Резьбоклеевая съемная ступица
Владельцы патента RU 2554020:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к области машиностроения для соединения совместно вращающихся частей и направлено на повышение сцепления элементов конструкции. Резьбоклеевая съемная ступица выполнена из состыкованных между собой конической втулки с боковом разрезом по направляющей, имеющей четыре резьбовых отверстия под дополнительные стяжные винты, расположенные под углом 90° к каждому из резьбовых отверстий, взаимозаменяемого приводного элемента в виде шкива или звездочки, содержащего четыре резьбовых отверстия, расположенные под углом 90° к каждому из резьбовых отверстий, имеющего внутреннее коническое отверстие, соответствующее внешней поверхности конической втулки, которая осуществлена с возможностью натяга зажимной гайкой, фиксирования при помощи стопорного кольца и фиксирующей гайки. Между сопрягающимися поверхностями: цилиндрической - втулки и вала, и конической - втулки и приводного элемента размещен слой анаэробного клея с возможностью уменьшения его толщины путем увеличения натяга стяжных винтов и зажимной гайки при сборке ступицы. 3 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области машиностроения для соединения совместно вращающихся частей.
Уровень техники
Известно клеевое соединение с натягом, имеющее соосные цилиндрические детали типа вал-ступица, предназначенных для передачи вращающего момента (см., например, книгу Г.Б. Иосилевича «Детали машин», стр. 72. М.: Машиностроение, 1988 г.).
К недостаткам следует отнести невозможность регулирования толщины слоя наносимого клея в сопрягаемых частях соединения.
Известна съемная ступица, состоящая из радиально разрезанного конического элемента, который имеет внутреннее осевое отверстие, позволяющее надеть этот элемент на приводной вал, и наружной конусной стенкой, причем крепежные винты, расположенные по периферийной части ступицы, позволяют зафиксировать ее на вращающемся элементе. Такие съемные ступицы поступают на рынок под товарным знаком SKF, см., например, (http://www.skf.com/portal/skf_ru/home/products?maincatalogue=1&1a ng=ru&newlink=1_16_2).
К недостаткам следует отнести трудность изготовления данной конструкции.
Известна съемная ступица, содержащая, по меньшей мере, один элемент ступицы, имеющий радиальную щель, стяжные винты, предназначенные для зажима указанного элемента ступицы на приводном валу, и разрезное кольцо, расположенное между приводным валом и элементом ступицы для обеспечения зажима элемента ступицы на приводном валу (см. патент на изобретение DE №1265506, 1968 г.).
Недостатком такой ступицы является то, что ступица и съемные элементы должны быть выполнены с одного и того же материала и одинаковой твердостью, в противном случае будет происходить смятие ступицы или элемента. Трудность изготовления данной конструкции.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является съемная ступица для монтажа вращающегося элемента на приводном валу, содержащая стяжные винты, причем она дополнительно снабжена взаимозаменяемым приводным элементом, имеющим внутреннее коническое отверстие с конусностью 1:10, соответствующее внешней поверхности конической втулки, содержащим четыре резьбовых отверстия, расположенные под углом 90° к каждому из резьбовых отверстий, конической втулкой с конической внешней поверхностью, имеющей радиальную щель, при этом внутренний диаметр соответствует диаметру приводного вала, а наружный диаметр соответствует отверстию приводного элемента, снабженной четырьмя упрочненными секторами, расположенные под углом 90° к каждому из упрочненных секторов, тыльной шайбообразной стороной, содержащей четыре резьбовых отверстия под дополнительные стяжные винты, расположенные под углом 90° к каждому из резьбовых отверстий, коническая втулка выполнена с возможностью зажатия зажимной гайкой, фиксирования при помощи стопорного кольца и фиксирующей гайки, причем в качестве приводного элемента используют или шкив, или звездочку (см. патент на изобретение RU 2402701 C1, кл. F16D 1/09, 27.10.2010 (D1))
Недостатком такой ступицы является необходимость высокой чистовой обработки сопрягаемых рабочих поверхностей конической втулки и приводного элемента для создания более высокого натяга.
Раскрытие изобретения
Резьбоклеевая съемная ступица выполнена из состыкованных между собой конической втулки с боковом разрезом по направляющей, имеющей четыре резьбовых отверстия под дополнительные стяжные винты, расположенные под углом 90° к каждому из резьбовых отверстий, взаимозаменяемого приводного элемента в виде шкива или звездочки, содержащего четыре резьбовых отверстия, расположенные под углом 90° к каждому из резьбовых отверстий, имеющего внутреннее коническое отверстие, соответствующее внешней поверхности конической втулки, которая осуществлена с возможностью натяга зажимной гайкой, фиксирования при помощи стопорного кольца и фиксирующей гайки, причем между сопрягающимися поверхностями: цилиндрической - втулки и вала, и конической - втулки и приводного элемента размещен анаэробный слой клея с возможностью уменьшения его толщины путем увеличения натяга стяжных винтов и зажимной гайки при сборке ступицы.
Резьбоклеевая съемная ступица используется в соединении приводного вала с приводным элементом для передачи крутящего момента за счет сил сцепления анаэробного клея между валом, конической втулкой и приводным элементом, возникающих при затяжке ступицы на валу. При исполнении резьбоклеевой съемной ступицы при склеивании сопрягаемых поверхностей с затяжкой составных частей, толщина клея минимизируется до размеров наночастиц, что повышает сцепление элементов конструкции и позволяет повысить надежность соединения и увеличить величину крутящего момента.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображена фронтальная проекция резьбоклеевой съемной ступицы.
На фиг. 2 показан разрез А-А на фиг. 1.
На фиг. 3 представлена коническая втулка, общий вид.
Осуществление изобретения
Резьбоклеевая съемная ступица (фиг. 1) содержит коническую втулку 1, охватывающий коническую втулку 1 приводной элемент 2 (в качестве приводного элемента изображен шкив), зажимную гайку 3, стопорное кольцо 4, фиксирующую гайку 5, стяжные винты 6. Коническая втулка 1 выполнена в форме усеченного конуса с цилиндрическим отверстием 7 вдоль продольной оси, соответствующим диаметру приводного вала 8, наружным диаметром, соответствующим коническому отверстию 9 приводного элемента 2, и боковым разрезом 10 по направляющей. Между сопрягающимися поверхностями: цилиндрической - втулки и вала, и конической - втулки и приводного элемента (шкива) размещен анаэробный слой клея с возможностью уменьшения его толщины путем увеличения натяга зажимной гайки 3.
Сборку ступицы осуществляют следующим образом. На внешнюю и внутреннюю поверхности конической втулки 1, или (а также) на сопрягаемые со втулкой поверхности вала и ступицы перед сборкой наносят анаэробный клей 11 и надевают приводной элемент 2. Затем навинчивают на резьбовую часть 12 на конической втулке 1, установленной на приводном валу 8, зажимную гайку 3, при этом приводной элемент 2 зажимается на коническую втулку 1 (фиг. 1), (фиг. 2).
Далее стяжными винтами 6, посредством резьбовых отверстий 13 в конической втулке 1 и резьбовых отверстий 14 в приводном элементе 2, стягивают коническую втулку и приводной элемент 2. Стяжные винты 6 расположены под углом 90° к каждому из резьбовых отверстий 13 и 14, так как данный угол позволяет надежно фиксировать коническую втулку 1 и приводной элемент 2 при минимальном и оптимальном количестве стяжных винтов 6, а также дают возможность соблюсти симметрию в съемной ступице, что не создает эксцентриситет при вращении съемной ступицы. Следом на коническую втулку 1 устанавливают стопорное кольцо 4 и затем фиксирующей гайкой 5 фиксируют стопорное кольцо 4 и собранное в единое целое коническую втулку 1, приводной элемент 2, зажимную гайку 3.
Резьбоклеевая съемная ступица работает следующим образом:
На приводной вал 8 через внешний источник (ременная или цепная передача) передается крутящий момент Т. От приводного вала 8 на коническую втулку 1, имеющую боковой разрез 10 по направляющей, действует сила вращения F. Так как коническая втулка 1 жестко зажата на приводном валу 8, а на самой конической втулке 1 жестко зафиксирован приводной элемент 2, посредством нанесенного анаэробного клея 11 и зажимной гайки 3, стопорного кольца 4, фиксирующий гайки 5 и стяжных винтов 6, расположенных под углом 90° к каждому из резьбовых отверстий 13 в конической втулке 1 и резьбовых отверстий 14 в приводном элементе 2, то на собранную в единое целое резьбоклеевую съемную ступицу действует эта же сила. Соединение приводится во вращательное движение.
Натяжение зажимной гайки 3 уменьшает толщину слоя клея, вплоть до размеров наночастиц, повышает сцепление и тем самым величину крутящего момента. Следует при этом заметить, что на начальном этапе затягивания клей может играть роль смазки, помогая осуществлять процесс взаимных перемещений элементов соединения, что способствует минимизации толщины клеевых прослоек.
Резьбоклеевая съемная ступица выполнена из состыкованных между собой конической втулки с боковом разрезом по направляющей, имеющей четыре резьбовых отверстия под дополнительные стяжные винты, расположенные под углом 90° к каждому из резьбовых отверстий, взаимозаменяемого приводного элемента в виде шкива или звездочки, содержащего четыре резьбовых отверстия, расположенные под углом 90° к каждому из резьбовых отверстий, имеющего внутреннее коническое отверстие, соответствующее внешней поверхности конической втулки, которая осуществлена с возможностью натяга зажимной гайкой, фиксирования при помощи стопорного кольца и фиксирующей гайки, отличающаяся тем, что между сопрягающимися поверхностями: цилиндрической - втулки и вала, и конической - втулки и приводного элемента размещен слой анаэробного клея с возможностью уменьшения его толщины путем увеличения натяга стяжных винтов и зажимной гайки при сборке ступицы.
