Універсальний шарнір

Известны шаровые и роликовые шарниры (А.Н.Комаров, А.А.Динник. Новые шпиндели и муфты для приводов прокатного и другого металлургического оборудования: Учебное пособие. - Днепропетровск.: Ротапринт ДМетИ, 1977), которые обеспечивают передачу крутящего момента при больших углах перекоса и больших взаимных перемещениях полумуфт в шарнире. Недостатком применения таких шарниров является их высокая технологическая сложность (механическая обработка, термообработка и последующая доводка), высокая себестоимость металла (для изготовления полумуфт применяются дорогостоящие высоколегированные стали), а также низкая ремонтопригодность рабочих поверхностей. Наиболее близким техническим решением является универсальный шарнир (авт. св. СССР № 774637, В 21 В 35/14, 1980), состоящий из наружной и внутренней полумуфты. В полумуфте выполнен паз, в котором устанавливается вставка, имеющая контактную поверхность, с которой взаимодействует шарик, передающий усилие от одной полумуфты к др угой. Недостатком прототипа является технологическая сложность выполнения пазов под вставки. и самих вставок, а также большая неточность координации в радиальном сечении пазов под тела качения (так как погрешность изготовления пазов под вставки, а также погрешность расположения паза под тела качения во вставке будут суммироваться). Следовательно, появляется повышенная неравномерность нагружения тел качения в шарнире и уменьшается долговечность шарнира. Кроме того, вста вки в пазах устанавливаются с зазором для возможности перемещения и разборки, что при высокой динамичности нагрузки в шарнире приводит к интенсивному износу поверхностей контакта вставкаполумуфта, и, следовательно, к биениям и прогрессирующему износу. В связи с износом поверхностей контакта вставка-полумуфта снижается ремонтопригодность шарнира. В основу изобретения поставлена задача повышения долговечности, ремонтопригодности шарнира, снижения его себестоимости путем улучшения конструкции и технологичности его изготовления. Поставленная задача решается тем, что в универсальном шарнире, состоящем из наружной и внутренней полумуфт с пазами, в которых установлены тела качения, полумуфты снабжены установленными неподвижно вставками секторного типа, контактирующими с телами качения; вставки изготовлены из одной линейной заготовки; вставки фиксируются на полумуфте с помощью шлицевого соединения или с помощью посадки с натягом. Такое конструктивное решение, при котором вставки секторного типа, собранные в замкнутый рабочий венец, и установленные на полумуфте, изготовлены из высокопрочного износостойкого материала из одной линейной заготовки, которая делится по длине n частей (n - количество тел качения в шарнире), приведет к тому, что неточность координации пазов под тела качения или же шпоночных пазов в полученном рабочем венце будет стремиться к нулю. Это обеспечит равнонагруженность рабочих поверхностей и более низкие контактные напряжения. Сами же полумуфты можно изготавливать из нелегированных сталей обычного качества. Фиксация вставок на полумуфте с помощью шлицевого соединения или же посадкой с натягом, обеспечит передачу крутящего момента и позволит произвести демонтаж износившегося рабочего венца и замену его новым с повторным использованием полумуфт. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение имеет следующие существенные отличительные признаки: наличие а полумуфта х вставок секторного типа, контактирующих с телами качения, выполненных из одной линейной заготовки и зафиксированных в полумуфте с помощью шлицевого соединения или посадкой с натягом. Следовательно, заявляемое техническое решение не является частью уровня техники и соответствует критерию "новизна". Совокупность существенных отличительных признаков, позволяющих решить поставленную задачу, не вытекает из предшествующего уровня техники и не является очевидной для среднего специалиста. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствуе т критерию "изобретательский уровень". Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что при изготовлении вставок секторного типа из одной линейной заготовки обеспечивается высокая точность координации пазов под тела качения и элементов шлицевых частей, стремящуюся к нулю, а также изготовление всех этих элементов с одной установки (пазов подтела качения, шлицевых частей, посадочного диаметра, боковых поверхностей секторов), обеспечить высокую точность и низкую себестоимость, а также возможность применения более простых технологических операций. Изготовление вставок из высокопрочного и износостойкого материала в сочетании с высокой точностью координации пазов подтела качения позволит повысить долговечность такого шарнира. Выполнение посадочных поверхностей в полумуфта х под прессовую посадку или шлицевое соединение не является сложной технологической операцией. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "промышленная применимость". Сущность предлагаемого изобретения поясняется иллюстративными материалами. На фиг. 1 дан осевой разрез универсального шарнира; на фиг. 2 представлено сечение по А-А радиальный разрез универсального шарнира, где слева от вертикальной оси вставки фиксируются с помощью прессовой посадки, справа - с помощью шлицевого соединения. Универсальный шарнир состоит из наружной 1 и внутренней 2 полумуфт, рабочих тел качения 3, взаимодействующи х со вставками 4 и 5 (или 6 и 7) секторного типа и фиксирующих колец 8. В полумуфта х 1 и 2 выполнены посадочные поверхности или под посадку с натягом или под шлицевое соединение, на которых монтируются рабочие венцы, состоящие из вставок 4 и 5 или 6 и 7. На внутренней полумуфте вставки фиксируются кольцами 8, которые в случае посадки с натягом обеспечивают передачу крутящего момента, в случае шлицевого соединения фиксацию вставок относительно полумуфты 2. · Устройство работает следующим образом: крутящий момент от наружной полумуфты 1 передается рабочему венцу, состоящему из вставок 4/6 (и через тела качения 3 рабочему венцу, состоящему из вставок 5/7) и далее внутренней полумуфте 2. Передача крутящего момента от вставок к полумуфтам обеспечивается или посадкой с натягом или шлицевым соединением, Использование предлагаемого изобретения по сравнению с известными конструкциями позволит изготавливать вставки из высоколегированного материала, при этом материалом полумуфт может быть нелегированная сталь обычного качества, при этом конструкция обеспечивает возможность свести погрешность координации па-' зов под тела качения в радиальном сечении К нулю - все тела качения будут равнонагружены, следовательно, снижается себестоимость и повышается долговечность шарнира. Конструкция шарнира позволяет после износа рабочих поверхностей вставок произвести их демонтаж и замену на новые, используя старые полумуфты, являющиеся наиболее трудоемкими и материалоемкими, а, следовательно, повышается ремонтопригодность шарнира.