Трефообразные соединительные устройства

ШПИНДЕЛИ И МУФТЫ

Движение от мотора к рабочей клети непосредственно или через редуктор и шестеренную клеть передается при помощи шпинделей и муфт.

По назначению различают муфты и шпиндели, устанавливаемые: 1) между рабочей и шестеренной клетью, 2) между шестеренной клетью и редуктором, 3) между редуктором и мотором. Если в рабочую линию входит не одна, а несколько рабочих клетей (старые прокатные установки), то между ними также устанавливаются шпиндели и муфты.

Между рабочей и шестеренной клетями обычно устанавливают трефообразные или универсальные шпиндели, между шестеренной клетью и редуктором — коренные (жесткие) муфты, между редуктором и мотором — главные соединительные (эластичные) муфты.

Шпиндели и муфты некоторых конструкций могут быть использованы в различных местах. Так, на некоторых станах (блюминги) универсальный шпиндель устанавливается в любом из перечисленных мест.

ТРЕФООБРАЗНЫЕ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

К трефообразным соединительным устройствам, устанавливаемым между рабочей и шестеренной клетью, помимо шпинделей и муфт, относятся приспособления для уравновешивания шпинделей и муфт.

Трефообразные шшндели

Трефообразные шпиндели имеют цилиндрическую среднюю часть и трефы (по краям), сечение которых идентично сечениям трефов соединяемых валков.

а) По конструкции различают трефы обыкновенные (фиг. 409, а), с закругленными краями (фиг. 409, б), со сферическими головками (фиг. 409, в).

Первые применяются на мелкосортных станах при незначительном подъеме рабочих валков, оба других — на станах, имеющих большой подъем верхнего валка.

Для облегчения веса шпинделей последние делаются пустотелыми (фиг. 409, г). В старых проволочных и мелкосортных станах шпиндели иногда имеют квадратное сечение.

В современных станах шпиндели всех перечисленных типов вытесняются универсальными шпинделями (см. § 2).

б) Шпиндели изготовляются из стального литья или кованой стали с временным сопоставлением — 50—60 кг/см2 при относительном удлинении = 15—16%.

в) Размеры соединительных шпинделей подбираются по эмпирическим зависимостям, установленным на основе практики ряда заводов. Минимальная длина шпинделя (фиг. 409, а) принимается равной l2 = 4 l1 + (30 -45) мм, с таким расчетом, чтобы на нем помещались

две сдвинутые муфты и, кроме того, оставалось бы место для захвата шпинделя канатом крана.

Угол подъема шпинделей, соответствующий величине подъема рабочего валка, обычно берется равным = 3 —7°, максимальный угол подъема — около 12°. Длина шпинделя в зависимости от величины подъема принимается примерно в 7—12 раз больше величины подъема рабочего валка.

Остальные размеры шпинделей принимаются равными (фиг. 409, а): А =0,37 d1, d2 = 0,60 d1, С = 2,10 l1; S = 4,20 l1, где d1 — наружныйдиаметр шпинделя, d2 — внутренний диаметр шпинделя.

Гавриленко рекомендует принимать минимальный диаметр шпинделя

где d— диаметр шейки валка.

Соединительные шпиндели работают только на кручение, поэтому расчет их на прочность ведется по максимальному крутящему момент;

где D — диаметр рабочего валка;

d — диаметр шейки;

f и f1 — соответственно коэффициенты трения металла о валок (f = 0,2) и шейки во вкладышах (f1 = 0,1).

Так как соединительные шпиндели большей частью имеют круглое сечение, то момент сопротивления их в наиболее тонкой части

откуда

Допускаемое напряжение берется: для стального литья Rd=800—900 кг/см2, для кованой стали Rd= 1100—1200 кг/см2.

Трефообразные муфты

Соединительные муфты трефсобразного сечения встречаются двух основных типов: гладкие (фиг. 410, а) и с уступами, так называемые редукционные (фиг. 410, б).

С наружной стороны муфты могут иметь гладкую цилиндрическую или, для облегчения веса, фигурную форму.

Муфты изготовляются из чугуна и литой стали невысокого ее с значительно меньшими допускаемыми напряжениями на кручение, чем у шпинделей.

Муфты служат в качестве предохранительных деталей, и размеры их подбираются с таким расчетом, чтобы при перегрузках стана муфты ломались раньше шпинделей или каких-либо других дорогостоящих деталей стана.

Длина муфт принимается равной:

где и — длины трефов валков, входящих в соединена с муфтой.

Толщина стенки принимается равной

где d1 — диаметр трефа.

Нижний предел указанной зависимости относится к листовым станам, верхний — к крупносортным.

Остальные размеры муфт выбираются конструктивно.

Поперечное сечение муфты проверяется на прочность из условия скручивания ее вращающим моментом, приходящимся на данный вал:

где — действительное напряжение на кручение.

Если полученные значения превышают допускаемые напряжения на кручение Rd (для чугуна 350—450 кг/см2, для стального литья 700—800 кг/см2), необходимо увеличить размеры муфты или выбрать более прочный материал.

Зазоры между муфтами и соединительными шпинделями допускаются в 5—10 мм. Таким образом