Муфта свободного хода

Муфта свободного хода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МУФТА СВОБОДНОГО ХОДА, преимущественно подающе-поворотного механизма стана холодной прокатки труб, содержащая приводную звездочку с рабочими площадками на ее наружных выемках, свободно охватывающую ее обойму, и тела качения, расположенные на рабочих площадках внутри обоймы, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества труб, увеличения долговечности и надежности работы муфты, площадки звездочки расположены с переменным угловым расстоянием относительно центра муфты , определяемым по формуле 560°, г. %0° „i/(u s., и - количество рабочих площадок; где k - порядковый номер рабочей площадки; 20-Ю- коэффициент, характеризующий интенсивность измене1шя углового расстоя1шя между рабошпии шю. (Л щадками; Р - основание натуральных логарифмов, .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

«ю «»

sm В 21 В 21 04, Е 16. О 41/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCHOMY CBNQETHlbCTBV ь1.р, . 360 (1)1 АДЬО (Е< lо 1

n n т где и .—

I( (Π= 20-10—

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3590839/22-02 (22) 17.05.83 (46) 30.12.84. Бюл. Р 48 (72) Д. В. Галивец, А. В. Гамерштейн, М. В. Попов, В. Д. Михеенко, В. А. Гамерштейн и Ю. Д. Галивец (71) Днепродзержинский индустриальный институт им. М. И. Арсеничева . (53) 621825:621.771.06-589.4 (088.8) (56) 1. Кофф 3. А. и др. Холодная прокатка труб. Свердловск, Металлургиздат, 1962, с. 33, 87- 92.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3539676/22-02, кл. F 16 0 41/02, 1983. (54) (57) МУФТА СВОБОДНОГО ХОДА, преимущественно подающе-поворотного механизма стана холодной прокатки труб, содержащая приводную звездочку с рабочими площадками на ее наружных выемках, свободно охватывающую ее обойму, и тела качения, расположенные на рабочих площадках внутри обоймы, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повыше- . ния качества труб, увеличения долговечности и надежности работы муфты, рабочие площадки звездочки . расположены с переменным угловым расстоянием относительно центра муфты, определяемым по формуле количество рабочих площадок; порядковый номер рабочей площадки; коэффициент, характеризующий интенсивность изменения углового щ

O расстояния между рабочими пло. щадками; основание натуральных логарифмов, С (P = 2,71828).

1131570

50

Изобретение относится к машиностроению и наиболее эффективно может быть использовано в приводах механизмов подачи и поворота станов холодной прокатки труб.

Известна муфта свободного хода (МСХ), содержащая приводную звездочку с нечетным количеством рабочих площадок, охватьтвающую ее обойму и тела качения, расположенные на рабочих площадках внутри обоймы (11.

Недостатком муфты является интенсивный износ поверхностей, контактирующих с телами качения при работе в режиме частых заклиниваний (до 120 в минуту).

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности явлются муфта свободного хода, содержащая приводную звездочку с рабочими площадками на ее наружных выступах, свободно охватывающую ее обойму и тела качения, расположенные на рабочих площадках звездочки внутри обоймы. Рабочие площадки выемок наклонены под неодинаковым углом к плоскостям звездочки, проведенным через начало площадок (2!

Недостатком данной конструкции является неравномерный износ внутренней новерхности обоймы из-за повторяющегося циклического нагружения одних и тех же участков, Цель изобретения — повышение качества труб, увеличение долговечности и надежности работы муфты.

Поставленная цель достигается тем, что в муфте свободного хода, преимущественно подающе-поворотного механизма стана холодной прокатки труб, содержащей приводную звездочку с рабочими площадками на ее наружных выемках, свободно охватывающую ее обойму и тела качения, расположенные на рабочих площадках внутри обоймы, рабочие площадки звездочки расположены с переменным угловым расстоянием относительно центра муфты, определяемым по формуле где tl — количество рабочих площадок; — порядковый номер рабочей площадки; (и =20-10 — коэффициент„характеризующий интенсивности изменения утлового шага рабочих. площадок звездочки; — основание натуральных логарифмов ((,= 2,71828).

Это позволяет снизить неравномерность нагружения отдельных участков внутренней

5 !

О

35 поверхности обоймы и тем самым уменьшить ее износ.

Для достижения наибольшего эффекта коэффициент 1 должен находиться в пределах 10-20.

При значениях f0 меньших 10 минимальное угловое расстояние между рабочими площадками уменьшается настолько, что возникает необходимость в уменьшении величины площадок или числа тел качения, что приводит к уменьшению нагрузочной способности муфты.

При значениях больших 20 вероятность периодического нагружения одних и тех же участков поверхности обоймы возрастает и снижение неравномерности ее износа незначительно.

На чертеже изображена муфта, вид сбоку.

Муфта содержит приводную звездочку 1 с рабочими площадками 2 на ее наружных выемках, свободно охватывающую ее обойму 3, тела качения 4 и прижимы 5, установленные в гнездах радиальных плоскостей выемок. Рабочие площадки звездочки расположены с переменным угловым расстояниемб-;9, 5 обеспечивающим смещение тел качения например, роликов на переменную величину Ь!э

Выбор интервала отклонения углового ша- га расположения площадок от известного равномерного их размещения на звездочке зависит от количества рабочих площадок и габаритов муфты. С повышением требований к надежности и долговечности МСХ интервал отклонения углового шага, определяющийся коэффициентом р может быть увеличен. Для обеспечения снижения износа и повышения эксплуатационной надежности обойм МСХ коэффициент р, характеризующий интенсивность роста углового шага рабочих площадок звездочки, должен находиться в пределах 20--10.

Выбор указанных значений коэффициента обусловлен следующим. Как следует из конкретного примера расчета геометрических параметров звездочки с максимальным и минимальным значениями коэффициента 0 приведенных в табл. 1, переменный угловой шаг расположения площадок изменяется в широких пределах.

При значении коэффициента г = 10,0 утловой гцаг б изменяется в пределах 11 (от

+6,0 до — S ) и смещение противолежащих роликов на переменную величину 65 достигает величины, изменяющейся от 1,0 до

5,0 . Это обеспечивает наиболее повышенную эффективность снижения износа и повышения эксплуатационной надежности ведомой обоймы.

1131570

Однако при значении коэффициента f0 меньше 10, например равном 5, в значительной мере уменьшается площадь вырезов звездочки (так как максимальная величина ото клонения достигает 12, а предела отклонео ния — 22 ), что ограничивает размеры пространства между обоймой и звездочкой и затрудняет обслуживание МСХ, так как установка роликов в эти суженные просветы потребует дополнительных специальных приспо- 10 соблений или окажется практически невозможной.

Кроме того, при значении коэффициента (ц меньше 10 для обслуживания МСХ мо жет потРебоваться сокращение числа пар роликов, что неблагоприятно скажется на долговечности не. только роликов, но и подушек звездочек, в связи с уменьшенной площадью контакта между ними и увеличенным силовым воздействием на рабочие поверхности.20

При значении коэффициента р -"20 эффективность снижения износа и повышения эксплуатационной надежности ведомой сбоймы снижается, так как переменный угловой шаг

5 изменяется в пределах 5,5 . Одновременно при этом уменьшается и величина смещения противолежащих роликов ü5, которая находится в суженных пределах 0,6 — 3,0 .

Следовательно, при выборе значеш я коэффициента р больше 20, например 25, эффек- 30 тивность снижения износа и повышения эксплуатационной надежности ведомой обоймы существенно понизится из-за уменьшения пределов смещения противолежащих роликов от

0,4 до 2, при этом увеличится вероятность усталостного разрушения металла обоймы в результате циклического знакопеременного нагружения противолежащими роликами, создающими овализацию и растяжение стенки рбоймы. 40

Муфта работает следующим образом.

Звездочке 1 сообщаются вращательные колебания относительно оси от кулачково-рычажного механизма. Так как данная муфта допускает свободный поворот обоймы 3 от- 45 носительно звездочки только с одном направлении, а в другом направлении происходит заклинивание и обойма поворачивается вместе со звездочкой, то при каждом цикле колебанря звездочки происходит поворот обой- 50 мы на одинаковый угол в одном и том же направлении. При этом каждое тело качения 4 контактирует с обоймой в точке, смещенной на определенную величину относительно точки, в которой осуществлялсЯ 55 контакт обоймы с соседним телом качения . в предшествующем цикле нагружения, расположение рабочих площадок 2 на звездочках с переменным угловым шагом позволяет при заклинивании противоположных роликов, смещенных друг относительно друта на переменную величину 65, исключить цовторяемость силового воздействия на одни и те же участки рабочей поверхности обоймы и уменьшить амплитуду знакопеременного сплющивания обоймы по малой оси и удлинения по большой оси овала. При этом снижается износ рабочей поверхности обоймы и уменьшается растяжение ее стенки.

Таким образом, обеспечивается равномерный износ внутренней поверхности обоймы и снижается вероятность возникновения усталостных микротрещин, обуславливающих преждевременный выход ее из строя. Достигаемое снижение амплитуды знакопеременного сплющивания обоймы по малой оси и уменьшение удлинения по- большей оси овала приводит к повышению кинематической жесткости МСХ, что, в свою очередь, обеспечивает стабилизацию процесса прокатки труб и достижение их повышенной геометрической точности.

Опытно-промышленное сопоставление применения известной и предлагаемой муфт осуществили прн их использовании в подающеповоротном механизме стана ХПТ 90 конструкции электростальского завода тяжелого машиностроения. Испытания проводили с использованием муфт свободного хода, содержащих обоймы из термообработашюй стали

20ХН3А с внутренним диаметром 270 и наружным 310 мм, ролики из термообработанной стали ШХ15 диаметром 26 мм и длиной 80 мм, звездочки из стали 40Х с шестью рабочими площадками, расположенными с постоянным и переменным угловым шагом.

Использованные известные муфты содержали звездочки с четным количеством рабочих площадок, равным шести, расположенными с постоянным. угловым шагом равным

5 = 60 (б,об =5 =54=5;-5гт.е. 6 .э = О) по сравнению с базовым объектом предлагаемые муфты свободного хола содержали звездочки с рабочими площадками, расположенными с переменным угловым шагом. Рабочие площадки располагали с последовательным угловым шагом 5<, рассчитанным с применением коэффициента равным 20, 15, 10.

Испытания осуществляли при постоянной настройке стана ХПТ в процессе прокатки подшипниковых труб . из стали ШХ 15 цо маршруту 76 х 8 = 374 х 7 мм.

Результаты сравнительных промышленных испытаний приведены в табл. 2.

Из результатов сравнительных испытании следует считать оптимальным значение коэфЬ

Из приведенных данных следует, что существенно повышается стабильность процесса прокатки труб за счет снижения неравномерности линейного смещения металла и

5 угла поворота заготовки и трубы, что приводит к значительному повышению геометрической точности прокатываемых труб (на

20 — 30%) и, следовательно к улучшению металлоиспольэования при внедрении ма10 юотходной технологии производства. Кроме того, достигаемое при этом повышение ресурса работоспособности муфт увеличивает производительность станов ХИТ эа счет сокращения простоев на восстановительные работы.

1131570

Таблица 1

25 59,6 60,4 58,4 61,6 58,0 62,0

4,0(+2 0 — 2,0) 0,4 — 2,0

2,0

20 59,5 60,5 58,0 61,5 57,5

15 59,3 60,4 57.8 61 8 56 5

10 58,0 61,0 57,0 63,0 55,0

5 57,0 62,0 53,0 66,0 50,0

Таблица 2

0,48

0,43 0,41

0,26 0,22

0,40

0:26

0,19

36,5

18,2 .

28,9 18,9

Фициента)Й равное 15, так как прн этом обеспечиваютсл примерно одинаковые показатели улучшения качества труб и ресурса работоаюсобности МСХ, по и нри исполь1 зоваиии звездочек, рассчитанных со значением коэффициента равным 10. Кроме того, устройство .звездочки с геометрическими размерами, рассчитанными с применением коэффициента Р равным 15, позво-. ляет увеличить рабочее пространство между обоймой и звездочкой, а так же осуществлять удобную и оперативную замену изношенного комплекта роликов без применения дополнительных приспособлений.

Отклонение наружного диаметра труб, мм

Волнистость труб, мм

Неравномерность линейного смещения металла (отношение размаха варьирования линейного смещения к его средней величине), %

63,0 3,0 5,5(+30 — 2,5) 0,6 30

64,2 4,2 7,7 (+4,2 — 3,5) 0,8 — 3,9

66,0. 6,0 11,0(+6,5-5,0) 1,0- -5,0

72,0 12,0 22,0(+12,0 — 100) 12 — 1,0

1131570

Продолжение табл. 2

37,6

22,6

24,3 23,8

1,6х1.0е

Редактор Л. Авраменко

Заказ 9686/5

Тираж 794 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иаб.,:д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ущюрод, ул. Проектная, 4

Неравномерность угла поворота заготовки и трубы (отношение размаха варьирования поворота к его средней величине),%

Средний ресурс работоспособности

КСХ (количество циклов нагрукения) 4,8х10е 6,2х10е 6,7х10е

Составитель О. Прокопеня

Техред О.Ващишина Корректор А. Ильин