Сферический шарнир

(51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ЮщНВ щаг г у аа ИЕ ИЗОБРЕТ ИЯ ПИ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1 ., : .: 2(21) 4836617/27 нымсечением в виде кольца и отвгекрстием (22) 08.06.90: со стороны, противоположной основанию (46) 15.08,92. Бюл. М 30 - корпуса, с шаровой опорой, установленной (71) Головное конструкторское бюро Науч- в корпусе у его основания, и с шаровой гоно-производственного обьединения мЭнер- ловкой, размещенной на опоре с пальцем, гиям, расположенным в отверстии корпуса; снаб- (72) М.С.Кучеров и Н,И.Белоусов .жен фиксирующей гайкой с внутренним ди- (53) 621.825.62 (088.8)аметром не. менее наружного диаметра (56) Левин И.Я. Справочник конструктора корпуса, установленной на нем, и крышкой точных приборов. М.: Машиностроение, с буртиком, расположенной на конце паль- .1964,с.322,фиг.219. г ца с возможностью упора буртика в торецгайки. Крометого, в корпусе выполнено не (54) СФЕРИЧЕСКИЙ ШАРНИР, менее трех пазов, в которых размещены вы- (57) Использование: для крепления поворот- . полненные на наружной поверхности шароных агрегатов транспортных средств, Сущ-. вой опоры выступы, а торцы последних ность изобретений: шаровой шарнир с - - сопряжены,с фиксирующей гайкой по резь- буртиком у основания корпуса, с попереч- . бе. 3 ил,тегИзобретение относится к деталям ма- сферической поверхностью и опорой. Ша- Ч,. шин и может быть использовано в любой ровая головка выполнена разрезйой и снаб- ОЧ области техники, преимущественйо для жена коническим отверстием, в котором . фь крепления поворотных агрегатов транспор- установлен конический штифт. Затяжка ддО тных средств фиксирующей гайки приводит к расклийива- , фИзвестен сферический шарнир, со- . нию.частей головки штифтом и повышению . ( ) держащий корпус, установленный в нем момента трения головки относительно корстержень со сферической головкой и охва- . пуса и ойоры.тиваощие головку лодлружиненные вкла. Недостатком етого сферического шар. дыши. Недостатком такого шарнира нира является незначительная нагрузочная является невозможность регулирования мо; . - способность, что вызвано малой длиной лимента фиксации головки, которыйопределя- нии контакта головки с корпусом и опорой, ется жесткостью пружин. Практически койтакт (вследствие отличияЭтого недостатка лишен сферическийформы, разрезной головки от сферической шарнир; содержащий корпус с внутренней за счет расклинивания штифтом) осуществсферической поверхностью и опору, а также ляется только в сечении головки, и длина шаровую головку и фиксирующую гайку, линииконтактаголовкискорпусомиопорой причем шаровая головка размещена междусоставляет незначительную долю от полной10 20 25 30 35 40 45 50 55 длины окружности среднего сечения шаровой головки. Кроме того, нагрузочная способность шарнира лимитируется величиной контактных напряжений на конической поверхности штифта, которая весьма значительна вследствие малого радиуса кривизны поверхности штифта и линейного контакта штифта с половинками шаровой головки. Недостатком этой конструкции является также невозможность жесткой фиксации головки в транспортном положении (когда по условиям транспортировки необходимо обеспечить неподвижное положение головки и установленного на ней агрегата), так как использование имеющегося в шарнире фрикционного соединения при вибрациях, характерных при транспортировке, не обеспечивает удержания толовки вследствие вибрационного сглаживания нелинейности силы сухого трения в шарнире, ведет к изменению положения агрегата; установленного на головке, что может вызвать его поломку, Такая фиксация необходима, например, для поворотных вентиляторов космических кораблей, когда на этапе выведения на орбиту на вентилятор действуют значительные виброперегрузки, которые мОгут вызвать смещение и полом%у вентилятора при ударе о другие элементы конструкции корабля Целью изобретенйя является повышение нагрузочной способности и обеспече,ние фиксации головки в транспортномположении. Для достижения поставленной цели в сферическом шарнире, содеркащем корпус с внутренней сферической поверхностью и опору, а также шаровую головку и фиксирующую гайку, причем шароваяголовка размещена между сферической поверхностью и опорой, согласно изобретению, на корпусе выполнено не менее трех симметрично расположенных пазов, а на опоре-такоеже количество выступов, выступы размещены в пазах, при этом фиксирующая гайка установлена на резьбе, выполненной на наружной поверхности выступов, а"головка снабжена кольцевым упором для фиксирующей гайки, и внутренний диаметр гайки выйолнен равным или большим наружного диаметра корпуса, . На фиг.1 приведен пример конкретного выполнения сферического шарнира, продольный разрез (штатное положение); на фиг.2 - то же, разрез по А-А; на фиг,З - то же, продольный разрез(транспортное положение),Сферический шарнир содержит корпус 1 с внутренней сферической поверхностью 2 и опо,у 3, а также шаровую головку 4 и Фиксирующую гайку 5, причем шаровая головка 4 размещена между сферической поверхностью 2 и опорой 3. На корпусе 1 выполнено три симметрично расположенных паза 6, а на опоре 3 - такое же количество выступов 7, выступы размещены в пазах 6, при этом фиксирующая гайка 5 установлена йа резьбе 8, выполненной на на ружной поверхности выступов 7, а головка 4 снабжена кольцевым упором 9 для фиксирующей гайки 5. Внутренний диаметр гайки 5 выполнен равным или большим наружного диаметра корпуса 1, чтобы обеспечить свободное вращение гайки относительно корпуса,Сферический шарнир работает следующим образом,Корпус 1 устанавливают йа неподвижном основании, а к шаровой головке 4 присоединяют поворотный агрегат, йапример вентилятор (не показано). Шаровая головка 4 может вращаться по сферической поверхности 2 корпуса 1 и опоры 3, Момент торможения шарнира регулируется угломзатяжки фиксирующей гайки 5. Длл того, чтобы зажать головку 4, необходимо завернуть гайку 5 по резьбе 8 до упора по часовой стрелке (смотря со стороны головки). При этом опора 3 поднимается до упора в шаровую головку 4 и зажмет ее между собой и сферической поверхностью 2, так как вращение гайки 5 при ограниченном угловом положении опоры 3 (выступы 7 ограничены от поворота краями пазов 6) после касания торцом гайки торца корпуса 1 будет поднимать опору 3 (на фиг,1 изобоажена конструкция в положении зажима головки). Для ослабления момента фиксации головки достаточно немного отвернуть гайку 5 против часовой стрелки, при этом за счет смещения вниз опоры 3 уменьшится сила давления на головку 4 и, соответственно, момент. При необходимости жестко зафиксировать положение головки 4 необходимо вывернуть гайку 5 противчасовой стрелки до касания кольцевого упора 9, при этом опора 3 займет нижнее положение и совместно с гайкой 5 будет служить ограничителем перемещения кольцевого упора 9 ,это положение изображено на Фиг.3), В этом положении гайка 5 может быть застопорена от самоотвинчивания любым из известных средств, например законтрена проволокой или снабжена шплинтом, входящим в заранее выполненные отверстия: на гайке и корпусе. Таким образом, головка 4 уже кинематически огранйчена от поворота (в положении, показанном на фиг.1, она ограничена только собственным моментом тренил в шарнире, который не способен удержать головку в неизменном положениипри воздействии на нее виброперегрузок, . что было показано выше). Предлагаемое количество пазов и выступов не менеетрех) нужно для обеспечения отсутствия перекоса гайки Б, так как три площадки позволят 5 обеспечить нормальное вхождение резьбы гайки в резьбу выступов и отсутствие пере. коса и закусывания в резьбе.В результате использования изобретения повышается нагрузочная способность и 10 обеспечивается фиксация головки в транспортном положении. Нагрузочная способность существенно повышается, во-первых, за счет замены линейного контакта головки с опорой и корпусом контактом по площадке 15 сферической поверхности, так как в прото типе принципиально (вследствие отличия геометрических форм деформированной разрезной головки от сферических поверхностей корпуса и опоры) недостижим кон такт по площади, Во-вторых, нагруэочная способность повышена за счет приложения усилия, прижимающего опору к головке, не к линии небольшой длины на конусной поверхности штифта, а к значительной повер хности торцов нескольких витков резьбы, выполненной на поверхности выступов;что при той же величине допустимых контактных напряжений позволяет существенно повысить величину усилия, приложенного к 30 головке. Надежная кинематическая фиксация головки в транспортном положении при помощи той же гайки, которой осуществляется прижим головки в штатном положении шарнира, позволяет существенно расширить функциональные возможности шарнира.формула изобретения Сферический шарнир, содержащий корпус с буртиком у основания, с поперечным сечением в виде кольца и отверстием со стороны, противоположной основанию, шаровую опору, установленную в корпусе у его основания, и шаровую головку, размещенную на опоре с пальцем, расположенным в отверстии корпуса, о т л и ч а ю щ и й " я тем, что, с целью повышения несущей способности шарнира при использовании его в системах, подвергающихся вибрационным нагрузкам, он снабжен фиксирующсй гайкой с внутренним диаметром не менее наружного диаметра корпуса, установленной на нем, и крышкой с буртиком, расположенной на конце пальца шаровой головки с возможностью упора буртика в торец гайки, в корпусе выполнено не менее трех пазов, в которых размещены выполненные на наружной боковой поверхности шаровой опоры выступы, э торцы последних сопряженыс фиксирующей гайкой по резьбе,1754943 дактор Н; Каменск рректор 8, Пе Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2877 ВНИИП Составитель М, КучеровТехред М.Моргентал ТиражПодписноесударственного комитета по изобретениям и открцтилм при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5