Универсальный шарнир Советский патент 1984 года по МПК B21B35/14 F16D3/16 

2.Шарнир по п. 1, отличающийся тем, что между поверхностями втулок и гнезд, между криволинейными поверхностями втулок и основных вкладышей;и/нли между плоскими поверхностями вкладышей

и лопастью установлены уплотнения.

3.Шарнир поп. 1, отличаюд и и с я тем, что полости соединены между собой и общую подпитывающую магистраль через обратные клапаны.

4. Шарнир по п. 1, отличающийся тем, что отверстия во вкладьлшах выполнены резьбовыми с диаметром резьбы меньшим диаметра соосных пар отверстий на вилке.

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ

Изобретение относится к узлам деталям иашин и, в частности, может быть использовано в конструкциях шарниров шпинделей привода рабочих валков прокатных станов.

Известен универсальный шарнир, включающий лопасть, охватывающую ее вилку, размещенные между лопастью и вилкой вкладыши с кривопинейной и плоской опорными поверхностями, палец, установленный на вилке, камень, установленный на пальце. В этом шарнире криволинейная опорная поверхность выполнена бочкообразной, а поверхности лопасти, контактирующие с камнем, плоскими ij .

Недостаток изнестного шарнира состоит в том, что из-за трения скольжения между твердыми трущими поверхностями при высоких нагрузк происходит износ этих поверхносте что снижает надежность работы шарнира.

Известен универсальный шарнир, включающий лопасть, охватывающую ее вилку, размещенные между лопастью и вилкой основные вкладыши с выпуклой криволинейной поверхностью и взаимодействующие с ними дополнительные вкладыши с COOTBJSTствующей вогнутой криволинейной поверхностью, установленные в сооветствующих гнездах вилки пружины, упирающиеся в дополнительные вкладыши, и резьбовые пробки, закрывающие гнезда в -вилке 2 . .

Недостатки этого шарнира те же что и в предыдущем, хотя здесь вояможна определенная компенсация износа.

Цель изобретения - повышение надежности шарнира в работе путем уменьшения износа.

Постав.ленная цель достигается тем, что в универсальном шарнире, .включающем лопасть, охватывающую ее вилку, размещенные между лопастью и вилкой основные вкладыши с выпуклой криволинейной поверхностью и взаимодействующие с ними дополнительные вкладыши с соответствующей вогнутой криволинейной поверхностью, установленные в соответствующих гнездах вилки пружины, упирующиеся в дополнительные вкладыши, и резьбовые пробки, закрыт вающие гнезда в вилке, дополнительные вкладыши выполнены в виде вту0 лок, а на плоских опорных поверхностях основных вкладышей выполнены карманы с отверстиями, соединяющими их через отверстия втулок с гнездами в общие полости, запол5 ненные жидкостью, при этом площадь поперечного сечения карманов меньше площади поперечного сечения гнезд.

Кроме того, между поверхностями

Q- втулоки гнезд, между криволинейными поверхностями втулок - криволинейными поверхностями основных вкладышей и/или.между плоскими поверхностями вкладышей и ло5 пастью установлены уплотнения.

Кроме того, полости соединены между собой в общую подпитывающую магистраль через обратные клапаны. Кроме того, отверстия во вкладышах выполнены резьбовыми с диаметром резьбы, меньшим диаметра соосных пар отверстий на вилке.

На фиг. 1 показан универсальный шарнир с местным выреаом, об5 щий вид; на фиг. 2 - разрез А-Л

на фиг.1; на фиг. 3 - узел 1 на

фиг. 2, в увеличенном масштабе.

Универсальный шарнир состоит

из лопасти 1, охватывающей ее вилQ -ки 2, размещенных между лопастью и вилкой вкладышей 3 с криволинейной и плоской опорными поверхностями, пальца 4, установленного, на вилке, камня 5, установленного, а пальце. На щеках вилки со сторо ны вкладышей выполнены гнезда б, а шарнир снабжен дополнительными вкладышами, выполненными в виде втулок 7 с ответными криволинейными поверхностями 8 на торце, повторяющими криволинейные поверхности вкладьпией, установленными в гнездах с зазором относительно днищ гнезд и контактирующими своими криволинейныг.1ипо верхностями с криволинейными повер ностями вкладьлшей, на плоских опор ных поверхностях которых выполнены карманы 9 с резьбовыми отверстиями 10, сбединяющими карманы через отверстия втулок с гнездами в общие полости, которые заполнены жидкостью. Площадь поперечного сечения карманов меньшие площади поперечного сечения гнезд, т.е. (фиг. 3) . Между втулками и днищами ..гнезд могут быть установлены пружины 11. Между поверхностя ми втулок - поверхностями гнезд, криволинейными поверхностями втулок - криволинейными поверхностями вкладышей, между плоскими поверхностями вкладьлшей и лопастью могут быть установлены уплотнения 12 - 1 Полости могут быть соединены между собой в общую подпитывающую магист раль 15 через обратные клапаны 16. На вилке выполнены соосные пары отверстий 17, выходящие в гнезда и закрытые пробками 18. Помимо других функций, эти отверстия явля ются технологическими в период изготовления вилки 2 и с ужат для укладки в них бортштанги при расточ ке гнезд 6. Контактирующие друг с другом криволинейные поверхности вкладьшей 3 и втулок 7 могут б1л выполнены (в порядке предпочтения) сферическими, бочкообразными, цилиндрическими. Особенности сборки шарнира и непосредственная его работа состоят в следу зщем. В процессе сборки в гнезда 6 устанавливают пружины 11, втулки 7 вкладыми 3, а в резьбовые отверстия 10 вкладыгией 3 ввертывают через отверстия 17 технологические 11Й1ильки или болты /не показаны) и фиксируют указанные детали относительно вилки 2. После этого лопасть. 1 вводят между вкладышами 3, выкручивают технологические шпильки или болты, закрывают отверстия 17 пробками 18 и устанавливают остальные детали (фиг. 2). После сборки полости шарнира, образованные гнездами б, отверстиями во втул ках 7, отверстиями 10 и карманами во вкладышах 3, заполняют рабочей жидкостью. Для этого выкручивают одну из пробок 18, к подпитываю(цей магистрали 15 подводят давление и через соответствующий клапан 16 заливают указанную полость жидкость до тех пор, пока через отверстие 17 :н рыйдет воздух и полость окажется полностью заполненной жидкостью. После этого пробку 18 устанавливают , на свое место. Аналогичным образом заполняют остальные полости. В про,цессе заливки полостей жидкостью пружины 11 прижимают втулки 7 к йкладышам 3, а последние - к лопасти 1 .и lie дают возможности жидкости В1 текать из полостей. В процессе передачи шарниром крутящего момента крутящий момент М((| перелается от лопасти 1 на два диаметрально расположенных вкладыuja 3. При этом результирующие усилия от давления лопасти 1 на вкладыши 3 равны М Мкр/1- (фиг. 2). Усилия N через вкладыши 3 передаются на втулки 7 и далее .через жидкость, которой заполнена каждая полость, образованная гнездами 6, отверстиями во втулках 7, отверстиями 10 и карманами 9 во вкладышах 3, передаются на вилку 2, вновь преобразуясь в крутящий момент. Усилия N вызывают в указанных полостях лавление жидкости Р tlr/4- -iTBT ()- Вследг-. ствие того, что площадь поперечного сечения карманов 9 меньше площади поперечного сечения гнезд 6, т.е. й-D „ -2 - 4 - действием давления Р в жидкости втулки 7 постоянно прижимают вкладыши 3 j лопасти 1 усилием Q - J полости оказываются самоуплотняющимися, так как повышение давления Р под действием передаваемого крутящего момента приводит к увеличению усилия Q . При компенсации шарниром угловых перекосов соединяемых валов втулки 7 своими криволинейными поверхностями 8 проскальзывают по, криволинейным поверхностям вкладышей 3, обеспечивая тем самнм проворот вилки 2 относительно лопасти 1 в продольном направлении. В то-- же время вкладыши 3 .совместно с вилкой 2 проскальзывают по лопасти 1, а вилка 1 проворачивается относительно оси пальца 4 с камнем 5. При этом уплотнения 12 - 14, если они имеются в конструкции шарнира, дополнительно препятствуют вытеканию жидкости из полостей. В случае если некоторое вытекание жидкости из полостей в процессе эксплуатации и происходит, жидкость через подпитывающую магистраль 15 и обратные клапаны 16 подкачивается в полости.. Подкачивание жидкости в зависимости от особенностей режимов работы шарнира может вьтолняться непрерывно в процессе вращения шарнира либо в паузах, когда шарнир не вращается.

В процессе работы шарнира большая часть усилий N от крутящего момента передается от лопасти 1 к 8илке 2 непосредственно через жидкость в подсетях, а меньшая часть через участки скольжения вкладышей 3 и втулок 7. Эти участки выполняют функцию уплотнений.

Вследствие того, что на участках деталей шарнира, где крутящий момент передается через жидкость износ деталей отсутствует, а эти участки в процессе работы шарнира непрерывно обновляются, уменьшаетс общий износ деталей шарнира, повы-шается его. надежность. Кроме того,

10

надежность работь шарнира повышается из-за того, что износ участков деталей, которые выполняют функцию уплотнений и передают крутящий момент при скольжении, не влияет на работоспособность шарнира, так как этот износ компенсируется закачкой в полост,и небольшой порции жидкости. В результате этого на трущихся поверхностях шарнира постоянно отсутствуют зазоры, что устраняет образование наклепа из-за ударов при работе шарнира, которые имеют место ,-при наличии зазоров. Это в свою очередь повышает на5 дежность работы шарнира.

J8

фе/г.2