Производство проката (Металлургические технологии 3). Методические указания к лабораторным работам № 6, 7

Зубчатая муфта – жёсткая компенсирующая муфта, которая состоит из полумуфт с внешними зубчатыми венцами, и разъёмной обоймы с двумя внутренними зубчатыми венцами. Зубчатая муфта обеспечивает компенсацию осевого, радиального и углового смещения соединяемых валов. Это достигается тем, что зубчатое зацепление изготовляют с гарантированным боковым зазором и с возможностью свободного осевого смещения сопряжённых зубьев, а сами зубья имеют бочкоподобную форму со сферической внешней поверхностью. Компенсация отклонений от соосности валов сопровождается проскальзыванием зубьев. Зубчатые муфты способны компенсировать небольшие отклонения от соосности величиной до 0,5°.

Для передачи крутящего момента непосредственно к валкам используются шпиндели. Шпиндель позволяет передавать момент под углом к оси вращения валка. Угол меняется при вертикальном перемещении валка в клети для установки зазора между валками. В прокатных клетях используются следующие конструкции шпинделей:

-зубчатые;

-с шарниром скольжения (шарниром Гука);

-с шарниром на подшипниках качения (карданный вал);

-роликовые и шариковые (типа ШРУСа).

Рис. 3. Зубчатая муфта:

1, 3 – полумуфты; 2 – разъёмная обойма

11

2

3

1 1

Рис. 4. Муфта зубчатая с промежуточным валом:

1 – полумуфта; 2 – зубчатая обойма; 3 – зубчатая втулка

Длину шпинделя LШ определяют исходя из допустимого угла наклона 1

и требуемой высоты перемещения одного из шарниров H (рис. 5):

LШ H ctg 1

Рис. 5. Схема установки шпинделей:

1 – валок; 2 – шпиндель; 3 – шестерённая клеть

Конструкция зубчатого шпинделя аналогична конструкции зубчатой муфты с промежуточным валом. Такие шпиндели способны передавать крутящий момент на угол до 0,5° в процессе эксплуатации и величиной 4-5° во время перевалки валков (без нагрузки).

В том случае, если требуется передавать больший крутящий момент и на больший угол, используются шпиндели с шарниром Гука (на подшипниках скольжения). Шарнир трения скольжения с бронзовыми вкладышами (рис. 6) образуется лопастью 1 со стороны валка или лопастью со стороны привода; го-

12

ловкой 3 шпинделя, имеющей цилиндрическую расточку; бронзовыми сегментными вкладышами 4 и сухарём 5. Поскольку при прокатке расстояние между валками и угол наклона шпинделя изменяются, то один из шарниров должен быть «плавающим» в осевом направлении, а другой – фиксированным. Принцип шарнира Гука достигается благодаря возможности поворота в двух перпендикулярных плоскостях относительно оси расточки головки шпинделя и оси сухаря. Угол наклона тела 2 шпинделя не должен превышать 6°.

2

5

4

Рис. 6. Шпиндель с шарниром Гука (на подшипниках скольжения)

13

Шарниры скольжения открыты, что затрудняет смазку вкладышей и увеличивает их износ. Особенно интенсивно элементы шарнира изнашиваются при высоких скоростях прокатки. В таких случаях используются шпиндели на подшипниках качения типа карданного вала (рис. 7). Углы перекоса в шарнирных головках могут изменяться до 18°.

Рис. 7. Шпиндель на подшипниках качения

Шариковые (роликовые) шпиндели применяются для привода валков чистовых клетей непрерывных мелкосортных и проволочных станов, работающих при самых больших частотах вращения. В таких шпинделях применяются промежуточные силопередающие элементы, выполненные в форме шаров или бочкообразных роликов (рис. 8), установленные между втулкой и обоймой шарнира шпинделя в их пазах соответствующей формы. Шарниры обеспечивают постоянство угловой скорости ведомого элемента шпинделя, обоймы или втулки, что является важным фактором повышения точности прокатки при больших скоростях. Современная конструкция роликовых шпинделей характеризуется высоким кпд и бесшумностью. Шарнир обеспечивает передачу большого крутящего момента при углах поворота до 30 ° относительно оси. Шарнир требует обильной и постоянной смазки.

Наиболее распространённый сегодня шариковый шпиндель, известный в автомобилестроении как ШРУС (шарнир равных угловых скоростей), состоит из шариков 1; внутреннего кольца с прорезями для шариков 2, которое соединяется с приводным валом шлицевым соединением; сепаратора 3, удерживающего шарики, и внешнего кольца 4 с прорезями под шарики.

14

1

2

3

4

Рис. 8. Шариковый шпиндель (ШРУС)

Контрольные вопросы

1.Почему привод валков стана называется главным?

2.Чем отличается индивидуальный привод валков от группового по со-

ставу оборудования?

3.Каково назначение шпинделя?

4.Каково назначение муфты?

5.Виды шпинделей.

6.Какие виды муфт используются на прокатных станах?

7.Как крепится муфта к валу?

8.Каково назначение шестерённой клети?

15

9. В каком типе главного привода прокатной клети используются шесте-

рённые клети?

10.Назначение редуктора в приводе прокатной клети.

11.Почему на одном непрерывном стане обычно используются разные редукторы в разных клетях?

12.Что такое конус скоростей непрерывного стана?

13.Что такое мультипликатор?

14.Какие типы электродвигателей применяются в главном приводе про-

катной клети?

15.Какие валки являются приводными?

16.На каких станах рабочие валки не приводные?

17.Как определяется длина шпинделя?

16

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Гарбер, Э.А. Станы холодной прокатки (теория, оборудование, техноло-

гия) / Э.А. Гарбер. – М.: Черметинформация; Череповец: ГОУВПО ЧГУ, 2004. – 416 с.

2. Машины и агрегаты металлургических заводов. Том 3: учебник для ву-

зов / А.И. Целиков [и др.] – М.: Металлургия, 1988. – 536 с.

3.Королёв, А.А. Механическое оборудование прокатных цехов: учебник для вузов / А.А. Королёв. – М.: Металлургия, 1987. – 627 с.

4.Королёв, А.А. Конструкция и расчёт машин и механизмов прокатных станов: учеб. пособие для вузов / А.А.Королёв. – М.: Металлургия, 1985. –

568 с.

5. Королёв, А.А. Прокатные станы и оборудование прокатных цехов. Ат-

лас конструкций: учеб. пособие для вузов / А.А.Королёв. – М.: Металлургия,

1981. – 486 с.

6. Зайцев, В.С. Проектирование параметров и режимов работы оборудова-

ния листопрокатных цехов: учеб. пособие для вузов / В.С. Зайцев, В.А. Третья-

ков. – Липецк: ЛГТУ, 2009. – 660 с.

17