Приводная звездочка

Полезная модель относится к деталям машин и механизмов, в частности - к зубчатым колесам (звездочкам) цепных приводов. Основная задача, решаемая полезной моделью, - сокращение производственных затрат за счет упрощения изготовления и продления срока службы приводной звездочки. Предлагаемая приводная звездочка механизма перемещения печного пода толстолистового прокатного стана содержит зубчатый обод и ступицу с отверстием, устанавливаемую на оси, и отличается тем, что ступица выполнена раздельно от обода, при этом ширина ступицы В равна 1,35...1,40 диаметра d ее отверстия, ширина обода b=(0,30...0,33)В, а его наружный диаметр D=(3,0...3,3)d и на наружной поверхности ступицы выполнен уступ для фиксирования обода; ступица звездочки может крепиться на оси с помощью двух шпонок, а посадка ступицы на ось - прессовая, по третьему классу точности.

Полезная модель относится к деталям машин и механизмов и может быть использована в цепных приводах, работающих в тяжелых режимах.

Цепные приводы широко используются в различных механизмах и одной из основных их деталей являются звездочки (зубчатые колеса). Такие приводы (цепные передачи) достаточно подробно рассматриваются, например в книге Д.Ф.Куприянова и Г.Ф.Метальникова «Техническая механика», М., «Высшая школа», 1975, с.404-410. Звездочки этих передач, как правило, устанавливаются на осях (валах).

Известно зубчатое колесо, содержащее зубчатый венец и ступицу, выполненные из пластмассы и соединенные между собой спицами, выполненными в виде профилированных лопастей (см. а.с. СССР №970021, кл. F16H 55/17, F16H 57/04, опубл. в БИ №40, 1982). Однако такое зубчатое колесо непригодно для цепной передачи, работающей в тяжелом режиме.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является приводная звездочка, приведенная в книге Н.А.Аникина и др. «Справочник для изобретателя и рационализатора», М., Машгиз, 1959, с.446, фиг.288.

Эта звездочка содержит зубчатый обод и ступицу с отверстием, устанавливаемую на оси, и характеризуется тем, что она выполнена как единое целое. Недостатком такой звездочки является сложность ее изготовления, что повышает производственные затраты.

Технической задачей настоящей полезной модели является сокращение производственных затрат за счет упрощения изготовления и продления срока службы приводной звездочки.

Для решения этой задачи у приводной звездочки механизма перемещения печного пода толстолистового стана, содержащей зубчатый обод и ступицу с отверстием, устанавливаемую на оси, в отличие от ближайшего аналога, ступица выполнена раздельно от обода, при этом ширина ступицы В равна 1,35...1,40 диаметра d ее отверстия, ширина обода b=(0,30...0,33)В, а его наружный диаметр D=(3,0...3,3)d, и на наружной поверхности ступицы выполнен уступ для фиксирования обода; ступица звездочки может крепиться на оси с помощью двух шпонок, а посадка ступицы на ось - прессовая, по третьему классу точности.

Приведенные соотношения параметров звездочки получены опытным путем и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации конструкции приводной звездочки, работающей в тяжелом режиме (повышенные нагрузки, реверс, высокие температуры). В результате этого сокращаются производственные затраты, связанные с изготовлением звездочки, и продляется срок ее службы.

Действительно, механизм перемещения печного пода толстолистового стана горячей прокатки расположен в непосредственной близости от нагревательной печи и при выдвижении (и вдвижении) тяжелого пода со слябами подвергается

воздействию высоких температур, что обусловливает повышенные требования к конструкции цепного привода.

Приводная звездочка предлагаемой конструкции показана на фиг.1.

Зубчатый обод 1 с наружным диаметром D и шириной b закреплен на ступице звездочки 2 с шириной В, в которой выполнено посадочное отверстие 3 с диаметром d. Соотношения между параметрами звездочки: D=(3,0...3,3)d; В=(1,35...1,4)d и b=(0,30...0,33)В.

На наружной цилиндрической поверхности ступицы выполнен уступ 4, фиксирующий обод 1 от смещения. В отверстии 3 ступицы могут быть выполнены два шпоночных паза 5 для крепления ее на оси (не показана). Посадка ступицы на ось - прессовая, по третьему классу точности.

При работе привода крутящий момент от оси передается ступице и зубчатому ободу, охватываемому роликовой цепью Галля, движение которой осуществляет перемещение печного пода в требуемом направлении до прекращения вращения звездочки.

Опытную проверку предлагаемой приводной звездочки осуществляли на механизме перемещения печного пода толстолистового стана 4500 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

С этой целью в приводе этого механизма устанавливались приводные звездочки (цельные и раздельные) с различными основными параметрами. Результаты опытов оценивались по продолжительности работы звездочек, т.е. от установки новой звездочки до ее замены по износу, а также по производственным затратам, связанным с изготовлением и заменой приводных звездочек.

Наилучшие результаты (минимальные затраты при наибольшей продолжительности работы) получены с использованием звездочек предлагаемой конструкции. Отклонения от оптимальных ее параметров ухудшали достигнутые показатели.

Так, затраты на изготовление цельной звездочки (т.е. взятой в качестве ближайшего аналога) были выше затрат на изготовление раздельной (ступицы и обода) почти на 30%. Уменьшение ширины ступицы до В=(1,25...1,34)d, а также ширины обода (b менее 0,3 В) и его наружного диаметра (D<3d, с одновременным уменьшением количества зубьев на ободе) уменьшило длительность работы звездочки в 1,2...1,7 раза, а выполнение ступицы без фиксирующего уступа снизило эту длительность почти на 15% с одновременным увеличением затрат на фиксирование обода другим способом.

Наиболее надежным признано крепление ступицы на оси с помощью двух шпонок, так как крепление на одной шпонке вызывало необходимость увеличения размеров шпоночного паза с одновременным ослаблением ступицы. Оптимальной (в аспекте затрат и износостойкости ступицы) оказалась и прессовая посадка ступицы на ось по третьему классу точности.

Использование звездочек с В>l,4d, b>0,33В и D>3,3d не повысило длительность эксплуатации приводной звездочки, но повысило затраты на ее изготовление. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Технико-экономические исследования, выполненные в ОАО «ММК», показали, что использование предлагаемой звездочки в механизмах передвижения печных подов толстолистовых станов, аналогичных стану 4500 комбината, позволит снизить производственные затраты не менее, чем на 25%.

Пример конкретного выполнения

Приводная звездочка механизма перемещения печного пода толстолистового стана 4500 имеет вид, показанный на фиг.1.

Параметры устройства: d=180+0,08 мм, что при диаметре оси d₀=180+(0,12...0,20) мм соответствует прессовой посадке по 3-му классу точности.

В=1,375d=1,375×180248 мм; b=0,315В=0,315×24878 мм; D=3,15d=3,15×180=567 мм.

Ступица имеет два шпоночных паза с шириной 45 мм и глубиной (по середине его ширины) 12,4 мм.

1. Приводная звездочка механизма перемещения печного пода толстолистового прокатного стана, содержащая зубчатый обод и ступицу с отверстием, устанавливаемую на оси, отличающаяся тем, что ступица выполнена раздельно от обода, при этом ширина ступицы В равна 1,35...1,40 диаметра d ее отверстия, ширина обода b=(0,30...0,33)В, а его наружный диаметр D=(3,0...3,3)d и на наружной поверхности ступицы выполнен уступ для фиксирования обода.

2. Звездочка по п.1, отличающаяся тем, что ступица закреплена на оси с помощью двух шпонок.

3. Звездочка по п.1, отличающаяся тем, что посадка ступицы на ось - прессовая, по третьему классу точности.