Универсальный шарнир
Иллюстрации
Реферат
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ
СОЮЭ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11), ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3489630/22-02 ,(22) 07.09.82 (46) 07 01 84. Вюл. У 1 (72) A.М.Селезнев .(53) 621.771.2.06-88(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
)) 889167, кл. В 21 В 35/14, 1979.
2. Патент ФРГ Р 3028455, кл. В 21 B 35/14, опублик. 18.03.82. (54)(57) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ 1))АРНИР, включающий лопасть, охватывающую ее вилку, размещенные между лопастью и вилкой основные вкладыши с выпуклой криволинейной поверхностью и взаимодействующие с ними дополнительные вкладыши с соответствующей вогнутой криволинейной поверхностью, 3(Я) В 21 В 35 14 Р 16 П 3 16 установленные в соответствующих гнездах вилки пружины, упирающиеся в дополнительные вкладыши, и резьбовые пробки, закрывающие гнезда в вилке, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности шарнира в работе путем уменьшения износа, дополнительные вкладыши выполнены в виде втулок, а на плоских опорных поверхностях основных вкладышей выполнены карманы с отверстиями, соединяющими их через отверстия втулок с гнездами в общие полости, заполненные жидкостью, при этом площадь попереч ного сечения..карманов меньше площади поперечного сечения гнезд.
10б5050
Ностью и взаимодействующие с ними дополнительные вкладыши с соответ"ствующей вогнутой криволинейной поверхностью, устанонленные в сооТветствующих гнездах вилки пружины, упирующиеся в дополнительные вкладыши, и реэьбоные пробки, эакры вающие гнезда в вилке, дополнительные вкладыши выполнены в виде втулок, а на плоских опорных поверхностях основных вкладышей выполнены карманы с отверстиями, соеди. няющими их через отверстия втулок с гнездами в общие полости, заполненные жидкостью, при этом площадь поперечного сечения карманов меньше площади поперечного сечения гнезд.
Кроме того, между поверхностями втулок и гнезд, между криволинейными поверхностями втулок - криволинейными поверхностями основных нкладншей и/или между плоскими поверхностями вкладышей и лопастью установлены уплотнения.
Кроме того, полости соединены между собой в общую подпитывающую магистраль через обратные клапаны.
Кроме того, отверстия но вкладышах выполнены резьбовыми с диаметром резьбы, меньшим диаметра соосных пар отверстий на вилке. (На фиг. 1 показан универсальный шарнир с местным вырезом, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-A на фиг.1; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 2, в увеличенном масштабе.
Универсальный шарнир состоит из лопасти 1, охватывающей ее вилки 2, размещенных между лопастью и вилкой вкладышей 3 с криволинейной и плоской опорными поверхностями, пальца 4, установленного, на вилке, камня 5, установленного на пальце. На щеках вилки со сторо- ны вкладышей выполнены гнезда б, а шарнир снабжен дополнительными вкладышами, выполненными в виде втулок 7 с ответными криволинейными поверхностями 8 на торце, повторяющими кри.
2, Шарнир по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что между поверхностями втулок и гнезд, между криволинейными поверхностями втулок и основных вкладышей.и/или между плоскими поверхностями вкладышей и лопастью установлены уплотнения.
3. Шарнир по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что полости соедиИзобретение относится к узлам и деталям машин и, в частности, может быть использовано в конструкциях шарниров шпинделей привода рабочих валков прокатных станов.
Известен универсальный шарнир, включающий лопасть, охватывающую ее вилку, размещенные между лопастью и вилкой вкладыши с криво линейной и плоской опорными поверхностями, палец, установленный на вилке, камень, установленный на пальце. В этом шарнире криволинейная опорная понерхность выполнена бочкообразной, а поверхности лопасти, контактирующие с камнем, плоскими Ц .
Недостаток известного шарнира состоит в том, что из-за трения скольжения между твердыми трущимися поверхностями при высоких нагрузках происходит износ этих поверхностей,. что снижает надежность работы шарнира.
Известен универсальный шарнир, включающий лопасть, охватывающую ее вилку, размещенные между лопастью и вилкой основные нкладыши с выпуклой кринолинейной поверхностью и взаимодействующие с ними дополнительные вкладыши с соответствующей вогнутой криволинейной поверхностью, установленные н соответствующих гнездах вилки пружины, упирающиеся в дополнительные вкладыши, и резьбовые пробки, закрывающие гнезда в.вилке (2) ..
Недостатки этого шарнира те же, что и в предыдущем, хотя здесь воаможна определенная компенсация износа.
Цель . изобретения — повышение надежности шарнира в работе путем уменьшения износа.
Поставленная цель достигается тем, что в универсальном шарнире, .включающем лопасть, охватывающую ее вилку, размещенные между лопастью и вилкой основные вкладыши с выпуклой криволинейной поверх5
45 иены между собой в общую подпитынающую магистраль через обратные клапаны.
4. Шарнир по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что отверстия но вкладышах выполнены реэьбоными с диаметром резьбы меньшим диаметра соосных пар отверстий на вилке, 1065050.
60 волинейные поверхности вкладышей, установленными в гнездах с зазором относительно днищ гнезд и контактирующими своими криволинейными поверхностями с криволинейными поверхностями вкладышей, на плоских опорных поверхностях которых выполнены карманы 9 с резьбовыми отверстиями
10, соединяющими карманы через отверстия втулок с гнездами в общие полости, которые заполнены жидкостью. Площадь поперечного сечения карманов меньшие площади поперечного сечения гнезд, т.е. о /4 с
< «1)„(4 (фиг. 3) . Между втулками и днищами .. гнезд могут быть установлены пружины 11. Между поверхностями втулок — поверхностями гнезд, криволинейными поверхностями втулок - криволинейными поверхностями вкладышей, между плоскими поверх- 20 ностями вкладышей и лопастью могут быть установлены уплотнения 12 — 14.
Полости могут быть соединены между собой в общую подпитывающую магистраль 15 через обратные клапаны 16. 25
На вилке выполнены соосные пары отверстий 17, выхоцящие в гнезда и закрытые пробками 18. Помимо других функций, эти отверстия являются технологическими в период 30 изготовления вилки 2 и служат для укладки в них бортштанги при расточке гнезд 6. Контактирующие друг с другом криволинейные поверхности вкладышей 3 и втулок 7 могут быть выполнены (в порядке предпочтения) сферическими, бочкообразными, цилиндрическими.
Особенности сборки шарнира и
40 непосредственная его работа состоят в следуищем.
В процессе сборки в гнезда б устанавливают пружины 11, втулки 7, вкладыши 3, а в резьбовые отверстия 10 вкладышей 3 ввертывают через отверстия 17 технологические шпильки или болты (не показаны) и фиксируют указанные детали относительно вилки 2. После этого лопасть 1 вводят между вкладышами 3, выкручивают технологические шпильки или болты, закрывают отверстия
1? пробками 18 и устанавливают остальные детали (Фиг. 2}. После сборки полости шарнира, образован- 55 ные гнездами б, отверстиями во втулках 7, отверстиями 10 и карманами 9 во вкладышах 3, заполняют рабочей жидкостью. Для этого выкручивают одну иэ пробок 18, к подпитывающей магистрали 15 подводят давление и через соответствующий клапан 16 заливают указанную полость жидкостью до тех пор, пока через отверстие 17 .не, Выйдет воздух и полость окажется полностью заполненной жидкостью.
После этого пробку 18 устанавливают на свое место. Аналогичным образом заполняют остальные полости. В процессе заливки полостей жидкостью пружины 11 прижимают втулки 7 к вкладышам 3, а последние - к лопасти 1 .и не дают возможности жидкости вытекать иэ полостей.
В процессе передачи шарниром крутящего момента крутящий момент
М« передается от лопасти 1 на два .диаметрально расположенных вкладыша 3 При этом результирующие усилия от давления лопасти 1 на вкладыши 3 равны М = М «р! Ь (фиг. 2} . Усилия и
О через вкладыши 3 передаются на втулки 7 и далее .через жидкость, которой заполнена каждая полость, образованная гнездами б, отверстиями во втулках 7, отверстиями 10 и карманами 9 во вкладышах 3, передаются иа вилку 2, вновь преобразуясь в крутящий момент. Усилия Й вызывают в укаэанных полостях давление жидкости
p = -- ; — = -;- -- (фиг.3) . Вследе..
Н 4« OD.!4 "it D< ствие того, что площадь поперечного сечения карманов 9 меньше площади поперечного сечения гнезд б, т.е. 2 р7
< ---- --, под действием дав4 4 ления P в жидкости втулки 7 постоянно прижимают вкладыши 3 < лопасти 1 ъ в .ав усилием Q = Р -- - — ----} полос4 ти оказываются самоуплотняющимися, так как повьпаение давления Р под действием передаваемого крутящего момента приводит к увеличению усилияЯ .
При компенсации шарниром угловых перекосов соединяемых валов втулки 7 своими криволинейными поверхностями 8 проскальзывают по, криво- линейным поверхностям вкладышей 3, обеспечивая тем самым проворот вилки 2 относительно лопасти 1 в продольном направлении. В то-.. же время вкладыши 3 совместно с вилкой 2 проскальзывают по лопасти 1, а вилка 1 проворачивается относительно оси пальца 4 с камнем 5 ° При этом уплотнения 12 - 14, если они имеются в конструкции шарнира, дополнительно препятствуют вытеканию жидкости из полостей. В случае если некоторое вытекание жидкости иэ полостей в процессе эксплуатации и происходит, жидкость через подпитывающую магистраль 15 и обратные клапаны 16 подкачивается в полости..
Подкачивание жидкости в зависимости от особенностей режимов работы шарнира может выполняться не-прерывно в процессе вращения шарнира либо в паузах, когда шарнир не вращается.
1065050
ВНИИПИ Заказ 10926/9 Тираж й01 Подписное фили ал ППП "Патент", г. Ужй"ород, ул. Проектная, 4
В процессе работы шарнира большая часть усилий И от крутящего момента передается от лопасти 1 к вилке 2 непосредственно через жидкость в попостях, а меньшая часть через участки скольжения вкладышей 3 и втулок 7. Эти участки выполняют функцию уплотнений.
Вследствие того, что на участках деталей шарнира, где крутящий момент. передается через жидкость, износ деталей отсутствует, а эти участки в процессе работы шарнира непрерывно обновляются, уменьшается общий износ деталей шарнира, повы° шается его надежность. Кроме того, надежность работы шарнира повышается иэ-за того, что износ участков деталей, которые выполняют функ. цию уплотнений и передают крутящий момент при скольжении, не влияет на работоспособность шарнира, так как этот износ компенсируется закачкой в полости небольшой порции жидкости. В результате этого на трущихся поверхностях шарнира постоянно отсутствуют зазоры, что устраняет образование наклепа из-за ударов при работе шарнира, которые имеют место ;.при наличии зазоров.
Это в свою очередь повышает на15 дежность работы шарнира.