ШАРНИРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ Российский патент 2025 года по МПК F16C11/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к транспортным средствам с шарнирно-сочлененными рамами.

Известно шарнирное соединение, которое содержит вилку с проушинами и серьгу, которые связаны между собой пальцем и промежуточным средством компенсации эксплуатационных зазоров в виде предварительно растянуто-скрученной пружины с эластичным наполнителем, закрепленной на пальце, причем палец зафиксирован относительно вилки с проушинами специальной планкой (Авторское свидетельство SU №1770624, кл. МПК F16С 11/06, Бюл. №39 от 23.10.92). Недостатком такой конструкции является невозможность автоматической компенсации износовых зазоров, что является причиной недостаточно высокой долговечности трущихся деталей и, как следствие, невысокого рабочего ресурса шарнирного соединения в целом. В конструкции (А.с. №1770624) трение и износ пружины происходит только в серьге, так как пружина помещена не только в серьгу, но и в проушины вилки, а в них пружина не истирается и не изнашивается, так как концы пружины вставлены в пазы пальца, а палец зафиксирован относительно проушин вилки пальцем, то есть вся эта конструкция проворачивается заодно относительно серьги, и трение происходит только по наружной поверхности пружины и внутренней поверхности серьги. Таким образом, пружина имеет возможность только сжиматься, но не раскручиваться, так как раскручиванию препятствует установка пружины в проушинах серьги без радиального зазора и без возможности относительного перемещения в радиальном направлении. Вследствие этого при возникновении износового зазора в зоне трения между наружной поверхностью пружины и внутренней поверхностью серьги пружина, сжимаясь в осевом направлении, только заполняет зону трения смазкой, но не может раскручиваться, увеличиваться в диаметре и компенсировать износовый зазор.

Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение автоматической компенсации износовых зазоров в зоне трения шарнирного соединения, вследствие чего повышается его рабочий ресурс. Указанный технический результат достигается за счет того, что растянуто-скрученная антифрикционная пружина помещена только в серьгу и не перекрывается проушинами вилки, причем концы пружины расположены в канавках в виде спирали выполненных на валу с возможностью перемещения в них при сжимании и раскручивании пружины, в результате чего она увеличивается в диаметре и компенсирует износовый зазор, кроме того, витки пружины имеют квадратное сечение, а конфигурация спиралей на валу обеспечивает необходимую компенсацию износа, но предотвращает заклинивание механизма.

На фиг. 1 представлено шарнирное соединение в разрезе в осевой плоскости, на фиг. 2 - вал шарнирного соединения и его вид А, на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1.

Шарнирное соединение содержит вилку 1 с проушинами 2, в проушины 2 помещены монтажные втулки 3 с внутренней квадратной поверхностью, ответной поверхности концов вала 4 и наружной цилиндрической поверхностью, вал 4, фиксирующие торцевые крышки 5, которые винтами 6 фиксируют монтажные втулки 3 относительно проушин 2. Серьгу 7, в которую помещена растянуто-скрученная антифрикционная пружина 8.

Монтаж шарнирного соединения осуществляется следующим образом. На вал 4 монтируется предварительно растянуто-скрученная антифрикционная пружина 8, фиксирующие концы пружины вставляются в соответствующие направляющие спиралевидные витки вала. Затем на концы вала устанавливаются монтажные втулки 3. Полученная конструкция совмещается с внутренними отверстиями проушин 2 и серьги 7, при этом обеспечивается предусмотренный зазор в зоне трения между наружной поверхностью растянуто-скрученной антифрикционной пружины 8 и внутренней поверхностью серьги 7. После этого монтажные втулки 3 фиксируются винтами 6 посредством фиксирующих торцевых крышек 5 относительно проушин 2 вилки 1.

Шарнирное соединение работает следующим образом. При относительном движении (вращении) серьги 7 и проушин 2 вилки 1 процесс трения будет происходить в зоне трения между внутренней поверхностью серьги 7 и наружной поверхностью растянуто-скрученной антифрикционной пружины 8. При увеличении износового зазора в зоне трения растянуто-скрученная пружина будет раскручиваться, сжиматься, тем самым увеличиваясь в диаметре, и компенсировать износовый зазор.

Конфигурация, угол и частота направляющих спиралевидных витков на валу 4 не позволяют пружине чрезмерно раскручиваться и тем самым заклинивать (блокировать) зону трения, что исключает повышенный износ из-за чрезмерного усилия прижима рабочей поверхности растянуто-скрученной антифрикционной пружины 8 к рабочей внутренней поверхности серьги 7 и исключают, как следствие избыточно сильного фрикционного контакта - возникновение очагов микросваривания и схватывания.

Увеличение внутреннего диаметра растянуто-скрученной антифрикционной пружины 8 на величину износа относительно наружной цилиндрической поверхности вала 4 практически не повлияет, в пределах допустимой погрешности, на прочность и кинематическую точность соединения, так как витки растянуто-скрученной антифрикционной пружины 8 имеют возможность независимо прижиматься к поверхности вала 4 вдоль вектора нагрузок в радиальном направлении.

Кроме того, растянуто-скрученная антифрикционная пружина 8 не будет прокручиваться в направляющих спиралевидных пазах вала 4 при реверсивном движении серьги 7 относительно проушин 2 вилки 1, так как частота витков растянуто-скрученной антифрикционной пружины 8 значительно больше частоты направляющих спиралевидных витков паза, в которые вставляются направляющие на концах растянуто-скрученной антифрикционной пружины 8.

Таким образом, фиксация вала 4 в проушинах 2 вилки 1 обеспечивает процесс трения только между предварительно растянуто-скрученной антифрикционной пружиной 8 и внутренней поверхностью серьги 7, причем пружина расположена только по поверхности вала 4 ответной внутренней поверхности серьги 7, тем самым позволяя, при увеличении износа, раскручиваться пружине 8 и компенсировать износовый зазор. Причем направляющие спиралевидные пазы вала 4 выполнены не по всей поверхности вала, а только по незначительной его части, но достаточной длины для гарантированной (и долгой по времени наработки) компенсации износа, что существенно не повлияет на прочность вала.

Изобретение относится к машиностроению. Шарнирное соединение содержит вилку с проушинами и серьгу, которые связаны между собой пальцем и промежуточным средством компенсации эксплуатационных зазоров в виде предварительно растянуто-скрученной пружины с эластичным наполнителем, закрепленной на пальце. Палец зафиксирован относительно вилки с проушинами планкой. Растянуто-скрученная антифрикционная пружина помещена только в серьгу и не перекрывается проушинами вилки. Концы пружины расположены в канавках в виде спирали, выполненных на валу с возможностью перемещения в них при сжимании и раскручивании пружины, в результате чего она увеличивается в диаметре и компенсирует износовый зазор. Витки пружины имеют квадратное сечение, а конфигурация спиралей на валу обеспечивает необходимую компенсацию износа, но предотвращает заклинивание механизма. Обеспечивается автоматическая компенсация износовых зазоров в зоне трения шарнирного соединения, повышается его рабочий ресурс. 3 ил.

Шарнирное соединение, которое содержит вилку с проушинами и серьгу, которые связаны между собой пальцем и промежуточным средством компенсации эксплуатационных зазоров в виде предварительно растянуто-скрученной пружины с эластичным наполнителем, закрепленной на пальце, причем палец зафиксирован относительно вилки с проушинами планкой, отличающееся тем, что растянуто-скрученная антифрикционная пружина помещена только в серьгу и не перекрывается проушинами вилки, причем концы пружины расположены в канавках в виде спирали, выполненных на валу с возможностью перемещения в них при сжимании и раскручивании пружины, в результате чего она увеличивается в диаметре и компенсирует износовый зазор, кроме того, витки пружины имеют квадратное сечение, а конфигурация спиралей на валу обеспечивает необходимую компенсацию износа, но предотвращает заклинивание механизма.