Универсальный шарнир

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i}997875 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23. 12. 81 (21) 3372122/22-02 иц м.кп. с присоединением заявки ¹â€”

В 21 В 35/14

Государственный комитет

ССС P по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК621.771. .2.06-88 (088. 8) Опубликовано 230283. Бюллетень ¹ 7

Дата опубликования описания 230283

В.П. Бардин, Л.И. Бобров, Ю.Л. Стерник и В.A. Яблоновский р|"." .;;,;; „

I:у н :::Гг1., / ) i;;,:;Б;.тт.=.сг: .: .:д

Колпинское отделение Всесоюзного научно-ис гледоватетльтского н нроектно-конструкторского ннстнтута метйнлуттг«несхерр наннностроеннн (72) Авторы изобретения (71 ) 3a яв итель (54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИАРНИР

Изобретение относится. к машиностро ению и может быть использовано для передачи крутящих моментов между несоосными валами в крупногабаритных

Машинах, например металлургических, бумагоделательных и т.п.

Известен универсальный шарнир для привода тяжелонагруженных шпинделей прокатных станов, выполненный в виде шарнира Гука с подшипниками качения в подвижных элементах (lj.

Недостатком этого шарнира являет-„ ся малая.нагрузочная способность из-за высоких контактных напряжений в элементах качения.

Известен универсальный шарнир, содержащий лопасть, вилку с цилиндрической расточкой и расположенные между ними вкладыши, каждый из которых имеет среднюю центрирующую часть, зафиксированную от осевого перемещения, и боковые части, сопрягающиеся рабочими плоскостями трения лопасти и цилиндрической поверхностью трения вилки (2).

Недостатком известного шарнира является то, что увеличение зазоров в шарнире по мере износа контактирующих поверхностей приводит,к повышению динамических напряжений и повышенному износу шарниров, особенно при реверсивных нагрузках, а вызываемое износом вкладышей изменение положейия т лопасти в шарнире вызывает износ цент. рирующих элементов шарнира.

Целью изобретения является новышение эксплуатационной надежности и долговечности путем компенсации износа сопряжений.

Поставленная цель достигается тем, что в универсальном шарнире, содержащем лопасть, вилку с цилиндрической расточкой и расположенные между ними вкладыши, каждыми из которых имеет среднюю центрирующую часть, зафиксированную от осевого перемещения, и боковые части, сопрягающиеся с рабочими плоскостями трения лопасти и цилиндрической поверхностью трения вилки, лопасть в шарнире установлена рабочими плоскостями под углом к оси цилиндрической расточки, при этом каждый вкладыш также имеет уклон Щз плоской поверхности, а боковые чафи, выполнены неравной толщины и по меньшей мере одна из них установлена с воэможностью перемещения вдоль оси расточки вилки.

Кроме того, угол между осью лопасти и .осью цилиндрической поверхности

997875 ра"точки вилки составляет 2-12, прио чем наиболее предпочтительная его величина равна 4-8

При этом боковые части каждого вкладыша соединены между собой с возможностью совместного перемещения в 5 направлении уменьшения. зазора между лопастью и расточкой в вилке.

Причем каждый вкладыш снабжен пружинами, установленными между центральной и одной из боковых частей. 10

На фиг. 1 изображен предлагаемый универсальный шарнир, общий ннд; на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 2.

Ыарнир содержит лопасть 1, вилку 2 и расположенный между ними центрирующий элемент, выполненный в виде двух вкладышей 3, наружная цилиндрическая поверхность которых сопрягается с цилиндрической расточкой вилки 2, а плоские поверхности — с плоскостями лопасти 1. Каждый вкладыш 3 ныполнен составным иэ центральной части 4 и боковых 5 и 6, причем центральны части зафиксированы от 25 осевого перемещения с помощью буртов 7,которые входят в соответствую щий цилиндрический паз вилки и соединены между собой осью 8. На оси 8 насажен камень 9, боковые грани ко- З0 торого сопрягаются с пазом лопасти.

Плоскости лопасти установлены под углом к оси цилиндрической расточки вилки, что позволяет эа счет, перемещения боковых частей вкладыша 35 компенсировать износ поверхности трения шарнира и свести к минимуму зазоры между элементами шарнира.

Угол наклона плоскостей лопасти -к оси расточки вилки должен лежать н 40 пределах 2-12 . При углах, меньших

2О для компенсации реально возникающих в шарнирах величин износа вкладышей потребуются очень большие неличйны хода боконых частей. 5 и 6, 45 что существенно снижает площадь поверхностей трения, при углах, больших 12, значительно Увеличиваются силы, выталкивающие вкладыши из клинового зазора, и ослабляется сечение лопасти и вилки. Оптимальный угол наклона плоскостей лопасти к оси расточки лежит в пределах 4-8 ; При таких углах вкладыши удерживаются в зазоре за счет сил трения и обеспечивается компенсация износа вкладышей в пределах 3-6 мм, что соответствует реальным величинам износа вкладышей.

Боковые части 5 и 6 каждого вклаЖпаа:Х установлены с возможностью перемещения вдоль оси цилиндрической расточки вилки. При этом для нереверсивных передач момент предпочтительно передавать через боковую часть 5 большого размера. и тем самым увели- .65 чить поверхности трения и сократить контактные напряжения. В случае ренерсинных передач боковые части 5 и 6 целесообразно связать между собой, например, тягами 10, в концевые проушины которых входят зафиксированные на резьбе оси 11 °

Перемещение боковых частей 5 и б или в случае нереверсивных передач одной из них может осуществляться, например, под действием пружин 12, усилие которых направлено параллельно оси цилиндрической расточки вилки в сторону боковой части меньшей толщины.

При работе шарнира крутящий момент передается от лопасти 1 через боковые части 5 и б вкладышей 3 к вилке 2, а при перекосе налов их относительное смещение обеспечивается при вращении за счет скольжения плоскостей лопасти по плоскостям вкладышей 3 и поворота цилиндрических поверхностей вкла. дышей по цилиндрической расточке вилки 2. При износе поверхностей скольжения боковые части 5 и 6 под действием пружины 12 вдвигаются в зазор между цилиндрической расточкой вилки и плоскостями лопасти, компенсируя износ шарнира и выбирая образующиеся зазоры. При разборке-сборке шарнира винтами 13 могут быть созданы зазоры между плоскостями вкладышей и лопасти, обеспечивающие легкую раз боркусборку шарнира. Подобные винты могут использоваться вместо пружин для перемещения боковых частей вкладышей и в противоположном направлении и их последующей фиксации.

Когда универсальный. шарнир используется для передачи несимметричных ренерсинных или нереверсивных нагрузок и износ частей 5 и б неодинаков, тяги 10 целесообразно исключить, а каждую часть 5 и б перемещать и фиксиронать независимо. В случае нереверсивной нагрузки возможно также.выполнение части б неподвижной или объединение между собой частей 4 и б вкладыша.

Предлаraемое изобретение обеспечивает автоматическую компенсацию износа поверхностей трения .при работе шарнира и позволяет практически исключить зазоры в шарнире, а также снизить динамические нагрузки на детали приводной линии станон.

Внедрение изобретения позволяет н 1,5-4 раза снизить динамические нагрузки в деталях привода, уменьшить износ вкладышей и увеличить срок их службы за счет использования вкладышей с большими величинами износа.

Это повышает долговечность самого шарнира н 1,5-2 раза, а долговечность шестеренных клетей, валов и других деталей главного привода стана на

10-15%.

- -997875

По сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает повыше-нь е долговечности шарнира в 1,5-2 раза при уменьшении динамических нагрузок на валопровод.

Использование предлагаемого изобретения обеспечивает экономическую эффективность примерно 30-40 тыс.руб.

Формула иэ обретения!

1. Универсальный шарнир, содержащий лопасть, вилку с цилиндрической расточкой и расположенные между ними вкладыши, каждый иэ которых имеет .среднюю центрирующую часть, зафикси- . 15 рованную от осевого перемещения, и боковые части, сопрягающиеся с рабочими плоскостями трения лопасти и цилиндрической поверхностью трения вилки, отличающийся тем, 2О что, с целью повышения эксплуатацион ной надежности и долговечности путем компенсации износа сопряжений, лопасть в шарнире установлена рабочими. плОскОстями под углОМ к Оси цилиндри- 25 ческой расточки, при этом каждый вкладыш также имеет уклон по плоской поверхности, а боковые части выполнены неравной толщины и по меньшей мере одна из них установлена с воэможностью перемещения вдоль оси расточки вилки.

2. Иарнир по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что угол между осью лопасти и осью цилиндрической поверхности расточки вилки равен 2-12 С, причем наиболее предпочтительная его величина равна 4-8

3. Ыарнир по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью равномерной компенсации износа при реверсивной нагрузке, боковые части каждого вкладыша соединены между собой с воэможностью совместного .перемещения в направлении уменьшения зазора между лопастью и расточкой в вилке.

4. L1àðíèð по пп. 1-3, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью .автоматической компенсации износа при работе, каждый вкладыш снабжен пружинами, установленными между центральной и одной иэ боковых частей.

Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 203388, кл. F 16 D 3/33, 1967.

2. Патент Франции М 2.096.087. кл. F 16 D 3/00, .1972.

997875

b-6 подвернуто

Составитель Ю. Зарапин

Техред Т.Маточка

Корректур И. Демчук

Редактор Г. Ус

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Эаказ 1010/13 Тираж 814 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5