ШАРНИРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ Российский патент 2004 года по МПК F16C11/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к кинематическим парам с реверсивным вращательным движением, и может использоваться в манипуляторах, исполнительных органах горных машин, в стрелах грузоподъемных устройств.

Известно шарнирное соединение с двумя втулками, установленными с возможностью поворота как относительно охватываемой проушины, так и относительно соединительного пальца, и устройством принудительной фиксации каждой из них относительно охватываемой проушины при одном направлении поворота охватывающей проушины и относительно соединительного пальца при обратном направлении поворота, кроме того, на обоих торцах каждой из указанных втулок выполнены храповые зубья, направления которых на торцах различны, на обоих торцах охватываемой проушины выполнены храповые зубья, форма которых ответна форме зубьев на внешних торцах втулок, а между втулками установлены два разжимаемых пружиной кольца, каждое из которых выполнено с храповыми зубьями на внешнем торце, форма которых ответна форме зубьев на внутреннем торце соответствующей втулки, и со шлицами, установленными с возможностью взаимодействия со шлицами соединительного пальца (SU Авторское свидетельство №1170204 А, кл. F 16 С 11/06, 30.07.85, Бюл. №28).

Недостатком данного шарнирного соединения является невозможность компенсации и регулировки износовых зазоров и сложность конструктивного исполнения механизма принудительной фиксации.

Изобретение решает задачу компенсации и регулировки износовых зазоров и повышения надежности и долговечности шарнирного соединения при одновременном исключении реверсивности трения.

Для этого в шарнирном соединении, содержащем охватывающую проушину, охватываемую проушину, соединительный палец, две втулки и механизм принудительной фиксации, согласно изобретению дополнительно введены распорная втулка, на торцах которой установлены пружинные полукольца, имеющие свободные концы, изогнутые в радиальном направлении к центру шарнирного соединения и взаимодействующие с канавками в виде храповых зубьев, выполненных на части внешних цилиндрических поверхностей двух втулок, и две регулировочные втулки, положение которых относительно охватывающей проушины и соединительного пальца регулируется регулировочной стопорной гайкой, установленные в щеках охватывающей проушины, на внутренних торцах которых закреплены пружинные полушайбы, имеющие в средней части изгиб, вершиной направленный к торцам двух втулок и поджимающий их, и свободный конец, изогнутый в осевом направлении и взаимодействующий с канавками в виде храповых зубьев, выполненными на торцах двух втулок, причем направления свободных концов пружинных полушайб и пружинных полуколец различно, кроме того, средняя часть соединительного пальца выполнена в виде двух конусов, основания которых составляют середину соединительного пальца, а внутренние поверхности двух втулок выполнены также конусными и ответными конусным поверхностям соединительного пальца.

На фигуре 1 изображено шарнирное соединение в разрезе, на фигуре 2 - пружинные полукольца, на фигуре 3 - стопорные полукольца.

Шарнирное соединение содержит соединительный палец 1, охватывающую проушину 2, регулировочные втулки 3, охватываемую проушину 4, втулку охватываемой проушины 5, две втулки 6, торцевые канавки в виде храповых зубьев 7, пружинные полушайбы 8, наружные канавки в виде храповых зубьев 9, распорную втулку 10, пружинные полукольца 11, регулировочная стопорная гайка 12.

Две втулки 6 установлены с возможностью поворота как относительно соединительного пальца 1, так и относительно втулки охватываемой проушины 5. Регулировочные втулки 3 установлены с натягом в щеках охватывающей проушины 2, а соединительный палец 1 установлен также с натягом в регулировочных втулках 3. Профили канавок в виде храповых зубьев 7 и 9 разнонаправлены относительно друг друга в радиальном направлении, и свободные концы пружинных полушайб 8 и пружинных полуколец 11 также разнонаправлены.

В предложенном шарнирном соединении автоматическая компенсация износа достигается за счет упругости изгибов I на пружинных полушайбах 8, а при достижении износовых зазоров большой величины за счет закручивания регулировочной стопорной гайки 12, кроме того, реверсивное трение преобразуется в прерывистое вращательное посредством торцевых и цилиндрических механизмов принудительной фиксации, состоящих соответственно из пружинных полушайб 8, взаимодействующих с канавками в виде храповых зубьев 7 и пружинных полуколец 11, взаимодействующих с канавками в виде храповых зубьев 9.

Шарнирное соединение работает следующим образом. При повороте охватывающей проушины 2 относительно охватываемой проушины 4 в одну сторону, свободные концы II пружинных полушайб 8 входят в зацепление с канавками в виде храповых зубьев 7 двух втулок 6, сообщая движение последним, в то время как свободные концы пружинных полуколец 11 проскальзывают относительно канавок в виде храповых зубьев 9 из-за разного направления образующих деталей центрального и торцевого стопорных механизмов. В этом случае процесс трения происходит между наружной поверхностью двух втулок 6 и внутренней поверхностью втулки охватываемой проушины 5. При реверсировании, т.е. повороте охватывающей проушины 2 относительно охватываемой проушины 4 в обратную сторону, свободные концы пружинных полушайб 8 выходят из зацепления с канавками в виде храповых зубьев 7 и при дальнейшем движении проскальзывают относительно друг друга, одновременно свободные концы пружинных полуколец 11 входят в зацепление с канавками в виде храповых зубьев 9 двух втулок 6, сообщая последним движение. В этом случае процесс трения будет происходить между внутренней поверхностью двух втулок 6 и наружной поверхностью соединительного пальца 1. Таким образом, при реверсивном движении охватывающей проушины 2 и охватываемой проушины 4 относительно друг друга трение между соединительным пальцем 1, двумя втулками 6 и втулкой охватываемой проушины 5, составляющих подшипники скольжения, преобразуется во вращательное, причем процесс трения происходит в двух зонах трения, поочередно между двумя втулками 6 и втулкой охватываемой проушины 5 и между двумя втулками 6 и соединительным пальцем 1, т.е. относительно каждой рабочей поверхности двух втулок 6, и реверсивный процесс трения преобразуется в прерывистый вращательный. Компенсация износовых зазоров достигается за счет изгибов I (фиг.2) на пружинных полушайбах 8, которые поджимают две втулки 6 по направлению к середине шарнирного соединения. При достижении износовых зазоров большой величины, они ликвидируются посредством закручивания регулировочной стопорной гайки 12.

В предложенном шарнирном соединении за счет упругости изгибов на пружинных полукольцах достигается автоматическая компенсация износа поверхностей, а при достижении большой величины износа, последний ликвидируется посредством закручивания регулировочной гайки, кроме того, вращательное движение преобразуется в прерывистое вращательное посредством механизмов принудительной фиксации, состоящих из пружинных полушайб, пружинных полуколец и канавок в виде храповых зубьев, взаимодействующих между собой, в результате чего повышается надежность и долговечность узла трения.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к кинематическим парам с реверсивным вращательным движением, и может использоваться в манипуляторах, исполнительных органах горных машин, в стрелах грузоподъемных устройств. Устройство содержит охватывающую проушину с двумя щеками, охватываемую проушину, соединительный палец, две втулки, механизм принудительной фиксации, распорную втулку, на торцах которой установлены пружинные полукольца, имеющие свободные концы, изогнутые в радиальном направлении к центру шарнирного соединения и взаимодействующие с канавками в виде храповых зубьев, выполненных на части внешних цилиндрических поверхностей двух втулок, и две регулировочные втулки, положение которых относительно охватывающей проушины и соединительного пальца регулируется регулировочной стопорной гайкой, установленные в щеках охватывающей проушины, на внутренних торцах которых закреплены пружинные полушайбы, каждая из которых имеет в средней части изгиб, вершиной направленный к торцам двух втулок и поджимающий их, и свободный конец, изогнутый в осевом направлении и взаимодействующий с канавками в виде храповых зубьев, выполненными на торцах двух втулок, причем направления свободных концов пружинных полушайб и пружинных полуколец различно, кроме того, средняя часть соединительного пальца выполнена в виде двух конусов, основания которых составляют середину соединительного пальца, а внутренние поверхности двух втулок выполнены также конусными и ответными конусным поверхностям соединительного пальца. Технический результат - компенсация и регулировка износовых зазоров и повышение надежности и долговечности шарнирного соединения при одновременном исключении реверсивности трения. 3 ил.

Шарнирное соединение, содержащее охватывающую проушину, охватываемую проушину, соединительный палец, две втулки и механизм принудительной фиксации, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит распорную втулку, на торцах которой установлены пружинные полукольца, имеющие свободные концы, изогнутые в радиальном направлении к центру шарнирного соединения и взаимодействующие с канавками в виде храповых зубьев, выполненных на части внешних цилиндрических поверхностей двух втулок, и две регулировочные втулки, положение которых относительно охватывающей проушины и соединительного пальца регулируется регулировочной стопорной гайкой, установленные в щеках охватывающей проушины, на внутренних торцах которых закреплены пружинные полушайбы, каждая из которых имеет в средней части изгиб, вершиной направленный к торцам двух втулок и поджимающий их, и свободный конец, изогнутый в осевом направлении и взаимодействующий с канавками в виде храповых зубьев, выполненными на торцах двух втулок, причем направления свободных концов пружинных полушайб и пружинных полуколец различно, кроме того, средняя часть соединительного пальца выполнена в виде двух конусов, основания которых составляют середину соединительного пальца, а внутренние поверхности двух втулок выполнены также конусными и ответными конусным поверхностям соединительного пальца.