Универсальный шарнир

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4(59 В 21 В 35/14 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Колпинское отделение Всесоюзногонаучно-исследовательского и проектноконструкторского института металлургического машиностроения(54) (57) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ШАРНИР, содержащий две полумуфты, выполненные в виде вилки и лопасти, камень, размещен,щЯО 1134253 А ный в пазу лопасти, установленные между полумуфтами вкладыши со смазочными каналами и канавками, шарнирно связанные с камнем, а также подводящую смазочный материал магистраль на оси лопасти и доза- торы, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности шарнира и сокращения расхода смазочного материала путем его дифференцированного распределения по поверхностям трения, шарнир снабжен плунжером с отверстием, который закреплен в канале подводящей магистрали, камень выполнен с цилиндрической полостью, которая снабжена уплотнениями, охватывающими плунжер, и сообщается с системой каналов, соединяющих цилиндрическую полость со смазочными канавками, причем последние выполнены изолированными и Е снабжены индивидуальными дозаторами.Изобретение относится к прокатке, а именно к приводу рабочих валков прокатных станов, в котором используются шпиндели с универсальными шарнирами,В связи с ростом усилий и моментов прокатки на поверхностях трения вкладышей универсальных шарниров возникают значительные контактные давления, вызывающие повышенный износ вкладышей и быстрое нарушение работоспособности шарнира,В неблагоприятных условиях находятся шарниры со стороны валков, что объясняется ограниченностью их размеров (в 1,1 - 1,5 раза меньше размера шарнира со стороны привода), отсутствием надежной защиты от попадания воды и окалины, отсутствием эффективной смазки тяжелонагруженных поверхностей трения.Известен универсальный шарнир, содержащий две полумуфты, выполненные в виде вилки и лопасти, между которыми установлены вкладыши, соединенные между собой штифтом, проходящим через отверстие в лопасти. Вилка шарнира охватывается бандажом, соединенным с герметичным кожухом, закрепленным на лопасти. Образованная внутри кожуха полость через магистраль, выполненную в теле лопасти, перед началом работы заполняется смазочным материа. лом, После заполнения магистраль запирается пробкой и в процессе работы смазка поверхностей трения осуществляегся заполняющим кожух смазочным материалом 1.Однако известный шарнир невозможно применить для соединения валка со шпиндельным валом вследствие увеличенных габаритов и невозможности компенсации осевого перемещения центра шарнира при изменении расстояния между валками по вертикали. Кроме того, такой шарнир исключает применение автоматических смазочных систем.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является универсальный шарнир, содержащий две полумуфты и выполненный в виде вилки и лопасти камень, размещенный в пазу лопасти, уста 7 новленные между полумуфтами вкладыши со смазочными каналами и канавками, шарнирно связанными с камнем, а также подводящую смазочный материал магистраль на оси лопасти и дозаторы 12.Данный шарнир позволяет использовать автоматические смазочные системы, обеспечивающие регулярную подачу смазочного материала к шарниру, компенсировать перемещение центра шарнира при изменении расстояния между валками по вертикали.Однако этим шарниром невозможно осуществить контроль за распределением смазочного материала между цилиндрической и плоской поверхностями трения каждого вкладыша, а также между отдельными участками этих поверхностей. Это приводит к тому, что при износе вкладыша и увеличении зазоров практически весь подаваемый смазочный материал выдавливается в зазоры между вкладышем и вилкой, а на плоскую поверхность он поступает в крайне незначительном количестве или не поступает вообще. Кроме того, менее нагруженные и менее изнашиваемые участки поверхностей трения могут снабжаться смазочным материалом лучше, чем более нагруженные, 10 так как его распределение по поверхноститрения ничем не регулируются. Это приводит либо к повышенному износу поверхностей трения вследствие недостаточной подачи смазочного материала, либо к неоправданно большему расходу смазочного материала, либо к тому и другому вместе,Цель изобретения - повышение долговечности шарнира и снижение расхода смазочного материала путем его дифференцированного распределения по поверхностям 20 тренияУказанная цель достигается тем, чтоуниверсальный шарнир, содержащий две полумуфты, выполненные в виде вилки и лопасти, камень, размещенный в пазу лопас. ти, установленные между полумуфтами вкладыш со смазочными каналами и канавками, шарнирно связанные с камнем, а также подводящую смазочный материал магистраль на оси лопасти и дозаторы, снабжен плунжером с отверстием, который закреплен в канале подводящей магистрали, камень выполнен с цилиндрической полостью, которая снабжена уплотнениями, охватывающими плунжер, и сообщается с системой каналов, соединяющих цилиндрическую полость со смазочными канавками, 35 причем последние выполнены изолированными и снабжены индивидуальными дозаторами.На фиг. 1 представлен универсальныйшарнир, разрез по оси; на фиг. 2 - разрез 40А - А фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2 на цилиндрическую поверхность вкладыша (вилка не показана); на фиг. 4 - разрез В - В на фиг. 2.Универсальный шарнир шпинделя прокатной клети содержит две полумуфты, выполненные в виде вилки 1 и лопасти 2, камень 3, размещенный в пазу 4 лопасти и установленные между полумуфтами вкладыши 5 и 6, выполненные из антифрикционного материала. Вкладыши шарнирно связаны с цилиндрическими цапфами 7 камня, которые с зазором входят в соответствующие расточки вкладышей. Герметизация зазора между цапфами камня и вкладышами осуществляется с помощью резиновых уплотнений 8. На оси камня просверлена 55 магистраль 9 для подвода смазочногоматериала, которая через вертлюг (не показан) сообщается с автоматической смазочной системой. На выходе из магистрали 93на оси лопасти установлен плунжер 10, который входит в цилиндрическую полость 11 камня и имеет отверстие 12, сообщающее полость 11 с магистралью 9. Полость 11 расположена в камне на оси шарнира и снабжена уплотнителями 13, охватывающими плунжер. В камне выполнены осевые каналы 14 и радиальные 15 и 16, а в цилиндрических расточках вкладышей имеются кольцевые проточки 17, сообщающиеся с каналами 18 и 19 во вкладышах, От кана О лов 19 на цилиндрические 20 и 21 и плоские 22 и 23 поверхности вкладышей отходят поперечные каналы 24, каждый из которых заканчивается дозатором 25-44, выполненными, например, в виде резьбовых пробок с калиброванными отверстиями. Дозаторы 45 установлены на выходе из каналов 16 в смазочные канавки на плоскостях камня, сопрягающихся с пазом лопасти. При использовании в качестве смазочного материала масляного аэрозоля дозаторы о одновременно обеспечивают коагуляцию и осаждение частиц масляного аэрозоля на поверхности трения. Дозаторы выполнены с расходными характеристиками, соответствующими нагружен ности и интенсивности износа смазываемых участков поверхностей трения.Так, например, для нереверсивной нагрузки при действии крутящего момента Мкрв направлении, которое показано стрелками на фиг. 2, поверхности 20 и 22 вкладышей практически не нагружены и не изнашиваются, так как крутящий момент передается только через поверхности 21 и 23, Поверхности 21 и 23, через которые крутящий момент передается от одной полумуфты к другой, нагружены и изнашиваются неравно- З мерно. Для шарниров при расчете контактные давления на плоской и цилиндрической поверхностях вкладыша линейно зависят от расстояния до центра шарнира. Такая же зависимость характерна для интенсивности износа этих поверхностей.В соответствии с отмеченным выше характером распределения нагрузки и интенсивности для нереверсивной нагрузки оптимальные расходные характеристики группы дозаторов 25, 26, 29, 30, 33, 35, 37, 39, 41 и 42, дозаторов 27 - 28, дозаторов 31 - 32 и дозаторов 34 на цилиндрической поверхности, а также дозгторов 36, 38 и 40 группы дозаторов 43 и 44 на плоской поверхности должны удовлетворять соотношению 1:8:4:10:12:10:8:4.В случае реверсивной нагрузки на шарнир, которая характерна для блюмин гов, слябингов и некоторых других типов прокатных станов, оптимальные расходные характеристики групп дозаторов 25 - 28, 29 - 32 и 33 - 34 для цилиндрической поверхности и 35 - 36, 37 - 38 и 41 - 44 для плоской поверхности должны удовлетворять соотношению 8:4:10:12:10:8:4.Как видно из приведенных соотношений,описанное решение позволяет также учесть то, что контактные давления по ширине вкладышей неравномерны и примерно пропорциональны косинусу угловой координаты точки поверхности трения относительно центра шарнира, а для плоской поверхности уменьшаются по параболической зависимости по направлению к краю лопасти.Благодаря предлагаемой конструкцииобеспечивается дифференцированное распределение смазочного материала по поверхностям трения и участкам этих поверхностей в соответствии с величиной нагрузки и интенсивности износа каждого участка, надежная смазка всех поверхностей трения при минимальном расходе смазочных материаловПомимо оптимально дифференцированного распределения смазочного материала по поверхностям трения предлагаемая конструкция устраняет необходимость выполнения глубоких сверлений в полумуфтах для подвода смазочного материала, которые снижают усталостную прочность полумуфт и весьма трудоемки при изготовлении, а также обеспечивают автоматическое подключение и отключение смазочной системы при перевалках.итель Г. РВерес8енного коетений и5, РаушсУжгород ост 4/5 тная 4 Редактор Н. Г Заказ 10414/7 Состав ват Техред И Тираж 54 ВНИИПИ Государств по делам изобр 113035, Москва, Ж - 3 иал ППП Патент, гКор Под итета С открытий я наб., ул. Про ктор В. ГириясноеСР