- •МИнистерство образования и науки украины
- •Тема 1. Введение
- •Тема 2. Рабочие клети
- •Тема 3. Привод прокатных клетей
- •Тема 4. Транспортные механизмы прокатных цехов
- •Тема 5. Вспомогательное оборудование прокатных цехов
- •Тема 1. Введение Лекция № 1
- •1.1 Сортамент продукции прокатных цехов
- •1.2 Состав оборудования прокатных цехов
- •Лекция № 2
- •2.1 Виды главных линий прокатных станов
- •2.2 Классификация прокатных станов по расположению
- •Лекция № 3
- •3.1 Классификация прокатных станов по режимам работы
- •3.2 Классификация прокатных станов по назначению
- •Тема № 2 рабочие клети Лекция № 4
- •4.1 Устройство рабочих клетей
- •4.2 Классификация рабочих клетей по расположению валков
- •Лекция № 5
- •5.1 Валки рабочих клетей
- •5.2 Материал валков и технология их изготовления
- •Лекция № 6
- •6.1 Условия работы и требования к опорам прокатных валков
- •6.2 Подшипники скольжения открытого типа
- •6.3 Подшипники скольжения закрытого типа
- •Лекция № 7
- •7.1 Виды подшипников качения и их свойства
- •7.2 Подшипники качения для прокатных валков
- •7.3 Конструкции подшипниковых узлов
- •Лекция № 8
- •8.1 Назначение и типы нажимных устройств
- •8.2 Электромеханические нажимные механизмы
- •8.3 Гидравлические нажимные механизмы
- •Лекция № 9
- •9.1 Грузовые уравновешивающие устройства
- •9.2 Пружинные уравновешивающие устройства
- •9.3 Гидравлические уравновешивающие устройства
- •9.4 Механизмы для осевой установки и фиксации валков
- •Лекция № 10
- •10.1 Назначение и устройство станин рабочих клетей
- •10.2 Определение основных размеров станин
- •10.3 Установка клетей на фундаменте
- •Лекция № 11
- •11.1 Устройства для смены валков
- •11.2 Механизмы для смены валков
- •11.3 Привалковая арматура
- •Тема 3. Привод прокатных клетей Лекция № 12
- •12.1 Назначение и условия работы шпинделей
- •12.2 Универсальные шпиндели с шарнирами Гука
- •12.3 Шпиндели с шарнирами на подшипниках качения
- •Лекция №13
- •13.1 Шпиндели шариковые и роликовые
- •13.2 Шпиндели типа удлиненных зубчатых муфт и трефовые
- •13.3 Шестеренные клети
- •Тема 4. Транспортные механизмы прокатных цехов Лекция № 14
- •14.1 Слитковозы
- •14.2 Классификация рольгангов
- •14.3 Основные параметры рольгангов
- •14.4 Конструкции рольгангов
- •Лекция № 15
- •15.1 Назначение холодильников и транспортеров
- •15.2 Канатные шлепперы
- •15.3 Цепные шлепперы и транспортеры с несущими цепями
- •15.4 Холодильники средне- и мелкосортных станов
- •Лекция № 16
- •16.1 Манипуляторы
- •16.2 Кантователи
- •16.3. Поворотные устройства и петледержатели
- •Тема 5. Вспомогательное оборудование прокатных цехов Лекция № 17
- •17.1 Назначение и классификация правильных машин
- •17.2 Процесс правки роликоправильными машинами
- •17.3 Виды роликоправильных машин
- •Лекция № 18
- •18.1 Назначение и классификация ножниц и пил
- •18.2 Ножницы с параллельными ножами
- •18.3 Ножницы с наклонными и криволинейными ножами
- •18.4 Дисковые ножницы для листов
- •Лекция № 19
- •19.1 Классификация летучих ножниц и режимы их работы
- •19.2 Барабанные ножницы
- •19.3 Рычажно-кривошипные и планетарные ножницы
- •19.4 Рычажно-качающиеся ножницы
- •19.5 Дисковые ножницы и пилы для сорта
- •Лекция № 20
- •20.1 Назначение и классификация моталок и разматывателей
- •20.2 Ролико-барабанные моталки
- •20.3 Моталки с намоточно-натяжными барабанами
- •20.4 Моталки для сорта
- •20.5 Разматыватели
- •Рекомендуемая литература
12.3 Шпиндели с шарнирами на подшипниках качения
Одной из таких конструкций является шарнир типа Кардано, в котором трение скольжения, имеющее место в шарнире Гука, заменено трением качения. Эти шарниры состоят из двух вилок полумуфт 1 и 2, одна из которых (со стороны привода) имеет шлицевую втулку 3 для посадки на шлицевой конец вала шпинделя, а другая при помощи фланца 4 соединяется с приводным концом валка (рис. 12.3).
Рисунок 12.3 – Шарнир на подшипниках качения
В расточки вилок вставляются подшипники качения 5, во внутренние кольца которых входят концы крестовины 6.
Поворот шарнира в одной плоскости обеспечивается вращением вилки 1 относительно вертикальной оси крестовины 6, а в другой – вращением вилки 2 относительно горизонтальной оси крестовины.
Осевое смещение вилки шарнира обеспечивается перемещением полумуфты 2 по шлицам вала.
Достоинствами шарнира типа Кардано являются:
1. Высокая износостойкость, т.к. трение скольжения заменено трением качения, а герметичность конструкции шарнира обеспечивает надежное удержание густой смазки;
2. Неприхотливость в эксплуатации, т.к. не появляются люфты вследствие практически полного отсутствия износа.
Недостатки:
1. Низкая удельная несущая способность шарнира из-за больших габаритов подшипников качения;
2. Невозможность применения при больших частотах вращения, поскольку с их ростом долговечность подшипников качения резко снижается.
Лекция №13
13.1 Шпиндели шариковые и роликовые
Низкая несущая удельная нагрузка шпинделей с подшипниками качения обусловлена большими габаритами последних: много места занимают внутренние и наружные кольца. Поэтому вполне естественным решением явилась замена этих элементов деталями самого шарнира.
Одним из вариантов этих решений являются т.н. шариковые шпиндели. Они состоят из наружных обойм 1 с полуцилиндрическими пазами для шариков 2 и втулок 3 с головками, в которых имеются полусферические лунки для шариков (рис.13.1).
Рисунок 13.1 − Шариковый шарнир
Благодаря сферической форме лунок и шарикам головка 3 может поворачиваться на небольшой угол в обеих плоскостях, а цилиндрические пазы обоймы 1 обеспечивают зацепление между обоймой и головкой.
В сущности, этот шарнир является шарикоподшипником, у которого роль наружного кольца выполняет обойма 1, а внутреннего – втулка 3.
Шариковые шпиндели имеют долговечность в несколько раз большую, чем шарниры Гука и шарниры на подшипниках качения и работают при скоростях до 200 рад/с. Вибрация при этом полностью отсутствует. Допустимый угол перекоса шариковых шарниров – до 30 и передаваемый момент до 70 кНм (по данным НМетАУ разработан вариант с углом перекоса до 80 и моментом до 1000 кНм).
Как и у всякого шарикоподшипника, передаваемый момент данного шарнира невелик, поскольку касание тел качения – шариков – практически точечное и поэтому в местах контакта возникают большие контактные напряжения. Большая площадь контакта у роликов. Поэтому следующим этапом развития конструкций шпинделей явилось создание роликовых шарниров для универсальных шпинделей.
Устроены они подобно шариковым шарнирам, но в качестве тел качения используются бочкообразные ролики. Они передают крутящий момент под переменными углами благодаря расположению роликов 1 одной своей половиной в полуцилиндрических пазах обойм 2, а другой – в полуцилиндрических пазах сферической головки 3 (рис.13.2).
Рисунок 13.2 − Схема роликового шарнира
Эти шарниры хорошо работают при углах перекоса до 60, хотя есть надежда за счет увеличения точности изготовления их деталей увеличить этот угол до 80 и более. Они способны передавать большие крутящие моменты при малых скоростях вращения или меньшие – при больших. Некоторые конструкции приспособлены к работе в условиях высоких динамических нагрузок. Если удастся создать роликовые шарниры с допустимым углом перекоса > 80, то, учитывая их принципиально более высокую стойкость, они вполне могут вытеснить шарниры Гука.