Опорно-поворотное устройство

Опорно-поворотное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к механизмам поворота и м.б. испояьзовано в кранах, землеройных и других машинах. Цель изобретения - повьшение долговечности и КПД поворотного круга. Устройство содержит поворотный круг, состоящий из кольцевых верхнего 1 и нижнего 2 рельсов, между которыми расположед1ы тела качения в виде конических 5 и цилиндрических 6 катков. На рельсах 1, 2 выполнены канавки (К) 14,имеющие угловую ширину и линейную глубину. Оси К 14 расположены по радиусам поворотного круга. Количество К 14 и угловое расстояние между внутренними кромками смежных К 14 определяются по расчетной формуле. К 14 снимают силовое нагружение с соприкасающихся тел качения и разделяют их, т.е. ВЫПОЛНЯЮТ роль сепаратора. 1 3.п. ф-лы, 6 ИЛ. ЬВ (Л 00 СО СЛ 05 СП N5 // /)((/// /// /7 //л/// /// //V //j /Л М и / 5 ЛЛ . 1 - 2 б

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК . (51) 4 Е 02 F 9/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3980606/29-03 (22) 28, 11.85 (46) 07.09.87. Бюл.N - 33 (75) M.В.Чернин (53) 621.879(088.8) (56) Дукельский А.И. Справочник по кранам. — M,: Машиностроение, 1973, с.376-377.

Авторское свидетельство СССР

9 1108176, кл. Е 02 F 9/12, 1984. (54) ОПОРНО-ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к меха- низмам поворота и м.б. использовано в кранах, землеройных и других машинах. Цель изобретения — повышение долговечности и КПЛ поворотно„„SU„„1335652 А1 го круга. Устройство содержит поворотный круг, состоящий из кольцевых верхнего 1 и нижнего 2 рельсов, между которыми расположены тела качения в виде конических 5 и цилиндрических 6 катков. На рельсах 1, 2 выполнены канавки (К) 14,имеющие угловую ширину и линейную глубину, Оси К 14 расположены по радиусам поворотного круга. Количество К 14 и угловое расстояние между внутренними кромками смежных К 14 определяются по расчетной формуле. К 14 снимают силовое нагружение с соприкасающихся тел качения и разделяют их, т.е, выполняют роль сепаратора.

1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1335652 2

Изобретение относится к механи- Расчет конструктивных параметров зации поворота, а более конкретно поворотного круга производится слек опорно-поворотным устройствам, и дующим образом. может быть использовано в кранах, Количество канавок 14 на рельсах землеройных и других машинах. или погонах определяется из соотношеЦель изобретения — повышение дол- ния ш а6 говечности и КПД поворотного круга. P ()

На фиг.1 и 2 изображено опорноповоротное устройство с различными типами катков, вид сбоку; на фиг.3— разрез А-А на фиг.1; на фиг,4— сечение Б-Б на фиг ° 1; на фиг,5 и

6 — расчетные схемы опорно-поворотного устройства, 10

Опорно-поворотное устройство содержит поворотный круг, состоящий из пары рельсов: верхнего 1 и нижнего 2, или из пары кольцевых погонов: верхнего 3 и нижнего 4,Между рельсами 1 и 2 расположены тела качения в виде конических 5 или цилиндрических 6 катков, .закреплен- 25 ных в сепараторе 7 осями 8, Конические катки 5 связаны с центральной цапфой 9 тягами 10, Между кольцевыми погонами 3 и 4 расположены тела качения в виде шаров 11 или ро- 30 ликов 12. Шары 11 закреплены в сепараторе 13, Ролики 12 установлены свободно, без сепаратора. На рельсах 1 и 2 и на кольцевых погонах 3 и 4 выполнены канавки 14, имеющие угловую ширину р и линейную глубину h. Минимальные величины разме.ров р и h определяются расчетным или экспериментальным путем из условия полного освобождения тела качения от рабочей нагрузки при совмещении его оси с осью канавки путем обеспечения гарантированного зазора мЕжду телом качения и верхним рельсом. Максимальная величина р опре.деляется по конструктивным соображениям, например из условия равномерного расположения канавок 14 на рельсе или погоне, Максимальная глубина канавок h для верхнего рельса (погона) ограничивается допустимой величиной его износа, т.е, h равна толщине допустимого изношенного слоя рельса (погона). На нижнем рельсе глубина канавок выполняется близкой

55 к минимальной, с целью уменьшения силы удара тел качения о кромки канавок 14 при прохождении их через канавки на скорости. (2) m=n — и > (3) где P расчетное количество канавок; общее количество тел качения (определяется конструктивно); минимально необходимое количество рабочих тел качения определяется расчетным путем (то количество тел, которое должно быть постоянно нагружено); количество ненагруженных тел качения; угловой шаг тел качения; угловая ширина канавки; угловое расстояние между внутренними кромками соседних канавок; любое целое число от 0 и выше, выбираемое из условия целесообразного расположения канавок на рельсе (погоне) в соответствии с действующими на опорно-по" воротное устройство нагрузками, и

Расчетная зависимость (2) очевидна, зависимости (1) и (3) получают, экспериментально с помощью макета поворотного круга. Канавки 14 могут быть выполнены либо на верхнем рельсе (погоне) поворотного круга, либо на нижнем, либо на верхнем и нижнем вместе. В последнем случае количество канавок на каждом рельсе (погоне) должно быть уменьшено вдвое,кроме того, могут быть случаи одновременной разгрузки двух соседних тел качения, что нецелесообразно особенно при больших угловых шагах тел качения.

Опорно-поворотное устройство работает следующим образом.

Верхний рельс 1 вращается относительно центральной цапфы 9 и пере1335652 дает вертикальную нагрузку через катки 5 (6) на нижний рельс 2. При качении катков 5 (6) в угловом секторе d, накапливается разность пути между катком 5 (6) и сепаратором 7, в результате чего между втулкой катка и осью 8 сепаратора 7 возникает силовое взаимодействие. Это силовое взаимодействие невелико, так как угловое расстояние o(мало, в несколько раз меньше всей длины рельса. При переходе катка 5 (6) через канавку 14 это небольшое силовое взаимодействие между катком и осью сепаратора снимается, так как снимается вызывающая его внешняя рабочая нагрузка на каток. Снятие внешней нагрузки с катка не вызывает отрицательных эффектов, например ударов, при вращении поворотного круга, так как соседние катки перераспределяют снятую внешнюю нагрузку между собой и не позволяют рельсам заметно деформироваться в пролете между ними (фиг.4).

В случае отсутствия в конструкции опорно-поворотного устройства сепаратора, тела качения 5, 6, 11 и 12, под действием случайных факторов могут приходить в соприкосновение.

При наличии канавок 14 на верхнем рельсе 1 или верхнем погоне 3 канавка сначала приближается к заднему из соприкасающихся тел качения, которое в пределах канавки замедляется и выходит из соприкосновения с передним телом качения, отстает от него, Далее канавка 14 проходит над передним телом качения, которое также замедляется и может вновь войти в соприкосновение с задним телом ка,. чения. Однако силовое взаимодействие этих двух тел незначительно, так как обусловлено лишь сопротивлением качению ненагруженного переднего тела качения. Поэтому взаимный износ соприкасающихся тел качения при нахождении одного из них под канавкой незначителен. При сходе канавки с переднего тела качения последнее приобретает скорость, равную скорости заднего тела каченйя, и силовое взаимодействие между ними может возрастать под воздействием случайных факторов только на угловом расстоянии

Ы между соседними канавками 14.

Это силовое взаимодействие не может быть большим, поскольку условия его возрастания могут существовать на небольшом отрезке пути, а затем вновь снимаются в период прохода этих тел качения под следующей канавкой. При наличии канавок 14 на нижнем рельсе

2 или погоне 4 к канавке сначала приближается передний из соприкасающихся тел качения, В период прохода его через канавку силовое взаимодействие между телами снижается до усилия сопротивления качению ненагруженного переднего тела качения. Далее в период прохождения через канавку заднего тела качения последнее замедляется и выходит иэ соприкосновения с передним телом качения. Таким образом, канавки 14 не только снимают силовое нагружение с соприкасающих2р ся тел качения, но и разделяют их, т,е. выполняют роль сепаратора.

Опорно-поворотное устройство выполняют следующим образом.

Поворотный круг экскаватора ЭВГ

25 35,65 М имеет средний радиус R =

7500 мм, Общее количество катков в опорно-поворотном устройстве n=104.

Минимальное количество катков, необходимое для обеспечения норма30 .тивных запасов прочности и выносливости опорно-поворотного устройства определяют по известной методике, оно равно n = 98.

Согласно формуле (2) m = n — n

Р

35 =бшт.

2)!

Угловой шаг катков и

= 0,06041524 рад.

Суммарная упругая деформация катка,.рельса, платформы составляет доли миллиметра. Линейная ширина канавки принимается предварительно равной

75 мм, что обеспечивает зазор между

45 катком и кромкой канавки по вертикали примерно 4 мм (по причерчиванию).

Таким образом обеспечивается гаран,тированная полная разгрузка катков в зоне канавки

75 — 0 01 рад, R

По формуле (1) определяют максибб мально допустимое количество канавок (шт.):

Р с --- .= 36 25 36

md 3

652 6

Формула изобретения

Ы, = 0 Ы, = 0

10 с(= 1 Ыз = 0 6041524 рад.

n - п, 25 где P п

30 и

40

5 1Ф

5 1335

Можно принимать количество канавок . любое, но не более P = 36 шт. при р = 0,01 рад..

По Формуле (3) определяют угловые расстояния между внутренними кромками соседних канавок:

d " 2 с з = 0,12083048 рад.

p(> 3 Ы„= 0„1812457 рад. 15

4 Ыз = 0,241661 рад. и т,д.

Полученных данных достаточно для конструктивного размещения канавок на рельсах поворотного устройства экскаватора ЭВГ 35,65 M.

Скорость поворота экскаватора п

3 равна n = 1 об/мин. Это высокая скорость. Поэтому в данном случае целесообразно канавки выполнять на верхних рельсах. Допустимый износ рельса по толщине составляет 15 мм, поэтому глубина канавки может быть равной h = 15 мм.

Для экскаватора ЭВГ 35,65 М с учетом характера распределения нагрузки на катки приемлемым, например, является равномерное распределение канавок на рельсах. Углом между внутренними кромками соседних канавок в этом случае является угол

d = 0,1812457 рад., а на рельсах разместятся 33 канавки. Таким образом, в период работы экскаватора в данном случае разгруженными будут

6 или 5 катков, равномерно расположенных по кругу.

1, Опорно-поворотное устройство, включающее поворотный круг, содержащий верхние и нижние кольцевые рельсы с расположенными между ними телами качения, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения долговечности и КПД устройства пу(тем периодического снятия нагрузки с тел качения, на кольцевых рельсах выполнены канавки, оси которых рас-, положены по радиусам поворотного круга.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что количество канавок и угловое расстояние между внутренними кромками смежных канавок определяется из соотношения

m 5 р с град, расчетное количество канавок; общее количество тел качения; минимально необходимое количество рабочих тел качения; количество ненагруженных тел качения.; угловой шаг тел качения, град; угловая ширина канавки, град; угловое расстояние между внутренними кромками соседних канавок, град, любое целое число.

1335б52

1335652

Составитель В.Прокофьев

Редактор :I.Ëàíãàýî Техред И.Попович .

Корректор С..Шекмар

Заказ 4024/26 Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, E-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4