Универсальный шарнир

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик пп 997875(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.12.81 (21) 3372122/22-02 ицм.кп. с присоединением заявки М -В 21 В 35/14 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет -53) УДК 621.771. ,2.06-88 (088. 8) Опубликовано 230283. Бюллетень Йо 7 Дата опубликования описания 230283 В.П. Бардин, Л.И. Бобров, Ю,Л, Стерник и В.А. Яблоновский Нгфл.",н.,) уи уг 1.антк тф 1 Колпинское отделение Всесоюзного научно-исгледоватетльтского и ироактно-конструкторского института маталлуттгииисксрр маииностроании(54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИАРНИР Изобретение относится, к машиностро ению и может быть использовано для передачи крутящих моментов между несоосными валами в крупногабаритных Машинах, например металлургических, бумагоделательных и т.п.Известен универсальный шарнир для привода тяжелонагруженных шпинделей прокатных станов, выполненный в виде шарнира Гука с подшипниками качения в подвижных элементах 1).Недостатком этого шарнира являет- ся малая.нагрузочная способность из-за высоких контактных напряжений в элементах качения.Известен универсальный шарнир, содержащий лопасть, вилку с цилиндрической расточкой и расположенные между ними вкладыши, каждый из которых имеет среднюю центрирующую часть, зафиксированную от осевого перемещения, и боковые части, сопрягающиеся рабочими плоскостями трения лопасти и цилиндрической поверхностью трениявилки (2)Недостатком известного шарнира является то, что увеличение зазоров в шарнире по мере износа контактирующих поверхностей приводит,к повышению динамических напряжений и повышенному износу шарниров, особенно при реверсивных нагрузках, а вызываемое износом вкладышей изменение положейият лопасти в шарнире вызывает износ цент рирующих элементов шарнира.Целью изобретения является новышение эксплуатационной надежности и долговечности путем компенсации износа сопряжений.Поставленная цель достигается тем, что в универсальном шарнире, содержащем лопасть, вилку с цилиндрической расточкой и расположенные междуними вкладыши, каждыЛ из которых имеет среднюю центрирующую часть, зафиксированную от осевого перемещения, и боковые части, сопрягающиеся с рабочими плоскостями трения лопасти и цилиндрической поверхностью трения вилки, лопасть в шарнире установлена рабочими плоскостями под углом к оси цилиндрической расточки, при этом каждый вкладыш также имеет уклон Щз плоской поверхности, а боковые чафи, выполнены неравной толщины и по мень" шей мере одна из них установлена с воэможностью перемещения вдоль оси расточки вилки.Кроме того, угол между осью лопасти и осью цилиндрической поверхностира"точки вилки составляет 2-12 , прио чем наиболее предпочтительная его величина равна 4-8При этом боковые части каждого вкладыша соединены между собой с возможностью совместного перемещения в 5 направлении уменьшения. зазора между лопастью и расточкой в вилке.Причем каждый вкладыш снабжен пружинами, установленными между центральной и одной из боковых частей, 10 На фиг. 1 изображен предлагаемый универсальный шарнир, общий ннд; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.Ыарнир содержит лопасть 1, вилку 2 и расположенный между ними цен" трирующий элемент, выполненный в виде двух вкладышей 3, наружная цилиндрическая поверхность которых сопрягается с цилиндрической расточкой вилки 2, а плоские поверхности - с плоскостями лопасти 1. Каждый вкладыш 3 ныполнен составным иэ центральной части 4 и боковых 5 и б, причем центральны части зафиксированы от 25 осевого перемещения с помощью буртов 7,которые входят в соответствую- щий цилиндрический паз вилки и соединены между собой осью 8. На оси 8 насажен камень 9, боковые грани ко- .30 торого сопрягаются с пазом лопасти.Плоскости лопасти установлены под углом к оси цилиндрической расточки вилки, что позволяет эа счет, перемещения боковых частей вкладыша 35 компенсировать износ поверхности трения шарнира и свести к минимуму зазоры между элементами шарнира. Угол наклона плоскостей лопасти к оси расточки вилки должен лежать н 40 пределах 2-12 . При углах, меньших 2 О для компенсации реально возникающих в шарнирах величин износа вкладышей потребуются очень большие неличйны хода боконых частей. 5 и 6, 45 что существенно снижает площадь поверхностей трения, при углах, больших 12 , значительно увеличиваются силы, выталкивающие вкладыши из клинового зазора, и ослабляется сечение лопасти и вилки. Оптимальный угол наклона плоскостей лопасти к оси расточки лежит в пределах 4-8 ; При таких углах вкладыши удерживаются в зазоре за счет сил трения и обеспечивается компенсация износа вкладышей в пределах 3-6 мм, что соответствует реальным величинам износа вкладышей.Боковые части 5 и 6 каждого вклаюша:Х установлены с возможностью 60 перемещения вдоль оси цилиндрической расточки вилки. При этом для нереверсивных передач момент предпочтительно передавать через боковую часть 5 большого размера. и тем самым увели- ,65 чить поверхности трения и сократитьконтактные напряжения. В случае ренерсинных передач боковые части 5 и бцелесообразно связать между собой,например, тягами 10, в концевые проушины которых входят зафиксированныена резьбе оси 11Перемещение боковых частей 5 и били в случае нереверсивных передачодной из них может осуществляться,например, под действием пружин 12,усилие которых направлено параллельнооси цилиндрической расточки вилки всторону боковой части меньшей толщины.При работе шарнира крутящий моментпередается от лопасти 1 через боковыечасти 5 й 6 вкладышей 3 к вилке 2,а при перекосе налов их относительноесмещение обеспечивается при вращенииза счет скольжения плоскостей лопасти по плоскостям вкладышей 3 й поворота цилиндрических поверхностей вкладышей по цилиндрической расточке вилки 2. При износе поверхностей скольжения боковые части 5 и б под действием пружины 12 вдвигаются в зазормежду цилиндрической расточкой вилкии плоскостями лопасти, компенсируяизнос шарнира и выбирая образующиесязазоры. При разборке-сборке шарниравинтами 13 могут быть созданы зазорымежду плоскостями вкладышей и лопасти, обеспечивающие легкую разборкусборку шарнира. Подобные винты могутиспользоваться вместо пружин для перемещения боковых частей вкладышей ив противоположном направлении и ихпоследующей фиксации,Когда универсальный шарнир используется для передачи несимметричныхренерсинных или нереверсивных нагрузоки износ частей 5 и б неодинаков, тяги 10 целесообразно исключить, а каждую часть 5 и б перемещать и фиксиронать независимо. В случае нереверсивной нагрузки возможно также.выполнениечасти б неподвижной или объединениемежду собой частей 4 и б вкладыша.Предлагаемое изобретение обеспечивает автоматическую компенсацию изно"са поверхностей трения .при работешарнира и позволяет практически исключить зазоры в шарнире, а также снизитьдинамические нагрузки на детали приводной линии станон.Внедрение изобретения позволяет н 1,5-4 раза снизить динамические нагрузки в деталях привода, уменьшить износ вкладышей и увеличить срок их службы за счет использования вкладышей с большими величинами износа.Это повышает долговечность самого шарнира н 1,5-2 раза, а долговечность шестеренных клетей валов и других деталей главного привода стана на 10-15.По сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает повышенье долговечности шарнира в 1,5-2 раза при уменьшении динамических нагрузок на валопровод.Использование предлагаемого изоб" ретения обеспечивает экономическую .эффективность примерно 30-40 тыс,руб.формула изобретения О 1. Универсальный шарнир, содержащий лопасть, вилку с цилиндрической расточкой и расположенные между ними вкладыши, каждый иэ которых имеет .среднюю центрирующую часть, зафикси- . 15 рованную от осевого перемещения, и боковые части, сопРягающиеся с рабочими плоскостями трения лопасти и цилиндрической поверхностью трения вилки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 20 что, с целью повышения эксплуатационной надежности и долговечности путем компенсации износа сопряжений, лопасть в шарнире установлена рабочими. плоскОстями под углОМ к Оси цилиндри 25 ческой расточки, при этом каждый вкладыш также имеет уклон по плоской поверхности, а боковые части выполнены неравной толщины и по меньшей мере одна из них установлена с воэможностью перемещения вдоль оси расточкивилки.2. Барнир по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что угол между осьюлопасти и осью цилиндрической поверх"ности расточки вилки равен 2-12 С,причем наиболее предпочтительнаяего величина равна 4-83. Ыарнир по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюравномерной компенсации износа приреверсивной нагрузке, боковые частикаждого вкладыша соединены между собой с воэможностью совместного перемещения в направлении уменьшения зазора между лопастью и расточкой ввилке.4. Иарнир по пп. 1-3, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью,автоматической компенсации износа при работе, каждый вкладыш снабжен пружинами,установленными между центральной иодной иэ боковых частей.Источники. информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 203388, кл. Г 16 О 3/33, 1967.2. Патент Оранции М 2.096.087.кл. Г 16 О 3/00, 1972.997875 б-б подвернуто оставитель Ю. ЗарапинТехред Т.Маточка Коррект 9 р И. Демчик Ус акто 1010/13 Тираж 814 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., ПодписиСССР илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,