Предохранительный шпиндель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИН1412824 т В 21 В 3514 7 1 ч и( О ЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСИ ачев,В. Н. Ирха,(57) Изобретение производству и мо привода пилигрим шин аналогичного ретения является носитс т быть х ста значе личен я к и окатному использоан ов и други ия. Целью е долговеч для ма- изоб- ости 00 К) Д иг. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) Емел ья нен ко П. Т. Пил ьгДНТВУ, 1937, с. 308,Авторское свидетельство СССРЛо 944693, кл. В 21 В 35/14, 1980.(54) Г 1 РЕДОХРАНИТЕЛЬНЫИ шпинделя и предохранение от поломок главной линии стана путем исключения косого излом а в шпинделе. Шпиндель содержит трефовые концы 1 и профильный участок, состоящий из двух конусов 3, сопряженных цилиндрической поверхностью 4, на которой выполнена проточка 5, в качестве основного концентратора напряжений. Новым в конструкции является выполнение дополнительного концентратора напряжений в виде проточки 6 в сквозном канале 7 в одной плоскости с проточкой 5, а также радиальных отверстий, соединяющих проточки 5 и 6 в количестве трех, расположенных под углом 120 и более. Это позволяет сконцентрировать максимальные сдвигающие напряжения при работе шпинделя в одном сечении, исключить косой излом при поломке шпин деля.з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.1411Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для привода пилигримовых станов и других машин аналогичного назначения.Цель изобретения - увеличение долговечности шпинделя и предохранение от поломок главной линии стана путем исключения косого излома в шпинделе.На фиг. 1 изображен предохранительный шпиндель, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А - А на фиг. 1.Шпиндель состоит из трефовых концов 1, цилиндрического участка 2, профильного участка, состоящего из двух конусов 3, обращенных друг к другу и сопряженных меж,ду собой цилиндрической поверхностью 4, на которой выполнена кольцевая проточка 5 вкачестве основного концентратора напряжения, расположенного в одной плоскости с , последним дополнительного концентратора , напряжений, выполненного в виде проточки 6 в сквозном канале 7, проходящем по оси : шпинделя и радиальных отверстий 8, выполненных в количестве не менее трех.Внутренняя проточка 6 выполняется на глубину 0,2 - 0,4 от глубины основного концентратора напряжений (наружной кольце, вой проточки).Поломки известных предохранительных шпинделей дают неограниченный по длине (опасный) излом, который составляет 2 -- 5/ от всех поломок новых шпинделей. Новые шпиндели дают более опасный излом в сравнении с восстановленными шпинделями. Косые изломы образуются в основном в начальный период эксплуатации предохранительного шпинделя при экстремальных перегрузках линии стана (холодная заготовка, захват большого объема металла и др.). Рас пространение косого излома не всегда достаточно надежно фиксируется дополнительными концентраторами напряжения.При косых изломах значительной длины происходит заклинивание шпинделя и, как следствие, изгиб вала привода стана, дополнительная поломка различных деталей и узлов в главной линии стана.Надрез, повышая напряжение у своейвершины, одновременно снижает напряжение в других частях сечения. Г 1 оэтому для повышения конструктивной прочности наносят так называемые разгружающие надрезы, которые располагаются в менее напряженных местах и должны быть более мягкими, чем основной надрез (концентратор напряжений). Такие разгружающие надрезы, несколько повышая напряжения в местах нанесения, уменьшают их у вершины основно го надреза и, следовательно, приводят к более равномерному распределению напряжений и деформаций, обеспечивая повышение прочности конструкции.Увеличение надреза в одном месте, одного сечения, не равнозначно двум надрезам2824 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 в одном сечении, расположенных на диаметрально противоположных участках, так как в данном случае имеем дело с двумя самостоятельными надрезами, каждый из которых будет во время эксплуатации предохранительного шпинделя накапливать напряжения соответственно величине и форме надрезов, при этом напряжения формируются в одной плоскости (месте необходимого разрушения предохранительного шпинделя). При этом стабильно формируется сечение (накопление напряжений) для начала очага и конца разрушения шпинделя, исключая его косой излом.Для подтверждения высказанных теоретических предпосылок, в части равнозначности наличия одного большого надреза (кольцевой проточки) или двух надрезов, равных по величине сумме одного большого надреза и расположенных на противоположных участках одного сечения, был выполнен эксперимент на ударных образцах.Результаты испытания и эскизы образцов приведены в таблице.Из этой таблицы видно, что величина ударной вязкости увеличена на образцах с двумя надрезами на 31,9 - 47,2. Испытание ударных образцов выполняли по ГОСТ 9454- 78.Были выполнены экспериментальные испытания моделей - шпинделей в масштабе 1:10 с 2-мя, 3-мя и 5-ю радиальными отверстиями по 3 образца каждого вида. Результаты испытаний на скручивание показали, что оптимальный излом дают модели-шпинделя, у которых 3 радиальных отверстия и те, у которых 5 отверстий, однако момент скручивания при 5-ти отверстиях примерно на 25/о ниже, чем у моделей-шпинделей с 3-мя отверстиями, что снижает оптимальную долговечность последнего. Наличие 1-го и 2-х радиальных отверстий не полностью могут устранить возможность появления разрушения отрывом (косого излома) и только 3 отверстия, расположенные под углом 120, исключают возможность его появления.Шпиндель работает следующим образом.Началом разрушения всегда является основной концентратор 5 напряжений. Во время работы пилигримового стана на основном концентраторе накапливаются напряжения, которые распространены по периметру наименьшего рабочего сечения шпинделя. В этом же сечении расположен дополнительный концентратор 6 напряжений внутри канала 7, Наличие 3 радиальных отверстий 8, расположенных под углом 120, выполняя функцию объемных концентраторов, эффективно способствуют получению не опасного излома. Распространение косого излома по длине исключается дополнительными концентраторами 6 и 8 напряжений. Косой излом исключается и стано1412824 формула изобретения Увеличениевеличины Ан)г Образа:. с двумя надрезами6=111 6,=1+ 1 = 2 мм Образец с одним надрезом Ь = 2 мм 1 Е 1 пп Марка стали 6,6 43,5 7,0 6,9 5,9 4,6 4,2 4,9 1 Л 6,15 36,6 6,1) 4 12,1 13)9 11,2 11,9 11,5 15,5 47,2 15,9)5 11,9 18,7 10,8 12,2 1 г,10,5 8,5 Результаты четырех испытаний Фиг. 2 Составитель И. ЗуевРедактор М. Товтин Техред И. Верес Корректор )з. ТяскоЗаказ 369511 Тираж 467 ПодписноеВ 1 ИИ 11 И Государствснного комитета СССР по дс 1 аз 1 изобргтсний и открьпий13035, Москва, Ж - 35, Раушская нао., д. 4 511 роизводственно.полиграфическое предприятие, г. Ужгород. у.). нсктння, 4 вится не опасным. Такой шпиндель легко и быстро заменим.Таким образом, применение нового шпинделя позволит увеличить долговечность шпинделя и снизить вероятность поломок деталей главной линии стана. 1, Предохранительный шпиндель, содержащий трефовые концы, профильный участок, состоящий из двух конусов, обращенных друг к другу и сопряженных между собой цилиндрической поверхностью, на которой выполнена кольцевая проточка в каУдарная вязкость, Д)к/см (кгс м/см ) М" честве основного концентратора напряжений, и сквозной канал по оси шпинделя, отличающийсяя тем, что, с целью увеличения долговечности шпинделя и предохранения от поломок главной линии стана путем исключения косого излома, шпиндель выполнен с дополнительным концентратором напряжений в сквозном канале в виде проточки расположенной в одной плоскости с основным концентратором напряжений.2. Шпиндель по п. 1, отличающийся тем, что основной и дополнительный концентраторы напряжений соединены между собой радиальными отверстиями в количестве не менее трех. Угарная вязкость чк/см (кгс м/см". М,