ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
Филимошиной Дарьи Викторовны
Механическое оборудование прокатных и трубных цехов
Королев А.А., Учебник для вузов. – М.: Металлургия, 1987, 480с, [с 96 – 98]
В основу конструкции универсальных шпинделей положен принцип шарнира Гука, поэтому шпиндели могут передавать вращение и крутящий момент под углом наклона до 8—10°. Благодаря шарнирной конструкции универсальные шпиндели работают плавно; вместе с тем они позволяют передать большие крутящие моменты, поэтому их применяют для привода валков как листовых и сортовых станов (при угле наклона около 1—2° и моменте 50—200 кН·м), так и обжимных, толстолистовых и заготовочных станов (при угле наклона 3 – 10° и моменте 0,5 – 3,0МН·м).
Длину шпинделя (по осям шарниров) определяют исходя из допустимого или принятого угла наклона его и высоты перемещения одного из шарниров, характеризуемой высотой подъема верхнего валка при прокатке металла наибольшей толщины по формуле L=H/tg a.
Например, при прокатке слябов на ребро высота подъема верхнего валка доходит до 2000 мм, поэтому длина шпинделя при максимальном допустимом угле наклона 10° составит 12 м, а масса его примерно 40 т. Для уменьшения угла наклона верхнего шпинделя и создания более или менее одинаковых условий работы нижний шпиндель также устанавливают под углом (меньшим, чем верхний).
Так как шпиндели передают большие крутящие моменты, то шарниры их должны быть весьма прочными. Наружный диаметр шарнира шпинделя со стороны привода ограничивается межосевым расстоянием шестерен шестеренной клети (или валов электродвигателей), а со стороны рабочей клети – диаметром валков (когда верхний валок лежит на нижнем). Так как в процессе работы стана валки изнашиваются и диаметр их уменьшается при переточках, то со стороны рабочей клети диаметр шарнира шпинделя должен быть несколько меньше диаметра переточенного валка. Таким образом, диаметр шарнира шпинделя со стороны рабочей клети всегда меньше, чем со стороны привода, поэтому прочность первого шарнира также меньше прочности. Рассчитывать на прочность надо именно шарнир, расположенный со стороны валков, а не со стороны привода.
На рис. 11.33 показан универсальный шпиндель четырехвалкового реверсивного стана конструкции ВНИИметмаша. В конструкции шпинделя предусмотрен оригинальный и весьма простой способ подвода густой смазки к бронзовым вкладышам (бронза марки АМ9 – 4) через осевое и радиальные отверстия от стационарного подшипника с уплотнением, входящего в состав устройства для уравновешивания шпинделя; в подшипник густая смазка периодически подается питающими клапанами, включенными в цеховую систему автоматической централизованной смазки.
Большой износ вкладышей, вызывающий значительный расход дорогостоящей и дефицитной бронзы для изготовления запасных вкладышей, масса каждого из которых на больших станах достигает 300 кг, побуждает конструкторов изыскивать более рациональные конструкции шарниров. Опыт замены бронзовых вкладышей пластмассовыми дает положительные результаты при надежном подводе смазки и охлаждения шарниров.
Рис.11.33 – Универсальный шпиндель привода валков реверсивного стана 1700
На рис. 11.34 представлено шпиндельное устройство с гидравлическим уравновешиванием для четырехвалковой реверсивной клети 2800.
В средней части шпиндели опираются на подшипники с баббитовой заливкой, подшипник нижнего шпинделя опирается на плунжер гидравлического цилиндра, установленного в стойке на фундаменте. Верхний шпиндель уравновешивается двумя боковыми гидравлическими цилиндрами.Гидравлическое устройство уравновешивания работает плавно и отличается большой надежностью, однако применять его целесообразно только тогда, когда в цехе действует насосно-аккумуляторная станция высокого давления, обслуживающая другие механизмы и устройства (гидравлическое уравновешивание валков, гидросбив окалины и т.д.).
Рис.11.34 – Шпиндельное устройство с гидравлическим уравновешиванием для четырехвалковой реверсивной клети 2800