Универсальный шарнир Советский патент 1990 года по МПК B21B35/14 

31577898

зависимости. Это позволяет осуществлять передачу крутящего момента всеми телами качения при значительных углах

п с

4

перекоса осей шпинделей, увеличить срок службы шарнира и его стойкость.

4 ил.

Изобретение относится к прокатному оборудованию, а именно к шпиндельным соединениям главных приводов прокатных клетей и приводов вспомогательного оборудования прокатных станов. Цель изобретения - повышение долговечности шарнира при углах перекоса преимущественно 3...6°. Передача крутящего момента от наружной обоймы 2 к внутренней обойме 1 осуществляется посредством тел качения 3, установленных в полуцилиндрических пазах обойм. Тела качения фиксируются внутри шарнира посредством сепаратора. Сепаратор состоит из двух дисков 4, имеющих внутреннюю и внешнюю сферические поверхности, взаимодействующие с соответствующими поверхностями обойм 1 и 2. Тела качения выполнены в виде бочкообразных роликов. Фиксирование роликов в биссекторной плоскости шарнира осуществляется сепаратором с зазором, определяемым по аналитической зависимости. Это позволяет осуществлять передачу крутящего момента всеми телами качения при значительных углах перекоса осей шпинделей, увеличить срок службы шарнира и его стойкость. 4 ил.

Изобретение относится к прокатному оборудованию, а именно к шпиндельным соединениям главных приводов прокатных клетей и приводов вспомогательного оборудования прокатных станов.

Цель изобретения - повышение долговечности шарнира при углах перекоса преимущественно 3-6°.

На фиг. 1 схематично изображен , предлагаемый шарнир, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - шарнир при угле перекоса, отличном от нули, продольный разрез; на фиг. 4 - определение радиального зазора, когда ролик находится на произвольном расстоянии от оси поворота .

Шарнир содержит внутреннюю обойму 1, наружную обойму 2, бочкообразные ролики 3, установленные в полуцилиндрические расточки. Центры бочкообразных роликов фиксируются в бис- секторной плоскости при помощи сепаратора, состоящего из двух дисков 4. Каждый диск сепаратора имеет внутреннюю и наружную сферические поверхности, центры которых находятся на равных расстояних от центра вращения шарнира. Внутренняя сферическая поверхность дисков сепаратора взаимодействует с соответствующими наружными сферическими поверхностями внутренней обоймы. Наружные сферические поверхности дисков сепаратора взаимодействуют с соответствующими внутренними сферическими поверхностями наружной обоймы и крышки 5, жестко прикрепленной к наружной обойме. Плоские поверхности дисков сепаратора взаимодействуют со сферическими торцами ролика, тем самым давая возможность ролику перекатываться (самоустанавливаться) при небольших углах перекоса в шарнире. Для создания герметичной камеры на внутренней обойме выполнена сфера, к которой прилегает уплотнительное кольцо 6, Это кольцо прижимает подпружиненная крышка 7. Шарнир работает следующим образом, При вращении наружная обойма 2 своими полуцилиндрическими расточка

0

5

0

5

0

ми передает усилие на бочкообразный ролик 3, который в свою очередь, передает усилие на полуцилиндрические расточки внутренней обоймы 1 . При повороте внутренней обоймы 1 относительно наружной обоймы 2 на угол ой центры наружных сфер внутренней обоймы 1, контактирующие с внутренними сферическими поверхностями дисков 4 сепаратора, переместятся на дугу, соответствующую углу 06, а центры внутренних сфер наружной обоймы 2, контактирующие с наружными сферическими поверхностями дисков 4 сепаратора, останутся неподвижными. Следовательно, каждый из дисков 4 сепаратора имеет возможность поворачиваться относительно центров сфер наружной обоймы 2 на угол, являющийся вписанным и опирающимся на центральный угол oi и, следовательно, он равен oi/2.

Таким образом, центры бочкообразных роликов будут в. биссекторной плоскости, что обеспечивает передачу крутящего момента всеми телами качения.

Для обеспечения работоспособности шарнира величину радиального зазора между роликами и расточками наружной и внутренней обойм определяют по зависимости

&

об.

(R-r)(1-cos-),

где R - радиус образующей бочки ролика; г - наибольший радиус ролика; Об - наибольший угол перекоса в шарнире.

Рассмотрим общий случай получения этой зависимости, когда ролик находится на произвольном расстоянии RO от оси поворота Х-Х (фиг.4), где ось поворота проектируется в точку 0.

0,A R0-r-fr(+R.

Из треугольника 00, А сойт,

О 0 R0-r+R,

uir

(Rfl-r+R)cos7 R0 r+R-0,;

0od.

6, (R0-r+R)-(R0-r+R)cosj (R0-r+

f-RMl-cosU);

15

(Н0+г) + ОгВ. .

ti

Из треугольника 002В, . cos-. ,Ог-0, (R-r)-(Ro-r-4O fМ

. (R0+rj+(R-r-Ro)cos-;

4-(R-R0-r)-(R-r-R0)cosf ;

Ј2(R-Re-r)(1-cos|);

2S Ј, + (R0-r+R)(1-cosp + (R -r)(1-cos-;;

2Ј(Re-r+R+R-R0 -г) С 1-cosj) ; 2$42R-2rHl-cos);

2 Ј(R-r)(1-cosj).

Таким образом, предлагаемое решение позволяет повысить долговечность шарнира при углах перекоса преимущественно 3-6° путем задействования в передаче крутящего момента всех тел качения.

/

77898

Формула изобретения

Универсальный шарнир, содержащий внутреннюю и наружную обоймы с полуцилиндрическими продольными расточка- ми, в которых размещены тела качения, и сепаратор, состоящий из двух дисков, каждый из которых взаимодействует с внутренней и наружной обоймами по сферическим поверхностям, центры которых расположены симметрично относительно центра вращения на продольной оси шарнира, при этом внутренняя обойма зафиксирована относительно наруж- jc ной при помощи дисков сепаратора, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности шарнира при углах перекоса 3-6°,

10

20

тела

качения выполнены в виде роликов бочкообразной формы и установлены в расточках обойм с радиальным зазором 0 , определяемым по зависимости

ой,

Ј-(R-r)(1-cosT),

где R радиус образующей бочки ролика;

г - наибольший радиус ролика; 0Ј - наибольший уго-т перекоса в шарнире.

фагз

Составитель И.Зуев Редактор Ю.Середа Техред М.Ходанич Корректор Т.Палий

За- 1877

Тираж 401

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С(СР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное