Узел вращения

 

Полезная модель относится к деталям машин и механизмов, в частности, - к узлам вращения шестеренных механизмов. Основная задача, решаемая полезной моделью, - уменьшение простоев оборудования за счет продления рабочей кампании указанных узлов. Предлагаемый узел вращения содержит установленную на оси втулку, выполненную в виде полого цилиндра заданных размеров, и отличается тем, что втулка шестерни механизма поворота подъемного крана листового стана горячей прокатки выполнена из бронзы с наружным диаметром D, внутренним диаметром d=(0,75...0,80)D, длиной l=(0,60...0,63)D и с внутренней проточкой на одном из торцов втулки диаметром dп=(0,81...0,85)D и шириной b=(0,13...0,17)d п, a втулка может быть выполнена из бронзы марки АЖ 9-4.

Полезная модель относится к деталям машин и механизмов и может быть использовано в шестеренных механизмах подъемных кранов листовых станов горячей прокатки.

Для уменьшения износа вращающихся частей различных машин и механизмов используются узлы (опоры) вращения, содержащие обычно промежуточный элемент (втулку, вкладыш), устанавливаемый на оси и на котором размешается вращающаяся деталь, например, шестерня. Конструкции различных узлов вращения (таковыми, по сути, являются подшипники скольжения) достаточно подробно описаны, например, в книге Г.Б.Иосилевича и др. «Прикладная механика», М., «Высшая школа», 1989, с.250-252.

Известна гидростатодинамическая опора, содержащая охватывающую цапфу вала втулку, на которой выполнены карманы высокого давления с внутренними уступами и пазами на стенках и на втулке расположены плавающие ступенчатые опорные элементы с фиксаторами в виде подпружиненных поршней (см. а.с. СССР №969995, кл. F16C 32/06, опубл. в БИ №40, 1982 г.). Однако эта опора имеет весьма сложную конструкцию и непригодна при работе в условиях высоких температур, характерной для механизмов, обслуживающих станы горячей прокатки.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является узел вращения (опора) прокатного валка реверсивного стана по а.с. СССР №1509146, кл. В21 В 31/02, опубл. в БИ №35, 1989 г.

Этот узел содержит установленную на оси втулку (вкладыш), выполненную в виде полого цилиндра заданных размеров, и характеризуется тем, что на рабочей поверхности вкладыша выполнена Z-образная канавка, ветви которой наклонены под определенным углом к продольной оси втулки.

Недостатком такого узла вращения является возможность выдавливания смазки из втулки (особенно при повышенной температуре), что ускоряет ее износ и вынуждает остановки для замены втулки, т.е. простои оборудования.

Технической задачей настоящей полезной модели является уменьшение простоев оборудования за счет продления рабочей кампании втулки узла вращения.

Для решения этой задачи предлагаемый узел вращения содержит установленную на оси втулку, выполненную в виде полого цилиндра заданных размеров, и при креплении на ней шестерни механизма поворота подъемного крана листового стана горячей прокатки втулка выполнена из бронзы с наружным диаметром D, внутренним диаметром d=(0,75...0,80)D, длиной l=(0,60...0,63)D и с внутренней проточкой на одном из торцов втулки диаметром dп=(0,81...0,85)D и шириной b=(0,13...0,17)d п, а втулка может быть выполнена из бронзы марки АЖ 9-4.

Для величины несущей способности втулки (и всего узла вращения или подшипника) определяющей является величина отношения l/d (см. П.И.Орлов «Основы конструирования», М., «Машиностроение», 1988, кн. 2, с.338), при малых значениях которой усиливается вытекание масла с торцов втулки. Поэтому при l/d=0,8 в нашем случае особенно важно наличие проточки на внутренней поверхности втулки.

Приведенные соотношения размеров втулки узла вращения получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается, во-первых, в оптимизации размеров бронзовой втулки, работающей в условиях повышенных температур, и во-вторых, в наличие на одном из торцов втулки своеобразного кармана для густой смазки поверхностей контакта оси и втулки, что значительно уменьшает утечку (выдавливание) смазки из узла вращения, продляя тем самым, его работоспособность.

Предлагаемый узел вращения схематично показан на фиг.1.

Шестерня 1 механизма поворота подъемного крана закреплена на втулке 2, установленной на оси вращения 3. На левом (на рисунке) торце 4 втулки выполнена проточка 5 для густой смазки. Размеры втулки: наружный и внутренний диаметры - D и d, длина l, диаметр проточки dп, а ее ширина - b.

Перед эксплуатацией узла вращения в карман (проточку) 5 втулки нагнетается густая смазка, которая при нагреве ее от повышенной температуры, вызываемой прохождением под подъемным краном раскаленных прокатываемых листов, поступает в зазор 6 между втулкой 2 и осью вращения 3, обеспечивая достаточную смазку контактных поверхностей втулки и оси. В результате этого продлевается рабочая кампания узла вращения.

Опытную проверку предлагаемого устройства осуществляли на подъемных кранах толстолистового стана 2350 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

С этой целью в шестеренных механизмах поворота кранов устанавливались узлы вращения с различными вариантами исполнения их втулок (т.е. с различными параметрами d=k1×D, l=k2 ×D, dп=k3×D и b=k4×dп), причем, проверялись также втулки оптимальных параметров, но изготовленные из различных видов бронзы. Результаты опытов оценивались по длительности рабочей кампании узлов и простоев оборудования.

Наилучшие результаты получены при использовании предлагаемых узлов вращения. Отклонения от рекомендуемых их параметров ухудшали достигнутые показатели (снижалась работоспособность, узлов и увеличивались простои кранов, что отрицательно сказывалось на производительности стана).

Так, при d>0,8D утонялась стенка втулки, что увеличивало ее износ, а при d<0,75D требовалось либо уменьшать диаметр посадочной оси, либо увеличивать отверстие в шестерне, что в обоих случаях было неприемлемым. Сокращалась длительность работы узлов и при l<0,6D, а увеличение длины втулки (сверх 0,63D) не повысило заметно износостойкость узла вращения, но

приводило к росту его габаритов и веса, что малоприемлемо для мостовых подъемных кранов.

При уменьшении объема масляного кармана (т.е. при dп<0,81D и b<0,13d g) ухудшалась смазка контактных поверхностей и ускорялся их износ, а при dп>0,85D и b>0,17d п ослаблялась втулка, что в отдельных случаях приводило к ее разрушению.

Было также установлено, что использование втулок из оловянистых бронз уменьшало их износостойкость вследствие действия повышенных температур от раскаленного металла, находившегося под кранами.

Использование узлов вращения с втулками без внутренних круговых проточек (см. ближайший аналог) снизило длительность работы втулок почти в 2 раза.

Таким образом опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Технико-экономические исследования, проведенные в ОАО «ММК», показали, что использование заявляемого изобретения в механизмах поворота подъемных кранов толстолистового стана горячен прокатки уменьшает простои оборудования не менее, чем на 10% с соответствующим ростом производительности.

Пример конкретного выполнения

В механизме поворота подъемного крана стана горячей прокатки установлен узел вращения, приведенный на фиг.1 (см.).

Втулка узла изготовлена из бронзы марки АЖ 9-4 и имеет следующие параметры:

D=65 мм; d=0,775D=0,775×6550,5 мм; l=0,615D=0,615×65=40 мм; d п=0,835D=0,835×6554 мм; b=0,15dп=0,15×54=8 мм.

1. Узел вращения, содержащий установленную на оси втулку, выполненную в виде полого цилиндра заданных размеров, отличающийся тем, что втулка шестерни механизма поворота подъемного крана листового стана горячей прокатки выполнена из бронзы с наружным диаметром D, внутренним диаметром d=(0,75...0,80)D, длиной l=(0,60...0,63)D и с внутренней проточкой на одном из торцов втулки диаметром dп=(0,81...0,85)D и шириной b=(0,13...0,17)d п.

2. Узел вращения по п.1, отличающийся тем, что втулка выполнена из бронзы марки АЖ 9-4.



 

Похожие патенты:

Система дистанционного радиоуправления (сду) относится к управляющим и регулирующим системам общего назначения, а именно, к средствам и системам управления грузоподъемными мостовыми электрическими кранами. Система дистанционного управления грузоподъемными опорными и подвесными кранами (СДУ) предназначена для дистанционного управления по радиоканалу с помощью пульта мостовым однобалочным или двухбалочным краном грузоподъемностью до 10 т.

Грузовой кран-манипулятор электрический с автоматизированной системой управления для перевозки и перемещения контейнера с радиоактивными отходами относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к мостовым кранам с захватом и может быть использован конкретно для перемещения контейнеров с радиоактивными отходами атомной станции.

Полезная модель относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно, к конструкции грузоподъемной тележки мостового крана, оборудованной поворотной платформой

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в энергетической системе (подстанциях, распределительных устройствах и других электроустановках, предназначенных для приема, преобразования и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц в сетях в диапазоне напряжений до 1000 кВ и выше)
Наверх