Универсальный шарнир Советский патент 1981 года по МПК F16D3/26 B21B35/14 

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для передачи крутящих моментов между соединяемыми валами в круцногабаритных машинах, например металлургических, бумагоделательных и т.п.

Известен универсальный шарнир для привода тяжелонагруженных шпинделей прокатных станов,- выполненные в виде шарнира Гука с подшипник ами качения в подвижных элементах

Недостаток шарнира на подшипниках качения - малая нагрузочная способность из-за высоких контактных напряжений в подшипниках качения.

Наиболее близким к предлагаемому является универсальныр шарнир, содержащий лопасть, вилку и расположенный между ними центрирующий элемент, выполненный в виде двух, связанных между собой вкладышей с наружной цилиндрической поверхностью, сопряженной с цилиндрической поверхностью расточки в вилке, и с плоской поверхностью, сопряженной с плоской поверхностью лопасти.

Ввиду того,что трущиеся поверхности шарнира имеют вкладыши скольжения он имеет большую нагрузочную способность, чем шарнир с подшипниками качения Г2}.

Недостаток- этого шарнира - значительные удельные давления в элементах трения, ввиду невозможности увеличения площади контактирующих поверхностей без увеличения наружного диаметра шарнира, и следовательно, малая износостойкость трущихся поверхнос0тей.

Цель изобретения - повышение долговечности трущихся поверхностей шарнира путем снижения удельных давлений на них.

5

Поставленная цель достигается тем, что шарнир снабжен промежуточным элементом с двумя пазами, расположенными взаимноперпендикулярно про0тивоположных торцов элемента, а на вилке перпендикулярно оси ее цилиндрической расточки выполнены лыски, заключенные между поверхностями одного из пазов промежуточного элемента,

5 при этом в другом пазу последнего расположена лопасть.

На фиг. 1 изображен универсальный шарнир, общий вид (частичный продольный шарнир); на фиг. 2 - то жо, вид сверху; на фиг. 3 - разрез Л-Л на

0

фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1.,

Универсальный шарнир содержит лопасть 1, вилку 2 и расположенный между ними .центрирующий элемент, которы содержит связанные между собой осью 3 вкладыши 4. Наружная цилиндрическая поверхность последних сопрягается с соответствующей цилиндрической поверхностью расточки вилки 2, а плоские поверхности охватывают лопасть 1. В пазу 5 лопасти 1 расположена кулиса 6, связанная с осью 3 и вкладышами 4. Между лопастью 1 и вилкой 2 установлен промежуточный элемент 7, выполненный в виде детали цилиндрической формы. с двумя взаимноперпендикулярными пазами 8 и 9, расположенными с противоположных торцов элемента 7. Паз 9 охватывает лопасть 1, а паз 8 охватывает плоские поверхности лысок 10, выполненных на вилке 2 и расположенных перпендикулярно оси цилиндрической расточки вилки. Между рабочими поверностями лопасти и вилки и охватывающими их пазами 9 и 8 промежуточного элемента 7 могут быть установлены антифрикционные вкладыши 11, например, с цилиндрической наружной поверностью, сопрягаемой с соответствующей поверхностью расточки промежуточного элемента.

Универсальный шарнир работает следующим образом.

При работе шарнира крутящий момент с лопаст;и 1 передается через антифрикционные вкладыши 11 к промежуточному элементу 7, а от него также через вкладыши 11 к ведомой вилке 2. Благодаря тому, что антифрикционные вкладыши -установлены в цилиндрических расточках с возможностью поворота вокруг оси расточек, обеспечивается равномерность контактных давлений на их рабочих поверхностях и равномерный уменьшенный износ. При этом вкладыши 4 обеспечивают фиксацию и центрирование шарнира относительно вилки, а кулиса 6 относительно попасти, обеспечивая возможность поворота шарнира относительно двух взаимно перпендикулярных осей.

Предлагаемая конструкция позволяет повысить долговечность шарнира, ввиду возможности без изменения наружного диаметра уменьшить удельное давление в контактирующих поверхностях, так как размеры вкладышей в осевом направлении геометрически не ограничены. Кроме того, рабочими поверхностями являются плоскости, что технологически дает возможность повысить требования к твердости, макрои микрогеометрии этих поверхностей и создает условия для их восстановления при износе.

Ориентировочный годовой экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения в прокатном производстве составит не менее 3 тыс.руб. в год на один стан.

Формула изобретения

Универсальный шарнир, содержащий лопасть, вилку и расположенный между ними центрирующий элемент, выполненный в виде двух, связанных между собой вкладышей с наружной цилиндрической поверхностью, сопряженной с цилиндрической поверхностью расточ-ки в вилке, и с плоской поверхностью, сопряженной с плоской поверхностью лопасти, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности трущихся поверхностей путем снижения удельных давлений на них, он снабжен промежуточным элементом с двумя пазами, расположенными взаимно перпендикулярно и с противоположных торцов этого элемента, а на вилке перпендикулярно оси ее цилиндрической расточки выполнены лиски, заключенные между поверхностями одного из пазов промежуточного элемента, при этом в другом пазу последнего расположена лопасть.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 247731, кл. F 1, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР № 279555, кл. В 21 В 27/02, 1970 (прототип).