Узел соединения ступицы с валом Советский патент 1985 года по МПК F16D1/06 

1 Изобретение относится к машиностроению, а именно к разъемным соединениям ступиц с валами, работаю1цими в тяжельк режимах, например, исполнительных оргайов горных машин. Известен узел соединения ступицы с валом, контактирующие поверз ности которых выполнены в виде гладкой некруглой конической поверхности J Недостатками ( : этого узла соединения являются сложность его изготовления, низкая надежность из-за невозможности перемещения ступицы в осевом направлении с целью выбора люфта, появляющегося во время работ в основном в период приработки вала Со ступицей, за счет неточности их изготовления, так как изготовить из вестное соединение без зазоров прак тически невозможно, а появляющийся зазор приводит к полному разбиванию соединения и невозможности замены вала или ступицы при ремонте. Наиболее близким к изобретению является узел соединения ступицы с валом, контактирую цие поверхности которых выполнены в виде наклоннЬк плоских граней 23. Недостатками такого узла соедине кия также являются низкая надежност и ремонтопригодность из-за н-евозмож ности перемещения ступицы в осевом направлении с целью выбора люфта. появлякяцегося во время работы при значительных знакопеременных нагрузках, так как основной износ (разбивание) происходит по граням, при зтом износ увеличивается по ме ре удаления от оси грани к ее периферии, а по оси грани и ребрам соединения износа практически не проис ходит, позтому при перемещении ступицы для выбора люфта последняя зависает по центру граней и ребрам, в результате чего происходит прогрессирующее разбивание соединен Цель изобретения - повышение надежности и срока службы узла. Указанная цель достигается тем, что в узле соединения ступицы с валом, контактирукицие поверхности которых вьлопнены в виде плоских, наклонных к оси соединений граней, последние сопряжены между собой участками конусной поверхности, при этом в сечении перпендикулярном оси соединения, диаметр конусной поверх 52 ности ступицы больше диаметра ответной поверхности вала, а на гранях ступицы или вала выполнены продольные пазы. На фиг. 1 изображен узел соединения, продольный разрез; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1. Узел соединения включает вал 1 и ступицу 2.Контактирующие поверхности вала и отверстия ступицы вьшолнены в виде наклонных к оси соединения плоских граней 3,, сопряженных между собой криволинейными участками 4, усеченного конуса 5, при этом высота криволинейных участков усеченного конуса ступицы Н превьш1ает высоту аналогичных участков вала Н, образуя зазор между ними. На гранях ступицы или вала выполнены карманы 6, например, в виде продольных пазов. Ступица 2 жестко соединена с корпусом шнека 7, например, сваркой или прессовым соединением. Крепление ступицы 2 на валу 1 осуществляется при помощи гайки 8 и упругого элемента 9. Изготовление соединения осуществляется следующим образом. Конец вала выполняют в виде усеченного конуса 5, например, точением или шлифованием. Затем обрабатывают наклонные к оси грани 3, например, фрезерованием. Обработка ступицы заключается в следующем: обрабатываются отверстия в виде усеченного конуса, затем они под прессовым выдавливаются пуансоном, имекнцим форму, идентичную форме сопрягаемой поверхности вала, при этом высота криволинейных участков усеченного конуса пуансона превышает высоту аналогичных участков вала, а на поверх ности граней пуансона выполнены выступы для образования карманов на гранях отверстия в ступице. После формирования посадочного отверстия в ступице 2, последнюю надевают на оправку, имекнцую. форму, идентичную форме , посадочного отверстияв ступице, и обрабатывают ее по наружной поверхности для придания цилиндрической формы под запрессовку в корпус шнека 7. При работе исполнительного органа крутящий момент передается корпусу шйека 7 через вал 1 и ступицу 2,; жестко закрепленную в корпусе шнека 7. Крепление ступицы 2 на валу 1 осуществляется при помощи гайки 8 и упругого элемента 9. Упругий элемент (или какой-либо компенсирующий механизм) необходим для поджима сту пицы 2 на вал 1 при появлении в сое динении люфта, неизбежного при приработке вала и ступицы при передаче значительных крутящих моментов, переменных по величине и направлению. В процессе работы узла соединения основной износ (разбивание) про исходит по граням, при этом он увеличивается по мере удаления от оси грани к ее периферии, а на криволинейных участках 4 усеченного конуса 5 и по оси грани 3 разбивания повер ностей не происходит, поэтому для перемещения ступицы при появлении люфта выполнены гарантированные зазоры с между криволинейными участ усеченного конуса вала и ступицы, а на гранях вала или ступицы выполнены карманы 6. Глубина h карманов 6 и величина зазоров « принимаются равными 2-3Д , где Л - величина допуска на изготовление соедин ния, а ширина Ъ карманов 6 рассчит вается по формуле 12К „„ М СМ.ГР1СКХ. ZrpiCa-f) коэффициент неравномерное-, ти распределения нагрузки; передаваемый крутящий момент ; число граней; ширина грани в среднем сечении по длине ступицы; половина пирины кармана; длина ступицы Ьнашем случгГе z... 3: f -я-. гр - - 2 рмула для определения ширины карна имеет вид: л 12КнпМкр Гг 1 с/м Ьсм.т«к.- З(а-) 4L6Jc/v( еобразуя формулу получаем: 6 см(а--|)1 12К„„М l-f dJcM-jT b 2(а - 5 D - чагр - вt lб.c Предлагаемое устройство предвляет своего рода самоподнастраище ся соединение. Постепенно выбирая зазор в соеении, получаем беззазорное соедиие ступицыс валом, что позвот повысить надежность и ремонтогодность, т.е. срок службы.

Фиг 2

УЗЕЛ СОВдаНЕНИЯ СТУПИЩЛ С ВАЛОМ, контактирующие пбверхности которых вьлолнены в виде плоских, наклонных к оси соединения граней, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и срока службы, грани сопряжены мехду собой участками конусной поверхйости, при этом в сечении, перпендикулярном оси соединения, диаметр конусной поверх нести ступйщл больше диаметра ответной поверхности вала, а на гранях ступицы или вала вЬшблнены продольные пазы. г (Л со со ;о СП