Карданный шарнир и способ его технического обслуживания

 

Изобретение используется в машиностроении, в частности, в соединениях валов с перекосом. Карданный шарнир содержит вилки, игольчатые подшипники, крестовину с втулками, радиальные и осевые уплотнения. Втулка шипа крестовины выполнена в виде стакана, при этом в основании корпуса игольчатого подшипника и упомянутой втулки расположены центральные соосные отверстия, каждое из которых выполнено в виде правильного выпуклого многоугольника, а между основанием корпуса игольчатого подшипника и крышкой установлен уплотнительный элемент. Разборку карданного шарнира выполняют частично, заменяют изношенные поверхности на неизношенные дифференцированно для каждого подшипникового узла путем проворота игольчатого подшипника и втулки посредством соосных отверстий в основаниях подшипника и втулки. Технический результат заключается в увеличении долговечности и снижении затрат на техническое обслуживание карданного шарнира. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к элементам для соединения валов с перекосом.

Известен карданный шарнир, который выполнен с разборными проушинами вилок, полости которых имеют форму многогранников с четным числом граней и расположены так, что съемная часть имеет на две грани меньше, чем оставшаяся, наружная поверхность игольчатого подшипника сопряжена с полостями проушин [1]. Наличие разборных проушин дает возможность проворачивать игольчатый подшипник относительно оси шипа, тем самым обеспечивать введение в рабочую зону двух (корпус подшипника, игольчатые ролики) из трех неизношенных элементов.

Недостатком данной конструкции является невозможность введения в рабочую зону неизношенной поверхности шипа крестовины карданного шарнира.

Наиболее близким техническим решением является карданный шарнир, содержащий наружную и внутреннюю обоймы, игольчатый подшипник качения и конический шип крестовины [2]. При этом наружная обойма подшипника выполнена в виде массивного стакана, а внутренняя обойма - в виде втулки с цилиндрической наружной поверхностью, образующей беговую дорожку подшипника, и с коническим отверстием, которым она сопряжена с шипом на неподвижной посадке. Для восприятия осевых усилий торцами внутренней и днищем наружной обойм внутренняя обойма выполнена удлиненной, а для улучшения герметизации рабочей полости подшипника наружная обойма снабжена уплотнением.

Существенным недостатком этого шарнира является неравномерный износ поверхностей качения, связанный с ограниченной зоной изнашивания в подшипниковом узле карданного шарнира.

Известен способ технического обслуживания карданных шарниров [3], заключающийся в их разборке, восстановлении технического ресурса путем разворота крестовины вокруг ее центральной оси на угол, соответствующий углу между соседними шипами, и повороте карданных подшипников на 180° вокруг их центральной оси, а также в том, что производят разворот крестовины вокруг ее центральной оси на угол 90°, и последующей сборке.

Существенными недостатками способа являются: нарушение технического состояния подшипникового узла (шип - игольчатые ролики - стакан), одновременное воздействие на все подшипниковые узлы и высокая трудоемкость работ по техническому обслуживанию.

Задача настоящего изобретения - повышение долговечности карданного шарнира и снижение трудоемкости технического обслуживания.

Это достигается тем, что карданный шарнир содержит вилки, игольчатые подшипники, крестовину с втулками, радиальные и осевые уплотнения, установленные на шипе, причем на шип установлена втулка с наружной цилиндрической поверхностью, выполненная в виде стакана с отверстием в центре ее основания. Отверстие выполнено в форме правильного выпуклого многоугольника. В центре основания игольчатого подшипника также выполнено аналогичное отверстие. Разборку данного карданного шарнира выполняют частично, замену изношенных поверхностей на неизношенные проводят дифференцированно для каждого подшипникового узла путем проворота игольчатого подшипника и втулки посредством отверстий в основаниях подшипника и втулки.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображен разрез подшипникового узла вдоль оси шипа заявляемого карданного шарнира, а на фиг.2 представлен разрез I-I подшипникового узла на фиг.1.

Карданный шарнир содержит вилку 1, в проушине которой с возможностью проворота установлен корпус игольчатого подшипника 2 с игольчатыми роликами 3. Втулка 4 установлена с возможностью проворота на шипе 5 крестовины 6. В центре основания втулки 4 и корпуса игольчатого подшипника 2 выполнены отверстия 7 и 8. Эти отверстия выполнены "под ключ" предпочтительно в форме квадрата или шестиугольника. Между основанием корпуса игольчатого подшипника 2 и крышкой 9 установлен у плотнительный элемент 10.

Карданный шарнир работает следующим образом. Нагрузка от вилки 1 посредством корпуса подшипника 2 и игольчатых роликов 3 передается на втулку 4 шипа 5 крестовины 6 и далее на аналогичный подшипниковый узел другой вилки (не показаны).

Техническое обслуживание проводят для подшипниковых узлов с наименьшим остаточным ресурсом, который определяют, например, измеряя его температуру при работе. Сначала снимают крышку 9, уплотнительный элемент 10 и посредством соосных отверстий проворачивают корпус подшипника 2 относительно проушины вилки 1 и втулку 4 относительно шипа 5 на угол, позволяющий ввести в рабочую зону неизношенные поверхности, после чего устанавливают уплотнительный элемент 10 и крышку 9.

Наличие отверстий 7 и 8 позволяет производить замену изношенных поверхностей на неизношенные у всех трех элементов (корпуса подшипника 2, игольчатых роликов 3 и втулки шипа 4) дифференцированно для каждого подшипникового узла.

Таким образом, применение предлагаемого изобретения позволяет повысить долговечность карданного шарнира и снизить трудоемкость его технического обслуживания.

Источники информации

1. Патент №2075878 РФ, МПК F 16 D 3/26. Карданный шарнир /Сигаев А.М. и Пастухов А.Г. (РФ), №93035709/28, заявлено 07.07.93, опубл. 20.03.97, Бюл. №8.

2. А.С. №277464 СССР, МКИ F 16 D 3/33. Карданный шарнир /Щебров В.М. (СССР), №1263214/25 27, заявлено 22.07.68, опубл. 22.07.70, Бюл. №24.

3. А.С. №829464 СССР, МКИ В 60 S 5/00. Способ технического обслуживания карданных шарниров /Удовидчик П.А., Пешее Л.Я., Минченя Н.Т. и Щебров В.М. (СССР), №2800847/27 11, заявлено 16.07.79, опубл. 15.08.81, Бюл. №18.

Формула изобретения

1. Карданный шарнир, содержащий вилки, игольчатые подшипники, крестовину с втулками, радиальные и осевые уплотнения, установленные на шипе, отличающийся тем, что втулка шипа крестовины выполнена в виде стакана и установлена на шипе основанием вверх, при этом в основании корпуса игольчатого подшипника и упомянутой втулки выполнены центральные соосные отверстия, каждое из которых выполнено в виде правильного выпуклого многоугольника, а между основанием корпуса игольчатого подшипника и крышкой установлен уплотнительный элемент.

2. Способ технического обслуживания карданных шарниров, включающий разборку, восстановление технического ресурса путем разворота поверхности шипа крестовины и игольчатого подшипника, сборку, отличающийся тем, что разборку карданного шарнира, выполненного по п.1, выполняют частично, замену изношенных поверхностей на неизношенные проводят дифференцированно для каждого подшипникового узла путем проворота игольчатого подшипника и втулки посредством соосных отверстий в основаниях подшипника и втулки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2