Узел крышки для круглого отверстия для подшипника универсального шарнира
Изобретение относятся к узлу крышки для использования в закрытии круглых отверстий подшипников универсальных шарниров, например, встречающихся в тяжелых промышленных установках, в частности прокатных станах. Узел крышки для круглого отверстия для подшипника в вилке универсального шарнира (10') содержит множество отдельных сегментов (26) крышки, сконфигурированных и имеющих размер для вставки в упомянутое отверстие в позициях, взаимодействующих друг с другом, для закрывания упомянутого отверстия. Каждый из сегментов (26) крышки имеет внешний край, устанавливаемый в блокирующую канавку, ограничивающую внутреннюю поверхность упомянутого отверстия. Узел также содержит средство для соединения сегментов (26) крышки для формирования таким образом цельной круглой крышки и средство для вращательной фиксации крышки относительно вилки. Технический результат: создание узла крышки для круглого отверстия для подшипника в вилке универсального шарнира, способного выдерживать высокую допустимую нагрузку. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 19 ил.
Перекрестная ссылка на родственную заявку
Эта заявка заявляет приоритет из патентной заявки США порядковый № 14/817,571, зарегистрированной 4 августа 2015 года, и по отношению к предварительной заявке США порядковый № 62/042,315, зарегистрированной 27 августа 2014 года, полное содержимое и сущность которых включены в данный документ по ссылке.
Уровень техники
1. Область техники
Аспекты настоящего изобретения относятся к узлу крышки для использования в закрытии круглых отверстий подшипников универсальных шарниров, например, встречающихся в тяжелых промышленных установках, в частности, прокатных станах.
2. Описание предшествующего уровня техники
Фиг. 1-4 иллюстрируют традиционный универсальный шарнир 10. Универсальный шарнир включает в себя четыре узла 12a-12d полувилок и узел 14 крестовины между ними. Узел крестовины включает в себя четыре рычага 16, поддерживаемых с возможностью вращения посредством подшипников 18, содержащихся в отверстиях 20 для подшипников.
В традиционных системах отверстия 20 для подшипников остаются открытыми и закрываются крышками 22, имеющими свои ободки, прикрепленные к половинам вилок болтами 24. Вследствие ограниченного пространства болты должны быть небольшими для размещения, и, таким образом, необходимо большое число болтов. Под нагрузкой отверстия для подшипников вилок имеют тенденцию деформироваться, вынуждая болты ослабляться или ломаться.
Другим традиционным решением является использование больших пружинных стопорных колец, чтобы удерживать крышки на месте, но они могут оказываться трудными для эксплуатации, и отчетливые канавки, в которые стопорные кольца усаживаются, могут быть местами концентрации напряжений.
Еще одним традиционным решением является конфигурирование отверстий для подшипников как глухих отверстий. Проблема этого решения заключается в том, что вилка становится очень тонкой над отверстием для подшипника, и она может становиться областью высокого напряжения, которая имеет тенденцию выламываться.
Вследствие этих ограничений традиционных решений допустимая нагрузка универсального шарнира ограничена, и, таким образом, необходимо новое решение.
Сущность изобретения
Вкратце описывая, аспекты настоящего изобретения относятся к узлам крышек, используемым, чтобы закрывать круглые отверстия для подшипников универсальных шарниров. Универсальные шарниры являются соединениями такого типа, который используется в тяжелых промышленных окружениях, в частности, прокатных станах.
В примерных вариантах осуществления настоящего изобретения узел крышки для отверстия для подшипника в вилке универсального шарнира может содержать множество отдельных сегментов крышки, сконфигурированных и имеющих размер для вставки в отверстие для подшипника в позициях, взаимодействующих друг с другом, чтобы закрывать отверстие для подшипника. Каждый из сегментов крышки имеет внешний край, устанавливаемый в блокирующую канавку, ограничивающую внутреннюю поверхность отверстия для подшипника. Сегменты крышки соединяются, чтобы, тем самым, формировать цельную круглую крышку, и крышка вращательно фиксируется относительно вилки.
Внешний диаметр цельной круглой крышки предпочтительно меньше внутреннего диаметра блокирующей канавки.
Сегменты крышки могут быть взаимосвязаны посредством ключа, прикрепленного крепежами к каждому сегменту крышки.
Узел крышки может быть вращательно зафиксирован относительно вилки посредством язычка на ключе, язычок конфигурируется и размещается для посадки в противовращательную выемку во внутренней поверхности отверстия для подшипника.
Блокирующая канавка может иметь округлое дно, а внешние края сегментов крышки могут иметь закругленные заплечики, устанавливаемые в блокирующую канавку.
Вторая канавка может быть предусмотрена в округлом дне блокирующей канавки, и уплотнительное кольцо может быть помещено во вторую канавку. Уплотнительное кольцо может быть упруго сжимаемым и может быть сконфигурировано и иметь размер, чтобы радиально ограничивать цельную круглую крышку.
Сегменты крышки могут включать в себя первый и второй сегменты, закрывающие противоположные стороны отверстия для подшипника, в то же время предоставляя возможность зазору оставаться между ними, третий сегмент, закрывающий фрагмент зазора, и четвертый сегмент, закрывающий оставшуюся часть зазора.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - это перспективный вид универсального шарнира, имеющего свои отверстия для подшипников, закрытые традиционными крышками;
Фиг. 2 - это вид сбоку в вертикальном разрезе универсального шарнира, показанного на фиг. 1;
Фиг. 3 - это вид в разрезе, взятый по линии 3-3 на фиг. 2;
Фиг. 4 - это укрупненный частичный вид в разрезе отмеченного кругом фрагмента, показанного на фиг. 3;
Фиг. 5 - это перспективный вид универсального шарнира, имеющего свои отверстия для подшипников, закрытые узлом крышки в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 6 - это вид сбоку одной из половин вилок универсального шарнира, показанного на фиг. 5;
Фиг. 7 является видом в поперечном разрезе, взятом по линии 7-7 на фиг. 6, показывающим внутреннюю поверхность отверстия для подшипника, ограниченного блокирующей канавкой в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 8 и 9 - это укрупненные частичные виды в поперечном разрезе, помеченных кругом фрагментов, показанных на фиг. 7;
Фиг. 10 - это укрупненный вид компонентов, составляющих крышку в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 11A-11E - это схематичные иллюстрации, изображающие последовательные этапы в установке узла крышки в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 12A-12B - это укрупненные виды в поперечном разрезе, показывающие посадку внешних краев сегментов крышки в блокирующей канавке и вплотную к уплотнительному кольцу, в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения; и
Фиг. 13A и 13B являются передним и задним перспективными видами модифицированного сегмента крышки, сконфигурированного, чтобы взаимодействовать с другими сегментами крышки и вращательно фиксировать узел крышки, в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Чтобы облегчать понимание вариантов осуществления, принципов и отличительных признаков настоящего изобретения, они объясняются далее в данном документе со ссылкой на реализацию иллюстративных вариантов осуществления. В частности, они описываются в контексте крышки для круглого отверстия для подшипника предназначенного для работы в тяжелых условиях универсального шарнира.
Варианты осуществления настоящего изобретения, однако, не ограничиваются использованием в описанном промышленном применении.
Компоненты и материалы, описанные далее в данном документе как составляющие различные варианты осуществления, предназначены для иллюстративных, а не ограничивающих, целей. Многие подходящие компоненты и материалы, которые будут выполнять ту же или аналогичную функцию, что и материалы, описанные в данном документе, предназначены для охвата рамками вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 5 иллюстрирует универсальный шарнир 10', опять же включающий в себя четыре узла 12a'-12d' полувилок, с отверстиями для подшипников узлов вилок, закрытыми узлами 26 крышек в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Со ссылкой на фиг. 10, узлы 26 крышек предпочтительно содержат уплотнительное кольцо 28, первый и второй сегменты 30a, 30b крышки, третий сегмент 30c крышки, четвертый сегмент 30d крышки, ключ 32 и множество крепежей, указанных типично по ссылке 34. Внешние края сегментов 30a-30d крышки формируются с закругленными заплечиками 31.
Как показано на фиг. 6-9, каждый узел полувилки имеет сквозное круглое отверстие 36 для подшипника с его внутренней поверхностью, ограниченной блокирующей канавкой 38. Блокирующая канавка имеет округлое дно 38a, прерванное второй канавкой 40. В одном месте, как изображено на фиг. 9, канавка 38 пересекается противовращательной выемкой 42.
Установка узла 26 крышки выполняется посредством следующих последовательных этапов:
Уплотнительное кольцо 28 усаживается во вторую канавку 40.
Как показано на фиг. 11A, первый сегмент 30a крышки располагается на одной стороне отверстия для подшипника.
Как показано на фиг. 11B, второй сегмент 30b крышки располагается на противоположной стороне отверстия для подшипника. Первый и второй сегменты крышки конфигурируются и имеют размер, чтобы определять зазор 44 между ними.
Как показано на фиг. 11C, третий сегмент 30c крышки располагается, чтобы закрывать фрагмент зазора 44.
Как показано на фиг. 11D, четвертый сегмент 30d крышки располагается, чтобы закрывать оставшуюся часть зазора 44.
Как показано на фиг. 11E, ключ 32 затем прикрепляется ко всем сегментам крышки, тем самым, соединяя их в цельную крышку. Ключ 32 включает в себя язычок 33, сконфигурированный и размещенный для посадки в противовращательную выемку 42, таким образом, вращательно фиксируя узел крышки относительно полувилки.
Как может быть лучше видно на фиг. 12a и 12b, закругленные заплечики 31 на внешних краях сегментов 30a-30d крышки принимаются в блокирующую канавку 38. Внешний диаметр цельной круглой крышки предпочтительно слегка меньше внутреннего диаметра блокирующей канавки 38.
Уплотнительное кольцо 28 выступает радиально внутрь от округлого дна 38a блокирующей канавки 38. Внешний круглый край цельной крышки находится в соприкосновении и, таким образом, радиально поддерживается и заключается в уплотнительное кольцо. Упругая сжимаемость уплотнительного кольца предоставляет возможность цельной крышке "плавать" радиально относительно полувилки, тем самым, изолируя крепежи 34, прикрепляющие ключ 32 к каждому сегменту крышки, от повреждающих напряжений, получающихся в результате деформации отверстия для подшипника под нагрузкой.
Обращаясь к фиг. 13A и 13B, будет видно, что четвертый сегмент 30d' крышки может быть снабжен массивом отверстий, размещающих крепежи, чтобы прикреплять его к другим сегментам крышки, и язычком 33', сконфигурированным и размещенным для приема в противовращательную выемку 42. С этой конфигурацией четвертый сегмент крышки также служит в качестве ключа.
В свете вышесказанного, специалистам в области техники будет очевидно, что модификации могут быть выполнены в примерном варианте осуществления в данном документе, раскрытом без отступления от рамок настоящего изобретения, которые определены прилагаемой формулой изобретения. Например, цельная крышка может быть составлена из различного числа по-разному сконфигурированных сегментов крышки, и цельная крышка может иметь внешний диаметр, практически равный внутреннему диаметру блокирующей канавки.
1. Узел крышки для круглого отверстия для подшипника в вилке универсального шарнира, содержащий:
множество отдельных сегментов крышки, сконфигурированных и имеющих размер для вставки в упомянутое отверстие в позициях, взаимодействующих друг с другом, для закрывания упомянутого отверстия, причем каждый из сегментов крышки имеет внешний край, устанавливаемый в блокирующую канавку, ограничивающую внутреннюю поверхность упомянутого отверстия;
средство для соединения сегментов крышки для формирования таким образом цельной круглой крышки; и
средство для вращательной фиксации крышки относительно вилки.
2. Узел крышки по п. 1, в котором внешний диаметр цельной круглой крышки меньше внутреннего диаметра блокирующей канавки.
3. Узел крышки по п. 1, в котором средство для соединения упомянутых сегментов крышки содержит ключ, прикрепленный крепежами к каждому сегменту крышки.
4. Узел крышки по п. 3, в котором средство для вращательного закрепления крышки содержит язычок на ключе, сконфигурированный и размещенный для посадки в противовращательную выемку во внутренней поверхности отверстия для подшипника.
5. Узел крышки по п. 2, в котором блокирующая канавка имеет округлое дно, при этом внешние края сегментов крышки имеют закругленные заплечики, устанавливаемые в блокирующую канавку.
6. Узел крышки по п. 5, дополнительно содержащий вторую канавку в округлом дне блокирующей канавки и уплотнительное кольцо, устанавливаемое во вторую канавку, причем уплотнительное кольцо является упруго сжимаемым и сконфигурировано и имеет размер для радиального ограничения цельной круглой крышки.
7. Узел крышки по п. 1, в котором цельная круглая крышка содержит:
первый и второй сегменты крышки, закрывающие противоположные стороны отверстия для подшипника, причем первый и второй сегменты крышки сконфигурированы и имеют размер для задания зазора между ними;
третий сегмент крышки, закрывающий фрагмент упомянутого зазора; и
четвертый сегмент крышки, закрывающий оставшуюся часть.
8. Узел крышки по п. 3, в котором ключ содержит цельную часть одного из сегментов крышки.
9. Способ закрытия круглого отверстия для подшипника в вилке универсального соединения, содержащий этапы, на которых:
выполняют блокирующую канавку, ограничивающую внутреннюю поверхность упомянутого отверстия;
вставляют множество сегментов крышки в упомянутое отверстие в позициях, взаимодействующих друг с другом, для закрывания упомянутого отверстия, причем каждый из сегментов крышки имеет внешний край, устанавливаемый в блокирующую канавку;
соединяют сегменты крышки для формирования таким образом цельной круглой крышки; и
вращательно фиксируют крышку относительно вилки.
10. Способ по п. 9, в котором цельную круглую крышку формируют посредством прикрепления ключа ко всем сегментам крышки.
11. Способ по п. 9, в котором цельную круглую крышку вращательно фиксируют на вилке посредством посадки язычка на ключе в противовращательную выемку во внутренней поверхности упомянутого отверстия.
12. Способ по п. 9, дополнительно содержащий этап, на котором выполняют цельную круглую крышку с внешним диаметром меньше внутреннего диаметра блокирующей канавки.
13. Способ по п. 12, дополнительно содержащий этапы, на которых блокирующую канавку выполняют с округлым дном, а внешние края сегментов крышки выполняют с закругленными заплечиками, устанавливаемыми в округлое дно блокирующей канавки.
14. Способ по п. 13, дополнительно содержащий этап, на котором округлое дно блокирующих канавок выполняют со второй канавкой, содержащей упруго сжимаемое уплотнительное кольцо, радиально ограничивающее цельную круглую крышку.
15. Способ по п. 9, в котором сегменты крышки вставляют в упомянутое отверстие в следующей последовательности:
первый сегмент крышки, закрывающий одну сторону упомянутого отверстия;
второй сегмент крышки, закрывающий противоположную сторону упомянутого отверстия, причем первый и второй сегменты крышки сконфигурированы и имеют размеры для задания зазора между ними;
третий сегмент крышки, закрывающий фрагмент зазора; и
четвертый сегмент крышки, закрывающий оставшуюся часть зазора.
