Универсальный шарнир

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 02.03.81 (21) 3253102/22-02 51) М. КЛ. В 21 В 35/14 с присоединением заявки МВ(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 2 30 8,82, Бюллетень Мо 31 53 УДК 6 21. 771. .06-88(088.8) Дата опубликования описания 23.08.82 В.Д.Плахтин, Б.В,Симочкин, Л,И.Данилов, С,А.Иоскнйтин, Д,Ю,Иванов, Э.Р.Новацкий и А.И.Сорокин(72) Авторы изобретения Всесоюзный заочный политехнический институт(54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ШАРНИР Изобретение относится к устройствам для передачи крутящегомоментапри расположении осей соединяемыхвалов под углом и может быть использовано в шпиндельных устройствахметаллургического оборудования, нчастности, для передачи крутящегомомента от привода к рабочим валкампрокатных станон,Известен универсальный шарнир .свкладышами скольжения, применяемыйн шпиндельных устройствах прокатныхстанов, состоящий иэ головки шпинделя, лопасти сопрягаемой полумуфтырабочего или шестеренного.налков,бронзовых вкладышей и распорного су".харя 11,Недостатком шарнира известнойконструкции является его низкая работоспособность, обусловленная главным образом низкой стойкостью бронзовых вкладышейОсновной причинойнизкой стойкости вкладышей являетсянеравномерное распределение нагрузокпо контактным поверхностям вкладыша,выделение большого количества теплаиэ-за больших усилий трения околыше.ния и ненозможность-осуществленияэффективной смазки трущихся поверх"ностей шарнира. Низкая стойкость вкладышей приводит к образованиюзазоров н шарнирах шпиндельных устройств и, как следствие, к большимдинамическим нагрузкам и ударам врабочей линии прокатного стана,вызывающим поломки вклацышей, шпинделей и рабочих валков, которыеприводят к аварийным простоям станаи снижению его производительности.Цель изобретения - повышение стойкости вкладышей и работоспособностиуниверсального шарнира, а такжеобеспечение более .равномерного износа контактных поверхностей и болееравномерного нагружения шаров.Указанная цель достигается тем,что в унинерсальном шарнире, состоящем иэ головки шпинделя, лопасти,вкладышей и распорного сухаря,вкладыши выполнены составными, в виде разъемной кассеты и снабженыразмещенными н кассете по ее длинетремя или более рядами шаров, изкоторых центральный ряд имеет шарыбольшего диаметра, а боковые рядышары меньшего диаметра, при этом шары одновременно контактируют с плоскостью лопасти и с внутренней цилиндрической поверхностью головки шпинЗо , 952392Кроме того, поперечные оси боковых рядов шаров и центрального рядасмещены по длине вкладыша.На фиг. 1 изображен универсальный шарнир, общий вид; на фиг, 2вкладыш, вид сверху; на фиг. 3 - 5разрез А-А на фиг, 1,Универсальный шарнир состоит изголовки шпинделя 1, лопасти 2 полумуфты рабочего или шестеренноговалка, шаров 3 центрального ряда. большего диаметра, шаров 4 боковыхрядов меньшего диаметра., разъемнойкассеты 5, состоящей из двух половин, соединенных болтами б и распорного сухаря 7, Диаметры шаров. и 15расстояния между ними в поперечном. направлении вкладыша выполнены такими, что нижние точки шаров расположены на плоскости лопасти, а верхние - на внутренней цилиндрическойповерхности головки шпинделя.Разъем кассеты выполнен ступенчатым по диаметрам шаров с целью заполнения вкладыша смазкой и обеспечения,удобства сборки вкладыша. Для фиксации шаров в обеих половинах кассетывыполнены посадочные гнезда.Необходимым условием обеспеченияработоспособности шарнира является,такое расположение шаров в кассете,при котором точки их контакта с сопрязженной цилиндрической поверхностьюрасточки головки шпинделя расположены на нормалях, проходящих через центры шаров и центральную оси шарнира,С другой стороны точки контакта шаров с лопастью должны находиться нанормалях к плоскости лопасти такжепроходящих через центры шаров, Этодостигается путем выбора радиусовшаров большего г и меньшего г диаЬетров, расстояний между ними В иугла 1 между нормалями такими, прикоторых выдерживается условиеВ = (Ь + 2 г- г 1) э 1 пс,45С целью обеспечения равномерного износа контактных поверхностей лопастей и головки шпинделя и равномерного нагружения шаров при работе шарнира поперечные оси боковых рядов шаров и центрального ряда смещены по длине вкладыша на величину ь.Наружные плоская и цилиндрическая поверхности кассеты выполнены таким обрэом, что между ними и контактными поверхностями головки шпинделя и лопасти обеспечивается необходимый конструктивный зазор, при котором крутящий момент от лопасти к головке или наоборот) передается только через шары.Контактные поверхности для повышения износостойкости подвергаются упрочнению.При передаче крутящего момента все шары вкладыша находятся в контакте как с плоскостью лопасти, так и с цилиндрической поверхностью расточки головки шпинделя.Нагрузка от лопасти к головке или наоборот передается через шары при их качении по контактным поверхностям, т.е., в отличие от шарнира существующей конструкции, исключается трение скольжения между вкладышем и контактными поверхностями. Это существенно уменьшает выделение тепла при трении, а следовательно, значительно снижает температуру шарнира.Наличие зазоров между кассетой и элементами шарнира улучшает условия его охлаждения. Сама конструкция вкладыша позволяет применить густую закладную смазку.Смазка закладывается при сборке вкладыша в гнезда для шаров и надежно удерживается при работе шарнира.Формула изобретения1. Универсальный шарнир, состоящий иэ головки шпинделя, лопасти, вкладышей и распорного сухаря, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стойкости вкладышей и работоспособности универсального шарнира, вкладыши выполнены составными в виде разъемной кассеты и снабжены размещенными в кассете по ее длине тремя или более рядами шаров, из которых центральный ряд имеет шары большего диаметра, а боковые ряды- шары меньшего диаметра, при этом шары одновременноконтактируют с плоскостью лопасти и с внутренней цилиндрической поверхностью головки шпинделя.2, Шарнир по п,1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, чтос целью обеспечения более равномерного износа контактных поверхностей и более равномерного нагружения шаров, поперечные оси боковых рядов шаров и центрального ряда смещены по длине вкладыша.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Королев А.А. Механическое оборудование прокатных цехов черной и цветной металлургии, М., "Металлургия", 197 б, с, 167.