ШАРНИРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ РАМЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1998 года по МПК F16C11/00 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно, к шарнирно-сочлененным рамам, преимущественно, дорожно-строительных машин.

Известно подвижное резьбовое соединение, в котором палец выполнен с резьбой, соединяющей его ос проушиной [1].

В данном соединении требуется фиксация пальца в двух направлениях.

Известно также шарнирное соединение рамы, содержащее два соосных пальца одной секции рамы, проушины и вилки другой секции [2].

Основными недостатками указанных конструкций шарнирного соединения рам являются наличие зазоров в соединении палец-проушина, сложность сборки, значительные размеры (радиальные) из-за установки опорных шайб, подшипников или втулок, а также необходимость устанавливать ее элементы с высокой точностью. Указанные недостатки отрицательно влияют также и на технологические возможности машин, к которым предъявляются требования повышенной точности выдерживания заданного положения ее рамы.

Технический результат изобретения - повышения кинематической жесткости и прочности соединения.

Поставленный результат достигается тем, что в шарнирном соединении рамы транспортного средства, содержащем пару соединительных элементов в соосных пальцах, соединяющих проушины одной секции рамы с вилками другой секции и стопорные элементы пальцев, каждый палец выполнен ступенчатым с резьбой, соединяющей его с проушиной, причем он установлен до упора своим промежуточным торцом в вилку, при этом зазоры между проушиной и вилкой определяют по формуле:
,
где
S - зазор между проушиной и вилкой;
t - шаг резьбы;
α_max - максимальный угол поворота одной секции рамы относительно другой секции.

На фиг. 1 изображено шарнирное соединение рамы транспортного средства, /вид сбоку - разрез/; на фиг. 2 - сечение А на фиг. 1.

Шарнирное соединение рамы транспортного средства содержит два соединительных элемента, два ступенчатых резьбовых пальца 1 и 2, соединенных резьбой 3 с проушинами 4 полурамы 5, и входящие концевыми частями в вилки 6 полурамы 7 таким образом, что их промежуточные торцы 8 и 9 совпадают с торцами 10 и 11 вилок 6, при этом между торцами проушин 4 и вилок 6 образованы зазоры. Пластинчатый стопор 12 установлен в пазах каждого пальца 1 и 2 и в пазах вилок 6.

Шарнирное соединение имеет во время работы одну степень свободы в пределах конструктивно заданного максимального угла.

На фиг. 2 показано расположение рабочей поверхности резьбы.

Рабочая поверхность резьбы, имея большую винтовую поверхность, расположенную под углом к оси пальца, передает осевые и радиальные нагрузки при малых удельных давлениях. При этом нагрузка равномерно распределяется по виткам резьбы.

Описанный шарнир работает следующим образом.

При сборке ступенчатый палец 1 ввинчивается в проушину 4 полурамы 5 до упора во внутренний торец вилки полурамы 7. Аналогично завинчивается и палец 2. При затягивании пальцев 1 и 2 все зазоры в резьбовом соединении выбираются, рабочие поверхности резьб плотно прилегают друг к другу. Имеется возможность регулировать величину зазора или создать необходимый натяг независимо от точности изготовления деталей.

Предложенная конструкция позволяет компенсировать зазоры, возникающие от износа в процессе эксплуатации. После регулирования зазоров соединения пальцы 1 и 2 удерживаются от проворота стопором 12 в пазах полурамы 5. При взаимном перемещении полурам 5 и 6 проушины полурамы 5 вращаются вокруг пальцев 1 и 2 и одновременно перемещаются по пальцам в осевом направлении по винтовой линии резьбы.

Описанная конструкция обладает оригинальной схемой передачи усилий, что позволяет соединению выдерживать большие нагрузки. При возникновении осевой силы P₁ сила с проушины через резьбу и ступень пальца передается на внутренний торец вилки полурамы 7. При этом осевая сила равномерно распределяется по виткам резьбы и получается большая площадь рабочей поверхности в малом объеме. При изменении направления действия осевой силы, сила P₂, нагрузка передается аналогично через второй палец 2. Момент трения, возникающий при взаимном перемещении полурам, передается одновременно через два пальца на стопорные устройства и через них - на наружные торцы вилок полурамы 7.

Нагрузка в каждом пальце передается только через одну поверхность резьбы, вторая поверхность резьбы является нерабочей и там постоянно имеется зазор. Вилки одной полурамы никогда не касаются проушины другой полурамы. Каждая из полуосей передает осевую силу только в одном направлении и только через рабочую поверхность резьбы.

Шарнирное соединение рамы транспортного средства может быть использовано в транспортном машиностроении, преимущественно, в дорожно-транспортных машинах. Шарнирное соединение содержит раму из двух секций, одна из которых выполнена с проушинами, а другая - с вилками, соединенными двумя соединительными элементами, оно снабжено стопорными элементами, каждый из которых установлен на соответствующем соединительном элементе. Соединительные элементы установлены соосно и каждый выполнен в виде ступенчатого пальца с резьбой, соединяющего его с соответствующей проушиной, и установлен до упора своим промежуточным торцом в вилку. Проушины и вилки установлены друг относительно друга с зазором, величину которого определяют по предложенной зависимости. Применение предложенного шарнирного соединения позволяет повысить кинематическую жесткость и прочность соединения. 2 ил.

Шарнирное соединение рамы транспортного средства, содержащее раму из двух секций, одна из которых выполнена с проушинами, а другая - с вилками, соединенными двумя соединительными элементами, отличающееся тем, что оно снабжено стопорными элементами, каждый из которых установлен на соответствующем соединительном элементе, при этом соединительные элементы установлены соосно и каждый выполнен в виде ступенчатого пальца с резьбой, соединяющей его с соответствующей проушиной, и установлен до упора своим промежуточным торцом в вилку, причем проушины и вилки установлены друг относительно друга с зазором, величину которого определяют по формуле:

где S - зазор между проушиной и вилкой;
t - шаг резьбы;
α_max - максимальный угол поворота одной секции рамы относительно другой секции.