностях имеется тблько в начальныепериоды работы. Затем она выдавливаетсяиз зоны контакта, в первую .очередь из зоны наибольшего контактного давления, и при дальнейшей работе до остановки в шарнире наблюдается сухое трение. В итоге срок .службы вкладышей не превышает 20-тидней. Расчеты показывают, что увеличение срока службы вкладышей хотя бы . в два раза позволит сократить эксплуатационные расходы на стане 950 на 15-20 тыс.руб. в год.