Шарнирное соединение

 

Использование: для общего машиностроения . Сущность изобретения: шарнирное соединение содержит цилиндрический палец и по меньшей мере пару втулок, установленных на нем. В средней части пальца между втулками выполнена кольцевая проточка , при этом диаметр средней части определяется из формулы: V di d 1 +

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s F 16 С 11/06 11/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

9,7ТЕ»» д — 32 Р Н Ь(1 — 1,2 — )

1+ с»1 =d

32Р»4 Ь(1 — 2 —;}" (21) 4935081/27 (22) 08.02.91 (46) 23,10.92. Бюл. N 39 (71) Азербайджанский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения (72) M.À, Гусейнов, Т.М, Вердиев и Ф,CD.

Амирбеков (73) Азербайджанский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения (56) Степин П,А, Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1988, с. 132-138. (54} ШАРНИРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ (57) Использование: для общего машиностроения. Сущность. изобретения: шарнирное соединение содержит цилиндрический палец и по меньшей мере пару втулок, устаИзобретение относится к общему машиностроению.

Известно шарнирное соединение палец-втулка с постоянным сечением профиля пальца (1}.

Однако известное соединение имеет следующие недостатки. При нагружении этого шарнирного соединения внешней силой палец получает угловое перемещение в пределах зазора между втулками, При этом касание пальца с внутренней втулкой происходит по дуге полуокружности, причем с увеличением нагрузки площадь контакта увеличивается незначительно. С внешней втулкой линейный контакт происходит только при ненагруженном состоянии шарнирного соединения; с увеличением нагрузки Ы 1771522 АЗ новленных на нем, В средней части пальца между втулками выполнена кольцевая проточка, при этом диаметр средней части определяется из формулы: где 0 — диаметр пальцев по.", вту.ку. мм; Е— модуль упругости первого ряда, Па; Г- зазор между втулкой и,пальцем, мм; Р— внешняя сила нагружения, Н; Н вЂ” длина проточки, мм; h — длина контактной площадки втулки с пальцем, мм. При использовании изобретения отпадает необходимость в noBBpx»4ocTHQM упрочнении деталей, 2 ил. площадь контакта увеличивается и при определенной нагрузке и податливости пальца контакт может происходить по всей длине внешней втулки, Зона действия контактных давлений на внутреннюю поверхность внешней втулки сосредотачивается у ее внутреннего торца и палец работает на срез, Ввиду того, что поверхность внешней втулки и пальца длительно находя1ся в напряженном неподвижном контакте, а также контактная площадь их незначительна, происходит диффузия материалов этих деталей, холодная сварка их, т. е. заклинива» ле всего шарнирного соединения.

Происшедшее заклинивание пальца и втулки приводит к тому, что после разгружения шарнирного соединения. палец, стре1771522

d1 =(1

10 где d — диаметр пальца под втулку, мм;

Е - модуль упругости первого рода, Па; д — зазор между втулкой и пальцем, мм;

P — внешняя сила нагружения, Н;

Н вЂ” длина проточки, мм;

h — длина контактной площадки втулки с пальцем, мм.

На фиг, 2 представлена схема нагружения ступенчатого пальца 1, приведенного к белке с. постоянным сечением, при распределении удельного давления по всей длине втулок 2 {фиг. 1), причем меньшее сечение балки приведено к большему.

Работает предложенное соединение следующим образом, При нагружении шарнирного соединения палец-втулка контакт между втулками 2

{фиг. l) и пальцем 1 происходит по площадке, причем, с увеличением нагрузки площадь контакта постепенна увеличивается.

Для уменьшения удельно î давления на контактной пл ицадке увеличивается пло:,цадь контакта по вссй длине втулок 2. Распределение удельного давления по площади контакта 5 диаметрзльном се-гнии принимается по закону косинусоиды, в осевом направлении — по закону треуголь": ëêà. Так как втулки 2 по сравнению с пальцем 1 имеют большую жесткость, изгибом втулок 2 пренебрегаем.

При постоянной длине втулок 2 и пальца

1 высота силового треугольника зависит от диаметра сечения пальца 1 и величины нагруэочной силы Р, Изменяя жесткость пальца . создаем такую конструкцию его. в

/ ка орои распределение удельного давления происходит по всей длине втулок 2, а следовательно уменьшаются напряжения в .,0 опасных-сечениях за счет приближения точки приложения равнодействующей распределенной нагрузки {фиг, 2} к опасным сечениям, В этом случае оно достигает максимального значения в сечениях А — А и

5— - Б {фиг. 1), где и происходит заклинивание втулок 2 с пальцем 1. Увеличивая гибкость пальца 1 изменением в средней части пальца .1 на длину Н диаметра пальца 1,мы тем самым устраняем возможность зе линива:: ия шарнирного саедине ия, Если все же

d1 =d

„2РН2 (1 2ь}з где d — диаметр пальца под втулку, мм;

Š— модуль упругости первого ряда, Па; д- зазор 1ежду втулкой и пальцем, мм.;

Р— внешняя сила нагружения, Н;

Н вЂ” длина rðoòî-,ки, мм:

h — дл и на ко нта .тн ой площадки втулки с пальцем, мм.

Иными словами, поставленная цель достигается изменением жесткости пальца, что 4 приводит к уменьшению удельного давления на контактной площадке втулки и распределения давления по всей длине втулки и соответственно уменьшения напряжения в опасных сечениях, Сопоставительный ана- 4 лиз заявляемого шарнирного соединения с прототипом показывает, чта устранение заклинивания происходит не эа счет упрочнения поверхности пальца или вту.-к: различными сложными и дорогостая;ц:;:;и технологическими методами, а за ".чет увеличения просчитанной величины гибкости пальца.

Предложенное техническое решение обеспечивает получение нового качества 5 пальца, что свидетельствует о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг, 1 представлено предлагаемое шарнирное соединение, Предлагаемое шарнирное соединение состоит из пальца мясь возвратиться у свое первоначальное недефармированное состояние, сдвигает втулку и срезает сварочный шов, соединяющий эту втулку с щекой. Это приводит к полной непригодности соединения для дальнейшей эксплуатации. Для предотвращения заклинивания упрочняют поверхность пальца наклепом, токами высокой частоты и т. п„но эти дорогостоящие технологические методы полностью не устраняют возможность заклинивания шарнирного соединения, Это приводит к резкому уменьшению надежности машины или механизма и необходимости демонтажа всего шарнирного соединения и замены его новым.

Целью изобретения является повышение надежности шарнирного соединения палец-втулка.

Поставленная цель достигается тем, что в шарнирном соединении палец-втулка, состоящая из пальца и минимум пары втулок, палец в средней части имеет проточку, диаметр которой определяется по следующей формуле:

97fF$ д — 32P Н h(1 — 12 — )

1 +

1. пары втулок 2 и пары втулок 3, Палец 1 имеет в средней части проточку 4, диаметр которой определяется по формуле:

9KE3 д — 32P Н h(1 — 12 — }

32P H h(1 — 2 — }

1771522 прихват пальца 1 с втулками 2 произойдет (диффузия, коррозионный прихват), то палец 1 за счет своей увеличенной гибкости отсоединится от втулок 2, не разрушая при этом сварочный шов втулок 2. т, е. шарнирное,соединение вернется в свое первоначальное рабочее состояние. Необходимость в каком-либо поверхностном упрочнении отпадает. что значительно удешевляет и упрощает технологию изготовления соединения.

Формула изобретения

Шарнирное соединение, содержащее цилиндрический палец и по меньшей мере пару втулок, установленных на нем, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности соединений, палец выполнен с кольцевой проточкой в средней части междч » — 4 установленными на нем втулками. при этом диаметр d1 Средней части опРеделяетея иЗ следующего соотношения:

QRE4 д-32 Р Н h(1-12 — ")

1+ н

32Р Н h(1-2д) где d — диаметр пальца под втулку, мм;

Š— модуль упругости первого рода, Па: д- зазор между втулкой и пальцем, мм;

Р— внешняя сила нагружения, Н:

Н вЂ” длина проточки. мм;

h — длина контактной площадки втулки с пальцем, мм.

@ИГР Р

Составитель M.Ãóñeéíoà

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор Т,Куркова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1()1

Заказ 3756 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С ССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Шарнирное соединение Шарнирное соединение Шарнирное соединение 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, в частности, в рычажных механизмах погрузчиков, экскаваторов и др

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано для упругих подвесов подвижных силочувствительных систем в высокоточных измерительных приборах

Изобретение относится к машиностроению , а именно к карданным шарнирам

Шарнир // 1703876
Изобретение относится к машиностроению и м.б

Шарнир // 1643827
Изобретение относится к устройствам для упругой связи между собой, в частности к упругодемпфирующим шарнирам Цель изобретения - уменьшение динамических нагрузок

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться, в частности, при конструировании поршневых машин в качестве узла соединения шатуна с шатунной шейкой коленчатого вала

Изобретение относится к цилиндрическим фрикционным шарнирным устройствам повышение устройства надежности

Изобретение относится к машиностроению , в частности, к устройствам канатного зажима

Изобретение относится к области машиностроения, может быть использовано в приспособлениях для соединения гибких элементов, преимущественно тросов, и может найти применение в промышленном рыболовстве для соединения элементов орудий лова

Изобретение относится к элемента.м независимых рычажных подвесок автомобилей

Изобретение относится к .машиноотроению и может быть использовано в подвижных соединениях швейных машин

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в упругих шарнирных соединениях

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к изготовлению вкладышей шарнира скольжения универсальных шпинделей, и может быть использовано в металлургии и других отраслях промышленности
Наверх