Соединительные шпиндели

Устройство для соединения шпинделя прокатного стана с валом шестеренной клети содержит универсальный шарнир, наружная обойма которого связана с валом шестеренной клети, внутренняя головка связана со шпинделем, а головка и обойма связаны между собой промежуточными элементами. Муфтовая часть наружной обоймы жестко закреплена внутри шейки вала шестеренной клети, а внутренняя головка связана с валом шпинделя шлицевым соединением, причем внутреннее отверстие в муфтовой части наружной обоймы выполнено коническим для обеспечения возможности перемещения и изменения угла наклона шпинделя. Изобретение обеспечивает повышение долговечности соединения шпинделя прокатного стана с валом шестеренной клети, позволяет увеличить межремонтный период этого соединения и повысить производительность стана, точность и качество проката.

Из известных устройств для соединения шпинделя прокатного стана с валом шестеренной клети наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее универсальный шарнир, наружная обойма которого связана с валом шестеренной клети, внутренняя головка связана со шпинделем, а обойма и головка соединены между собой промежуточными элементами

Шпиндели, предназначенные для передачи вращения и крутящих моментов от шестерной клети или непосредственно от главных электродвигателей к валкам рабочей клети.

В основу конструкции универсальных шпинделей заложен принцип шарнира Гука, потому шпиндели могут передавать вращение и крутящие моменты под углом наклона до 8 - 10°. Благодаря шарнирной конструкции универсальные шпиндели работают плавно; вместе с тем они позволяют передать большие крутящие моменты, потому их применяют для привода валков как листовых и сортовых станов (при угле наклона около 1 - 2° и моменте 50 - 200 кНм), так и обжимных, толстолистовых и заготовочных станах (при угле наклона 3 - 10° и моменте 0,5 - 3,0 МНм).

Длину шпинделя (по осям шарниров) определяют исходя из допустимого или принятого угла наклона его и высоты перемещения одного из шарниров, которая характеризуется высотой подъему верхнего вала при прокатывании металла наибольшей толщины по формуле L = H/tg.

Например, при прокатывании слябов на ребро высота подъема верхнего вала доходит до 2000 мм, потому длина шпинделя при максимальном допустимом кутье наклона 10° составит 12 м, а масса его приблизительно 40 т. Для уменьшения угла наклона верхнего шпинделя и создания более или менее одинаковых условий работы нижний шпиндель также устанавливают под углом (меньше, чем верхний).

Поскольку шпиндели передают большими крутящими моментами, то шарниры их должны быть весьма крепкими. Внешний диаметр шарнира шпинделя со стороны повода ограничивается межосевым расстоянием шестерен шестерной клети (или валов электродвигателей), а со стороны рабочей клети диаметром валов (когда верхний вал лежит на нижнем). Поскольку в процессе работы состояния валков изнашиваются и диаметр их уменьшается при перетачиваниях, то со стороны рабочей клети диаметр шарнира шпинделя должен быть меньше диаметра переточенного вала. Таким образом, диаметр шарнира шпинделя со стороны рабочей клети всегда меньше чем со стороны привода, потому прочность первого шарнира также меньше прочности второго. Рассчитывать на прочность нужно именно шарнир, расположенный со стороны валков, а не со стороны повода.

На рисунке 1 показан универсальный шпиндель четырехвалкового реверсивного клети конструкции ВНИИМетмашу. В конструкции шпинделя предусмотрен оригинальный и весьма простой способ подведения густого масла к бронзовым вкладышам через осевые и радиальные отверстия от стационарного подшипника с уплотнением, которое входит в состав устройства для уравновешивания шпинделя; в подшипник густое масло периодически подается питательными клапанами, включенными в цеховую систему автоматической централизованной смазки.