привод прокатного стана

Формула изобретения

1. Привод прокатного стана, содержащий двигатели, смонтированные в корпусе быстроходные валы, тихоходные валы, смонтированные коаксиально на подшипниковых опорах и связанные с прокатными валками, и распределительный механизм в виде зубчатых передач, колеса которых смонтированы на быстроходных и тихоходных валах, отличающийся тем, что тихоходные валы выполнены в виде одного тихоходного вала, свободно пропущенного сквозь второй пустотелый тихоходный вал, а подшипниковые опоры валов размещены в корпусе, при этом зубчатые передачи выполнены одноступенчатыми, сквозной тихоходный вал связан непосредственно с прокатным валком, а пустотелый тихоходный вал связан с другим прокатным валком посредством зубчатой передачи с передаточным отношением, равным единице.

2. Привод прокатного стана по п.1, отличающийся тем, что распределительный механизм выполнен в виде цилиндрического дифференциала, одно центральное колесо которого связано со сквозным, а второе - с пустотелым валом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к прокатному производству, а более конкретно к конструкции привода прокатного стана.

Известен привод прокатного стана, содержащий двигатели, быстроходные валы, зубчатые передачи, дифференциальные редукторы и тихоходные валы, связанные с валками (RU 327734, МКИ В21В 35/12). Недостатком такого привода является то, что он имеет значительные габариты.

Известен привод прокатного стана, содержащий двигатель, зубчатую передачу и один дифференциальный редуктор в виде несимметричного дифференциала для поддержания необходимого соотношения крутящих моментов на валках, выходные валы которого соединены с валками (RU 1315058, МКИ В21В 35/12). Недостатком этого привода является то, что он также имеет значительные габариты.

Известен привод прокатного стана, содержащий двигатели, корпус, быстроходные валы, двухступенчатые зубчатые передачи и тихоходные валы, связанные с прокатными валками, причем валы шестерен первых ступеней смонтированы коаксиально, т.е. один вал размещен на подшипниках внутри другого пустотелого, при этом и внутренний и пустотелый валы имеют по одной подшипниковой опоре, размещенной в корпусе (JP 54-40262, МКИ В21В 35/12), конструкция которого принята в качестве прототипа. Недостатком этого привода является малая нагрузочная способность, обусловленная расположением подшипниковых опор внутри полого вала, что создает перелом осей валов и создание консольных нагрузок с концентрацией напряжений по длине зубчатых зацеплений. Кроме этого, угловые скорости полого вала и вала, расположенного внутри него, различны по знаку, что увеличивает относительную частоту вращения подшипников в два раза, при этом вектор циркулирующей нагрузки присутствует одновременно, как на внутреннем, так и на наружном кольцах подшипников, расположенных внутри полого вала. Это в свою очередь требует обеспечения беззазорных посадок для внутреннего и наружного колец во избежание контактной коррозии (фреттинг-процесс). Обеспечить беззазорные (с натягом) посадки одновременно между внутренним и наружным кольцами затруднительно и может привести к потере зазоров между подшипниковыми кольцами и телами качения.

Кроме этого, наличие второй ступени для передачи крутящего момента с внутреннего вала на прокатный валок увеличивает габариты привода, вследствие необходимости ее размещения, а наличие передаточного отношения во второй ступени передачи крутящего момента с полого вала на второй прокатный валок также увеличивает габариты привода вследствие значительного увеличения контактных напряжений в зубчатой передаче при передаточном отношении отличном от единицы.

Задача, решаемая изобретением, заключается в уменьшении габаритов привода прокатного стана при сохранении необходимой нагрузочной способности.

Эта задача решается следующим образом.

В известном приводе прокатного стана, содержащем двигатели, смонтированные в корпусе быстроходные валы, тихоходные валы, смонтированные коаксиально на подшипниковых опорах и связанные с прокатными валками, а также распределительный механизм в виде зубчатых передач, колеса которых смонтированы на быстроходных и тихоходных валах согласно изобретению, один тихоходный вал пропущен сквозь второй тихоходный вал свободно, а подшипниковые опоры валов размещены в корпусе, при этом зубчатые передачи выполнены одноступенчатыми, сквозной тихоходный вал связан непосредственно с прокатным валком, а полый тихоходный вал связан с другим валком посредством зубчатой передачи с передаточным отношением равным единице.

Кроме этого, распределительный механизм может быть выполнен в виде цилиндрического дифференциала, одно центральное колесо которого связано со сквозным валом, а второе - с пустотелым.

Свободное размещение одного тихоходного вала внутри второго тихоходного вала позволяет для каждого вала иметь две подшипниковые опоры, размещенные в корпусе, при этом валы имеют одинаковые по знаку и величине угловые скорости, а вектор циркулирующей нагрузки присутствует только на внутренних кольцах подшипниковых опор, частота вращения в подшипниках снижается в два раза, что существенно повышает нагрузочную способность, а выполнение зубчатой передачи одноступенчатой позволяет при этом сократить габариты привода.

Выполнение распределительного механизма в виде дифференциала в совокупности с коаксиальным размещением тихоходных валов позволяет дополнительно сократить массу привода при большой нагрузочной способности.

На фиг.1 изображен общий вид привода прокатного стана с распределительным механизмом в виде цилиндрической зубчатой передачи.

На фиг.2 изображен общий вид привода прокатного стана с дифференциальным распределительным механизмом.

Привод прокатного стана (исполнение по фиг.1) состоит из двух двигателей 1, 2, корпуса 3, в котором смонтированы два быстроходных вала 4, 5, два тихоходных вала 6, 7, и распределительный механизм в виде одноступенчатых зубчатых передач, каждая из которых состоит из двух зубчатых колес: колес 8, 9, смонтированных соответственно на валах 4, 6 и колес 10, 11, смонтированных соответственно на валах 5, 7. Тихоходный вал 6 выполнен пустотелым, а тихоходный вал 7 свободно пропущен сквозь него. Вал 6 имеет подшипниковые опоры 12, 13, смонтированные в корпусе 3, а вал 7 имеет подшипниковые опоры 14, 15, также смонтированные в корпусе 3. На пустотелом валу 6 смонтирована шевронная шестерня 16, находящаяся в зацеплении с шевронной шестерней 17, установленной на валу 18 в корпусе 3, причем передаточное отношение зацепления равно единице.

Тихоходный вал 6 и вал 18 посредством универсальных шпинделей 19, 20 связаны с рабочими валками прокатного стана 21, 22.

В приводе прокатного стана с дифференциальным распределительным механизмом (исполнение по фиг.2) дополнительно имеется зубчатое колесо 23, смонтированное на подшипниковых опорах 24, 25, в корпусе 3, который находится в зацеплении с колесами 8, 10. Внутри колеса 23 смонтированы сателлиты 26, 27, находящиеся в зацеплении с колесами 9, 11, являющимися в данном исполнении центральными колесами дифференциала.

Привод работает следующим образом.

Крутящий момент от двигателей 1, 2 через распределительный механизм (либо цилиндрический зубчатый, либо цилиндрический дифференциальный) передается на тихоходные валы 6, 7. Со сквозного вала 6 вращение передается непосредственно через шпиндель 19 на рабочий валок 21, а вращение с пустотелого вала 7 через шестерни 16, 17 и шпиндель 20 передается на рабочий валок 22.

Поскольку коаксиальные тихоходные валы 6, 7 имеют подшипниковые опоры, смонтированные в корпусе 3, они имеют одинаковые по знаку и величине угловые скорости, а вектор циркулирующей нагрузки присутствует только на внутренних кольцах подшипниковых опор, частота вращения в подшипниках снижается в два раза, что существенно повышает нагрузочную способность, а выполнение зубчатой передачи одноступенчатой позволяет при этом сократить габариты привода.