Упругий шарнир

(191 - Ц 1) 51)5 Г 16 С 11 ГОСУДАРС ПО ИЗОБР ПРИ ГКНТ рическойостью 10 ьов ерхыш поующие аллель(21) 4465554/25Олесинов, в, Н.П. Ч Ф,1 Прченко о си 4-5,3290 П 9 уго УПРУГИЙ ШЛРП 1 Р зобретенис ию, в час ельньгми п чнь 57 1 е отно ости друих т ельтгиой 1 ель изобршарнира вности, Шар2 с соосными тажа наде ругои ж выполнень не 21 7, встречные пр пазы 9. Огранич полнен в виде ш тием 14, отгибн 16. Форма каждо зована вогнутой оверхик сью л СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ВЕННЫЙ НОМИТЕТЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ССР ПИСАНИЕ ИЗ сится к ппиборотн к шарнирам с арами внутреннего третения - упрощение монприборе и повышение нир 1 содержит стерцапфами 4, В стержстречные углубления орези 8 и продольнь е итель 3 подтйкности вь 1- айбы с осевым отверсй папкой 15 и язычкомо углубления 7 обралинейчатой (цилиндверхностями 11, при этом образ поверхности 10 расположены пар но друг другупараллельно Оси па гф 4 2 с ь;и поверхности 10 р льожень симметрьчнь Относительно 2-2, Поверхности 10 образуют уп пер-," ычку 12, ось перегиба кото совпадает с осью ь цапф. Встр прорези 8 ра=,д.ю стержень на секции, подвижные относительно друга,. по"репством соединяющей упругой перемычки 12. Ограничит устанавливают на цапфу 4, его о ную лапку 15 вводят в паз 9 одн секции, а язычок 16 - в паз 9 д ССКНПИ. Ц . Ь Ог"г -2 ЕТСЯ За СЧЕ пол ения распол,женин и форм п настей, образдях упругую пере ось перегиба которой .совпадает цапф а также за счет выполнени установки ограичителя. 2 з.п. Й илоИзобретение относится к точному приборостроению, в частности к шарнирам с вращательными парами внутреннего трения, и может быть использовано для упругого подвеса подвижных силоизмерительных систем в высокоточных измерительнытприборах, например в маятниковых поплавковых компенсационных измерителях параметров движения 10 объекта.Цель изобретения - упрощение монтажа шарнира в приборе и повышение надежности.На фиг. 1 изображен шарнир, общий 15 вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-В на фиг. 2; на фиг.4 - пример использования шарниров в приборе.Упругий шарнир 1 содержит стержень 20 2 и ограничитель 3 подвижности.Стержень 2 выполнен с двумя соосными цапфами 4 и с опорными торцами 5, расположенными у основания цапф, причем диаметр стержня 2 выполнен 25 больше диаметра цапф.4.Каждая из цапф 4 выполнена со шлицом 6 (фиг. 4). Стержень 2 выполнен с двумя встречными углублениями 7, двумя встречными прорезями 8 и двумя 30 диаметрально противоположными продольными пазами 9. Каждое из углублений 7 образовано вогнутой линейчатой поверхностью 10, сечение которой нормальной плоскостью имеет вид параболы,а также замыкающими боковыми поверхностями 11. При этом образующие обеих. вогнутых поверхностей 10 расположены параллельно друг другу и параллельно оси Е-Е цапф 4 а сами 40 поверхности 10 расположены симметрично относительно оси цапф 4.Встречные прорези 8 расположены межцу боковыми поверхностями 11 углублений 7 на некотором расстоянии друг 45 от друга, каждая из них пересекает обе вогнутые поверхности 10 и ось Ецапф 4.Каждый из продольных пазов 9 пересекает одну из прорезей 8.3Таким образом, встречные прорези 8 и обе вогнутые поверхности 10 как бы разделяют стержень 2 на две полвижные друг относительно друга секции, соединенные между собой упругой55 перемычкой 12 толщиной Ь (фиг. 3),ось перегиба которой совпадает с осью Е-Е цапф 4, а каждая из секций образована поверхностью цапфы 4, опорным торцом 5 и фрагментом средней части,ограниченным с одной стороны ближайшей прорезью 8, с другой стороны второй прорезью 8, а также участкамидвух вогнутых поверхностей 10 от линииих перес.еченип с наружной поверхностью 13 стержня 2 до оси Е-Е (фиг.2),Ограничитель 3 выполнен в видешайбы с осевым отверстием 14 (фиг.2)отгибной лапкой 15 и язычком 16,причем диаметр стверстия 14 равен диаметру цапфы 4, ширина лапки 15 равна ширине Б паза 9, длина Е лапки 15 меньше расстояния Ь 1 от опорного торца 5до прорези 8. ширина Б язычка 16меньше ширины Б паза 9 а суммарнаядлина Ь лапки 15 с язычком 16 больше расстояния, .равного расстоянию Ьплюс ширина Б прорези 8.Таким образом, ограничитель 3 устанавливают.на цапфу 4 до упора вопорный торец 5, лапку 15 вводят впаз 9 одной секции, а язычок 16 - впаз 9 другой секции,Изготовление упругого шарнира может производиться, например, в следующей последовательности технологических операций. Сначала в заготовках в виде калиброванных прутков выполняют встречные углубления 7 с оставлением припуска на толщину 11 перемычки 12 с применением электроэрозионной технологии, например при помощи электроэрозионного координатно-прошивочного станка модели 4 Г 721 М, электродом, имеющим форму углубления 7. Затем производят предварительную калибровку упругой перемычки способом холодной объемной штамповки в штампе пуансонами (желательно с клиновым приводом) с последующей стабилизирующей термообработкой по режиму в зависимости от принятого материала упругого шарнира, после чего производят последующую калибровку упругой геремычки электрохимическим фрезерованием с оставлением припуска под окончательную калибровку, которая затем производится пластической деформацией в том же штампе, При этом материал, например сплав 40 КХНМ, приобретает после соответствующей термообработки заданные упругие свойства.После выполнения упругой перемычки 12 окончательно протачивают цапфы 4 относительно перемычки 12, при этсмГ 6 6между стенками продольных пазов 9, и их цапфы 4 фиксируют в мембранах 19 гайками 22.Упругий шарнир 1 работает следующим образом.При повороте подвижной системы 17 относительно неподвижной части 18 силоизмерительного прибора под воздействием внешних сил, например ускорения или магнитного поля, цапфа 4, закрепленная в подвижной системе 17, поворачивается на некоторый угол относительно цапфы 4, неподвижно закрепленной в мембране 19, При этом происходит деформация упругой перемычки 12, в которой возникает плавное нарастание концентрации напряжения материала от действия изгиба и локализуется положение оси поворота, совпадаюцее с осью подвеса подвижной системы 17.Соосное расположение оси перегиба упругой перемычки с осью цапф обеспечивает соосность каждого из шарниров с осью подвеса, что значительно упрощает установку и регулировку шарнира в приборе, заключающуюсяв обеспечении соосности осей перегибов обоих шарниров, путем разворота цапфы 4 с использованием шлица 6.Выполнение поверхностей 10, образующих упругую перемычку 12, с поперечным параболическим сечением обеснапряжений в материале при пластической деформации и расширяет локализованную зону, что повьппает количество циклов перегиба, т.е, повьппает надежностьВыполнение стержня с продольными пазами и установка ограничителя обеспечивает защиту перемычки от перегиба за пределы упругой деформации материала стержня, что также повьппает надежность шарнира в целом. 1. Упругий шарнир,в виде стержня с соосными цапфами на концах, содержащий две секции, подвижные друг относительно друга посредством соединяющей их упругой перемычки, расположенной на стержне между цапфами и образованной двумя встречными углублениями, каждое из которых ограничено вогнутой линейчатой поверхностью, причем образующие последних расположены параллельно друг другу, о т л и ч а ю щ и й 5160 Г 7контроль положения перемычки 12 можетосуществляться при помощи шариков.Затем фрезерованием выполняют продольные пазы 9 в теле стержня 2 относительно цапф 4 и положения упругойперемычки 12 с последующей окончательной термообработкой.Окончательной операцией изготовления упругого шарнира является прорезка встречных прорезей 8, освобождающих упругую перемычку 12 от замкнутого контура углублений 7. Эта операция производится в специальном приспособлении, фиксирующем цапфы 4 относительно друг друга. Прорезку прорезей 8 выполняют при помощи, например, электроискрового эрозионного прожигного станка с ЧПУ типа "СЬаппН 1 езР 432" проволочкой. ЮОкончательно изготовленный упругийшарнир снабжают предохранительной Побразной скобой, концы которой устанаваливают в его продольные пазы 9.Эта скоба (не показана) необходима 25для предохранения упругой перемычкиот поломки при транспортировке и хранении стержня 2.При сборке прибора упругие шарниры, 1 сначала устанавливают в подвижной 30системе 17 и закрепляют своими цапфами 4, например, при помощи клеевогосоединения (клей ВКс кварцевымнаполнителем по ОСТ 92-0949-74), при-печивает более плавное распределение чем предохранительные П-образные ско, 35бы не снимают, так как с их помощьюпроизводится выставка упругих шарниров относительно друг друга и направления, например неуравновешенной массы (не показано) своими упругими перемычками 12 (их направлением). Затемпредохранительные П-образные скобыснимают и на цапфы 4 устанавливаютограничители 3, которые своими язычками 16 взаимодействуют с продольными 45пазами 9 и препятствуют поломке упругой перемычки 12, т,е, ее изгибу за Формула изобретения пределы упругой деформации материалашарнира. Подвижную систему 17 совместно с шарнирами 1 устанавливают в не подвижной части 18 прибора посредством мембран 19, выполненных с осевымирезьбовыми выступами 20 и продольнымипрорезями 21, а также гаек 22, ПослеВыстаВки подвижнОЙ системы 17 Относительно датчиков прибора шарниры 1 выставляют в нейтральное положение,прикотором язычки 16 Ограничителей 3должна занимать среднее положениес я тем, что, с целью упрощения монтажа шарнира в приборе, секции разделены двумя встречными прорезями, пере-. секающими ось цапф и вагнутыелинейча 5 тые поверхности, образующие которых расположены параллельно оси цапф, совпадающей с осью симметрии упругой перемычки.2. Шарнир по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, каждая из вогнутых поверхностей выполнена параболической.3, Шарнир по пп. 1 и 2, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен по меньшей мере одним ограничителем подвижности, а стержень, диаметр которого выполнен больше, чем диаметр цапф, выполнен по меньшей мере с одним продольным пазом, пересекающим одну из прорезей, одна часть которого расположена в одной из секций, а другая часть паза расположена в другой секции, ограничитель выполнен в виде шайбы с отгибной лайкой и расположенным на ее конце язычком, ширина лапки выполнена равной ширине паза, а ширина язычка выполнена меньше ширины паза, при этом ограничитель установлен на одной из цапф, его лапка введена в часть паза одной секции, а язычок ;,введен в часть паза другой секции.1 б 06766 маненк Редактор А. Ле тор А. Осауленко Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагари Составитель В Техред М,Диды аказ 3540 Тираж 534 НИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб д. 4/5