ШАРНИР Российский патент 2004 года по МПК F16C11/06 F16M11/12 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к круговым фермам для подвески криогенных емкостей, а также к стержневым системам для установки агрегатов снаружи или внутри криогенной емкости.

Соединение стержней в круговую ферму с помощью шарниров для компенсации монтажных смещений и температурных перемещений требует от шарнира шесть степеней свободы, так как он должен обеспечить три степени свободы одному стержню и три степени свободы присоединенному стержню.

Известны шарниры самых разнообразных схем и конструкций (см. С.Н. Кожевников, Я.И. Есипенко, Я.М. Раскин. Механизмы. - М.: Машиностроение, 1976 г., стр. 66; рис.2.11а) один из которых взят за аналог.

Такой шарнир используется в несиловых узлах, как, например, в рукоятках переключения передач коробок скоростей, и является кинематической парой третьего рода (три вращения, три степени свободы).

Из того же источника взят прототип (см. С.Н. Кожевников, Я.И. Есипенко, Я.М. Раскин. Механизмы. - М.: Машиностроение, 1976 г., стр.72, рис.2.41) - шарнир, включающий наружную обойму, внутреннюю обойму с прямоугольным окном и сферические элементы.

Такой шарнир используется в силовых узлах, но опять же является кинематической парой третьего рода (три вращения, три степени свободы).

Задача предлагаемого изобретения - обеспечить сборку стержней в круговую силовую ферму с компенсацией монтажных смещений и температурных перемещений криогенной емкости за счет установки в местах сочленения стержней фермы шарниров с шестью степенями свободы.

Техническим результатом является возможность сборки стержней в круговую силовую ферму с компенсацией монтажных смещений и температурных перемещений криогенной емкости.

Задача достигается тем, что в шарнире, включающим наружную обойму, внутреннюю обойму прямоугольным окном и сферические элементы, последние выполнены в виде шаровых сегментов, установленных в наружной обойме и симметричного относительно своей экваториальной плоскости шарового слоя, установленного во внутренней обойме, причем шаровые сегменты и шаровой слой смонтированы на общей оси.

На фиг.1 изображена предлагаемая конструкция шарнира;

на фиг.2 - продольный разрез А-А по фиг.1;

на фиг.3 - один из вариантов взаимного расположения элементов шарнира;

на фиг.4 - крепление круговой фермы с шарнирным узлом к криогенной емкости;

на фиг.5 - крепление круговой фермы с шарнирным узлом и несущей конструкции.

Шарнир состоит из наружной обоймы 1, внутренней обоймы 2 с прямоугольным окном 3, шаровых сегментов 4 и 5, установленных в наружной обойме 1 симметричного относительно своей экваториальной плоскости 6 шарового слоя 7, установленного во внутренней обойме 2 оси 8, на которой смонтированы шаровые сегменты 4, 5 и шаровой слой 7.

Для сборки круговой фермы из шарниров и присоединенных к ним стержней 9 и 10 служат фитинги 11 и 12.

С помощью фитингов 11 и 12 круговая ферма крепится к криогенной емкости и силовой конструкции.

Шарнир собирают следующим образом: во внутреннюю обойму 2 через прямоугольное окно 3 вставляют шаровой слой 7, разворачивают на 90°, за счет чего фиксируют от продольных перемещений.

Шаровые сегменты 4 и 5 вставляют в наружную обойму 1, а между ними вставляют внутреннюю обойму 2 с шаровым слоем 7.

В шаровые сегменты 4, 5 и шаровой слой 7 вставляют ось 8, которая объединяет все конструктивные элементы в шарнир.

Наружная обойма 1 с присоединенным стержнем 10 имеет три степени свободы относительно шаровых сегментов 4 и 5.

Внутренняя обойма 2 с присоединенным стержнем 9 имеет три степени свободы относительно шарового слоя 7.

Таким образом, шарнир имеет шесть степеней свободы.

Взаимное расположение шаровых сегментов 4, 5 и шарового слоя 7 возможно как концентрично, так и с эксцентриситетом е, максимальная величина которого е_mах определяется размерами элементов шарнира, а в диапазоне о…е_mах- конструктивной необходимостью.

Конструктивное выполнение оси 8 и ее фиксация не показаны.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к круговым фермам для подвески криогенных емкостей, а также к стрежневым системам для установки агрегатов снаружи или внутри криогенной емкости. Шарнир содержит наружную обойму, в которой установлены сферические элементы в виде шаровых сегментов, и внутреннюю обойму, в которой установлен шаровой слой. Шаровые сегменты и шаровой слой смонтированы на общей оси. Технический результат заключается в возможности сборки стержней в круговую силовую ферму с компенсацией монтажных смещений и температурных перемещений криогенной емкости. 5 ил.

Шарнир, включающий наружную обойму, внутреннюю обойму с прямоугольным окном и сферические элементы, отличающийся тем, что сферические элементы выполнены в виде шаровых сегментов, установленных в наружной обойме, и шарового слоя, установленного симметрично относительно своей экваториальной плоскости во внутренней обойме, причем шаровые сегменты и шаровой слой смонтированы на общей оси.