Какая основная деформация влияет на болт, соединяющий шестеренную клеть с фундаментом

Болт, соединяющий шестеренную клеть с фундаментом, работает преимущественно на сдвиг. Это связано с тем, что в процессе эксплуатации шестеренной клеть подвергается нагрузкам, вызывающим боковые сдвиги, которые передаются через болтовое соединение на фундамент.

Кроме сдвиговых деформаций, болт также принимает на себя растягивающие и сжимающие нагрузки, однако именно сдвиговая деформация является определяющей для обеспечения устойчивости и надежности соединения в условиях динамических нагрузок.

Шестеренная клеть

ОП ИИЗОБРЕТЕН ИЯ р) 464350 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 01.02.74 (21) 1991384/22-2 М. Кл. В 21 Ь 35/12 с присоединением заявкт сударстввнный комитет 32) Приоритетпубликовано 25.03,75.

Бюллетень Ме 1ата опубликования описания 20,06.75 Совета Министров СССпо делам изобретенийи открытий 3) УДК 621.771.2-8(71) Заявитель А. Н. Гарманов и В, С,деление Всесоюзного науконструкторского институтмашиностроения б о-исследовательскогометаллургического олпинскоеи проект 4) Ш ЕСТЕР ЕН НАЯ КЛ ЕТЬ клеть з А — А Изобретение относится к приводным устройствам прокатных станов.Известна шестеренная клеть прокатного стана, содержащая станину и шевронные валки.Однако известная конструкция не позволяет использовать главный двигатель для угловой настройки рабочих валков,Цель изобретения — использовать главный двигатель шестеренной клети для угловой настройки рабочих валков,Для этого один из шестеренных валков выполнен в виде двух полушевронных венцов, установленных на валу с возможностью осевого перемещения, при этом в осевом направлении оба венца соединены между собой гайкой с левой и правой резьбой, а на станине установлены тормозные элементы, взаимодействующие с указанной гайкой, которая соединена с зубчатыми венцами стопорным, например фрикционным механизмом.На фиг. 1 изображена шестеренная продольный разрез; на фиг.

2 — разре на фиг. 1.Шестеренный валок 1 выполнен с шеврон- ными зубьями с канавкой между полушевронами. Второй шестеренный валок содержит вал 2, на котором нарезаны шлицы.

На шли.1 ы вала 2 насажены фрикционные диски 3 и полушевронные венцы 4 и 5, которые имеют шлицевые отверстия, соответствующие шлицам вала 2. На венцах 4 и 5 выполнены резьбовые нарезки с противоположными направлениями винтовых линий. На приводной гайке 6 Выполнена резьба с соответствующим 5 направлением винтовых линий.

Венцы 4 и 5ввинчены в гайку 6, имеют косые зубья и входят в зацепление с соответствующими полу- шевронами валка 1. На торцах венцов 4 и 5 выполнены отверстия, в которые вставлены 10 пружины 7, Пружины 7 сжаты гайкой 6 между соответствующими зубчатыми венцами 4 и 5 и фрикционными дисками 3. На станине 8 шестеренной клети установлены гидроцилиндры 9, соединенные с тормозными колодками 15 10.Устройство работает следующим образом.Для осуществления угловой настройки валков, необходимо подать рабочую жидкость в гидроцилиндры 9, которые перемещают тор мозные колодки 10. Тормозные колодки 10удерживают гайку 6 от проворачивания.Главный двигатель шестеренной клети, который приводит во вращение валок 1, провернет зубчатые венцы 4 и 5 вместе с валом 2 25 и фрикционными дисками 3. Вращающиесязубчатые венцы 4 и 5, взаимодействуя с неподвижной гайкой 6, начнут перемещаться в осевом направлении по шлицам вала 2 за счет резьбовых нарезок, Осевое перемещение 30 зубчатых венцов 4 и 5 вызывает взаимное уг464350 Л- ж 153 7 5 Подписио Тираж 9 Иад.6 гаа 14366аниграф:,", ир. Сан иова,ловое смещение между валами 1 н 2 за счет косых зубьев зубчатых венцов 4 и 5, сопряженных с полушевронами валка 1.Для получения требуемой скорости угловой настройки может быть предусмотрено электрическое регулирование скорости главного двигателя привода шестеренной клети. Предмет изобретения 1, Шестеренная клеть прокатного стана, содержащая станину и шевронные валки, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью использования главного двигателя шестеренной клети для угловой настройки рабочих валков, один нз шестеренных валков выполнен в виде двух нолушевронных венцов, установленных на валу с возможностью осевого перемещения, при 5 этом в осевом направлении оба венца соединены между собой гайкой с левой и правой резьбой, а на станине установлены тормозные элементы, взаимодействующие с указанной гайкой.10 2. Клеть по п. 1, отличающаяся тем,что, с целью предотвращения самоотвинчивания гайки, последняя соединена с зубчатымп венцами стопорным, например, фрикционныммеханизмом.

Заявка

КОЛПИНСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ВСЕСОЮЗНОГО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО И ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКОГО ИНСТИТУТА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

ГАРМАНОВ АНАТОЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ, ЗЛОБИН ВАЛЕНТИН СЕРГЕЕВИЧ

МПК / Метки

Код ссылки

Похожие патенты

Механизм радиальной и угловой настройки валка косовалковой правильной машины

Номер патента: 1761334

. дпя передачинаибольшего крутящего момента при малой скорости радиального перемещения ползуна 2, а гндромотор 12 обеспечивает ускоренное его перемещение. На корпусе 2 смонтированы разгрузочные гицроцилиндры 14, контактирующие 13344своими штоками с ползуном 2 с противоположном от валка 3 торца, Узев угловой настройки валка 3 состоит из нажимных элементов в виде двух гидроцилиндров 15 и 1 б, установленных на корпусе 2 перпендикулярно оси ползуна 2 и контактирующих с опорными площадками 17 и 18, расположенными на ползуне 2 параллельно его оси, Все гидроцилиндры механизма связаны между собой н единую гидросистему.Иеханизм работает следующим образом. Валок 3, смонтированный на планшайбе 5, соединенной с ползуном 2, радиально перемещается.

Шестеренная клеть стана продольной прокатки

Номер патента: 1522544

ШЕСТЕРЕННАЯ КЛЕТЬ СТАНА ПРОДОЛЬНОЙ ПРОКАТКИ, включающая ведущий и ведомый шестеренные валки, расположенные в защитном кожухе, а также механизм угловой настройки валков в виде провода перемещения ведомого валка, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества прокатываемого профиля за счет повышения надежности и точности угловой настройки шестеренных валков, она снабжена кассетами, состоящими из блоков подушек, соединенных между собой стяжными элементами, причем ведущий валок с кассетами установлен в подшипниковых опорах, закрепленных на основании внутри защитного кожуха клети.

Рабочая клеть формовочного стана

Номер патента: 867498

. ис -полнение 2.Рабочая клеть формовочного станасодержит подвижную 1 и стационарную2 подушки (фиг.1) с расположеннымив них валами 3 и 4 (фиг,2), смонтированными на подшипниках качения 5.На валах установлены формующие валкиб и 7 (фиг,2), наружные поверхностикоторых в сопряжении между собой образуют калибр необходимого профиля,Подутки 1 и 2 связаны цилиндричес"ким шарниром 8 (фиг.1) угловао поворота подвижной подушки 1 в плоскости, параллельной направлению прокатки, и подпружиненной винтовойстяжкой 9 (Фиг.1) с пружиной 1.0и гайкой 11. На оси 12 (фиг,З) цилин"дрического шарнира 8 расположен механизм угловой настройки подвижнойподушки 1 выполненной в виде,цапал"нительно "о шарнира 13 с приводом 14поворота и фиксатором 15 (фиг,З)при этом.

Устройство для смены комплектов рабочих и опорных валков с подушками непрерывной группы прокатных клетей

Номер патента: 1620165

. клетях или одной клети.В непрерывной группе клетей при одновременной перевалке устройство рабо-.тает следующим образом.В исходном положении тележки 1 и 2,сцеплен ны е между собой защйл кой 7 вместе с подьймными мостами, представляютсобой жйсткий:состав,Включаются приводы 18 подъйма рам 17 с гидрацилиндрами 16 для выхода на уровень перевалки и осуществления еывалки из линии клетей изношенных комплектов рабочих валков 6 по рельсовому пути 4, Включаотся гидропрлводы 10, и тележки жестким составом перемещаются до совмещения оси новых комплектов рабочих валков, расположенных на рельсовом пути 3, с осью клетей. Гидрацилиндрами 16 новые комплекты рабочих валков перемещаются в проймы клетей, после чего штоки гидроцилиндров 16 втягиваются и.

Клеть для прокатки панелей радиаторов

Номер патента: 743737

. поводка 13 и 14,развернутых по отношению друг к другуна 180 о — на валках 6 и 7.Поводки установлены таким обрезом,что при совпадении профилей (или их нячальных положений) валков 5-8 профильные пазы Г и ролики 15 всех поводков13 и 14 находятся в зацеплении друг сдругом (как показано ня фиг. 3),Клеть работает следующим образом. 25В исходном положении муфты 3 свободного ходе заклинены (когда вращениекерданных валов 2 происходит в сторонурабочего ходя), ролики 15 поводков 14находятся в зацеплении с профильными пязами Г поводков 13. Крутящий моментот привода 1 передается через кврдвнныевалы 2 и муфты 3 свободного хода, наоси 4 профильных валков 5-8, которыеначинают вращаться вместе с поводками З 513 и 14, при этом ролики 15 выходят.

Расчет на прочность валков шестеренных клетей

Цель работы: Изучение конструкции шестеренных клетей, их принципа работы, и выполнить расчет на прочность зубчатого зацепления валка, а так же на опрокидывание клети. Исходные данные приведены в таблице 8.2.

Теоретическая часть

Максимальный крутящий момент, передаваемый зубчатым зацеплением

где — максимальный момент, передаваемый зубчатым зацеплением, Н . мм; — коэффициент концентрации нагрузки и качества изготовления.

Как правило, разрушение шестерен происходит из-за контактного выкрашивания, поэтому проверку зацепления проводим по контактной прочности

где – межцентровое расстояние, мм; – ширина шестерни, мм; — допускаемое напряжение на контактах смятия, для марок сталей 40Х, 60Х2МФ; – передаточное число.

Ширину шестерни необходимо выбирать от типа клети (узкие , средние и широкие ). Тип клети необходимо выбирать самостоятельно.

Проверка зубьев по напряжениям изгиба у основания

где — коэффициент концентрации, зависящий от изготовления зуба, — при долблении ; при червячном фрезеровании и при дисковом фрезеровании (способ изготовления зуба выбрать самостоятельно); — коэффициент формы зуба, при числе зубьев до 29, ; при числе зубьев от 30 до 50, ; при более 50, ; – число зубьев; — нормальный модуль зацепления, мм.

Нормальный модуль выбирают в интервале и выбирают его по ГОСТ9563-60 в мм.

Таблица 8.1. Модуль зубчатого зацепления, мм (ГОСТ9563 — 60)

Суммарное число зубьев

; (8.4) где — угол наклона зубьев ().

Суммарное число зубьев желательно принимать в пределах 36…58.

Допускаемые напряжения изгиба для сталей марок 40Х, 60Х2МФ .

Рис.8.1. К расчету шестеренного валка: а) силы, действующие в шевронном

зубчатом зацеплении; б) направление сил в торцевом сечении.

Проверка шестеренного валка на прочность. Угол в торцевом сечении шестерни

Зная , определим усилие, действующее в зубьях, в этом сечении. Из рис.8.1 находим

где — максимальное окружное усилие в зацеплении шестерен.

Значение можно определить из крутящего момента, передаваемого зацеплением

где — диаметр начальной окружности шестерни, ().

Это усилие, направленное под углом к горизонтали, изгибает шейки шестеренного валка и воспринимается подшипниками. На каждую шейку действует усилие равное

Максимальное напряжение изгиба в сечении I-I между шейкой и шестеренкой равно

Изгибающий момент в этом сечении будет равен произведению силы , действующей на шейку, на расстояние от оси шейки до опасного сечения I-I. Это расстояние можно принять равным половине длинны шейки шестеренного валка, т.е. , тогда

где и — длинна и диаметр шейки шестеренного валка.

Кроме напряжений изгиба в шейках шестеренных валков возникают так же напряжения кручения. Максимальные напряжения кручения будут в шейке шестерни со стороны двигателя (или редуктора)

где — максимальный крутящий момент, передаваемый шейкой двум шестерням от ведущего вала (или редуктора).

Результирующие напряжения в этой шейке от действия изгибающего и крутящего моментов будет равно

Расчет шестеренной клети на опрокидывание. Для выбора диаметра болтов крепления шестеренной клети к фундаменту определяется усилия, действующие на болты с одной стороны (см. рис. 8.2)

где – вес клети, – расстояние между болтами, установленными с одной и другой стороны шестеренной клети, — опрокидывающий момент, действующий на клеть.

Для того чтобы лапы плитовины не отходили от фундамента, каждый болт надо затянуть с усилием 20…30% больше растягивающего усилия, т.е. усилие в одном болту

; (8.13)

где – число фундаментных болтов с одной стороны клети.

Диаметр болта определяется из условия прочности

где — допускаемые напряжения материала болта на растяжение.

Опрокидывающий момент, дейс-твующий на клеть будет равен

Рис.8.3. К расчету шестеренной клети где — вращающий момент на верх-

на опрокидывание нем (неприводном) шестеренном валку,

— вращающий момент на нижнем (приводном) шестеренном валку.

Для определения максимального опрокидывающего момента рассматривается три случая работы клети:

1. Простой процесс прокатки (нормальная работа стана), т.е. , тогда ;

2. Поломан верхний шпиндель, т.е. , тогда и весь крутящий момент будет предаваться нижним шпинделем () и

3. Поломан нижний шпиндель, т.е. , тогда и весь крутящий будет передаваться верхним шпинделем () и .

Отчет о работе должен содержать: тему и цель работы, расчетные схемы и расчетную часть со всеми пояснениями; в конце работы необходимо сделать вывод, в котором необходимо указать основные параметры шестеренной клети и выбранные фундаментные болты, которые рассчитывают по максимальному опрокидывающему моменту. Если условия прочности не выполняются, то необходимо предложить решение возникшей проблемы. Для подготовки к защите ответьте на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1) Объясните принцип работы шестеренной клети.

2) Почему в шестеренной клети передаточное число равно еденице

3) В каких целях используют шестеренную клеть

4) Изобразите кинематическую схему шестеренной клети для двадцативал-кового стана.

Таблица 8.2. Исходные данные для выполнения работы

Литература

1. Гулидов И.Н. эксплуатация механического и транспортного оборудования прокатных цехов. – М.: Металлургия, 1991.

2. Вейс А.И. и др. средства огневой зачистки металла. – М.: Металлургия, 1987

3. Королев А.А. Механическое оборудование прокатных и трубных цехов. – М.: Металлургия, 1987.

4. Пучкин А.Е. Эксплуатация, техническое оборудование и ремонт гидроприводов металлургического оборудования. – М.: Металлургия, 1991.

5. Плахин В.Д. Надежность, ремонт и монтаж металлургических машин. – М.: Металлургия, 1983.

6. Ушаков Н.С. Мостовые и электрические краны. – Л.: Машиностроение, 1988.

7. Целиков А.И., Полухин Н.И., Гребенин В.М. и др. Машины и агрегаты для производства и отделки проката. – М.: Металлургия, 1988.

8. Федосов Н.М., Бринза В.Н., Астахов И.Г. – Проектирование прокатных цехов. М.: Металлургия, 1983.

Франценюк И.В., Франценюк Л.И. Современное металлургическое производство. – М.: Металлургия, 1999

ПРИЛОЖЕНИЕ А Технические данные двигателей постоянного тока производства завода «Электротяжмаш»

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Технические данные реверсивных двигателей постоянного тока серии П2 21-25-го габаритов производства ПО ХЭМЗ

ПРИЛОЖЕНИЕ В Технические данные двигателей постоянного тока производства ЛПЭО «Электросила»