З’єднання типу вал – маточина

1. З'єднання типу вал - маточина, що включає вал, на якому виконана циліндрична ділянка, маточину, що змонтована на валу з утворенням кільцевого зазору між валом і маточиною в області циліндричної ділянки вала, зовнішню і внутрішню 3 20764 4 з кільцевим бортиком і гвинтом, який проходить чні втулки, в останньому прикладі з'єднання. В через центральний отвір фланця, встановлений в таких конструкціях неможливо забезпечити співвірізьбовому отворі, що виконаний в торці вала, засність вала і маточини із-за перекосів елементів безпечуючи таким чином з'єднання фланця зваз'єднання, які являються результатом нерівномірлом. Зовнішня і внутрішня конічні втулки розташоності зосереджених зусиль, що прикладаються до вані в кільцевому зазорі між валом і маточиною. них з боку гвинтового механізму стиснення конічКільцевий бортик фланця заходить в кільцевий них втулок. Забезпечити рівномірність зосереджезазор між валом і маточиною з можливістю упиних зусиль, тобто рівномірність затяжки окремих рання в одну із конічних втулок. [САПР у машиноне зв'язаних між собою гвинтів для виключення будуванні, зубчасті (шліцьові) і безшпонкові з'єдперекосів практично неможливо. нання, Фіг.1, sapr.km.ru/techinfo/Techinfo.htm]. При Як прототип вибрано з'єднання маточини з вазатягуванні гвинта кільцевий бортик фланця стислом по [патенту Німеччини №DE3443757, МПК кує конічні втулки, що викликає їх радіальну дефоF16D1/091, F16D1/093, F16D1/06, дата публікації рмацію і заклинюванням вала з маточиною. 05.06.1986], у якому мають місце елементи з'єдМожливе виконання, коли фланець з'єднаний нання тертям із застосуванням стандартних затисз маточиною за допомогою гвинтів, що проходять кних деталей з конусними посадками. З'єднання через отвори фланця, рівномірно розташовані на включає співвісно розташовані вал і маточину, у периферії фланця, і встановлені в відповідні різьзазорі між якими встановлені з можливістю зустрібові отвори, виконані в маточині. При затягуванні чного переміщення уздовж осі вала зовнішня і внугвинтів здійснюється заклинювання вала з матотрішня втулки. Зовнішня втулка виконана з коніччиною (там же, Фіг.3). ною внутрішньою поверхнею, внутрішня втулка - з Можливе виконанням гвинтового механізму конічною зовнішньою поверхнею. Втулки встановстиснення конічних втулок в вигляді двох фланців, лені так, що їх конічні поверхні зустрічне сполучащо розташовані з двох сторін маточини, заходять ються. Внутрішня втулка з'єднана з валом шліцьосвоїми бортиками з двох сторін в кільцевий зазор вим (шпонковим) з'єднанням. Зовнішня втулка між валом і маточиною з упиранням в відповідні вільно встановлена в отворі маточини. З'єднання конічні втулки і стягнуті шпильками, які проходять також включає стяжні гвинти, які встановлені узчерез наскрізні отвори, виконані в маточині. При довж осі вала в отворах зовнішньої втулки і з'єдзатягуванні шпильок здійснюється заклинювання нані різьбовим сполученням з внутрішньою втулвала з маточиною (там же, Фіг.4). кою. Можливе також виконання, коли в кільцевому При закручуванні стяжних гвинтів зовнішня і зазорі між валом і маточиною встановлено послівнутрішня втулки зустрічне переміщаються, взаєдовно дві пари сполучених між собою конічних модіючи між собою конічними поверхнями. У ревтулок з зустрічнo направленими конічними поверзультаті зазначеної взаємодії відбувається радіхнями. Стиснення конічних втулок (в даному випаальне деформування втулок і заклинювання вала дку чотирьох втулок) виконують за допомогою гвиз маточиною. Крутильний момент у такому з'єднтів, що встановлені в різьбових отворах нанні передається від вала до маточини по ланцювнутрішньої втулки однієї із пар і проходять через гу: «вал - внутрішня втулка - зовнішня втулка відповідні наскрізні отвори, що виконані в внутріматочина». При цьому передача крутильного мошній втулці другої пари втулок. При затягуванні менту від вала до внутрішньої втулки здійснюється гвинтів здійснюється заклинювання вала з матопереважно через шліцьове (шпонкове) з'єднання, чиною (там же, Фіг.7) від внутрішньої втулки до зовнішньої - за рахунок Крутильний момент у таких з'єднаннях пересил тертя і стяжних гвинтів, якими з'єднані внутрідається від вала до маточини за рахунок сил тершня і зовнішня втулки, від зовнішньої втулки до тя, які виникають між сполученими деталями з'єдматочини - тільки за рахунок сил тертя між зовнішнання по ланцюгу: «вал - внутрішня конічна втулка ньою втулкою і маточиною. - зовнішня конічна втулка - маточина». Загальними ознаками прототипу і рішення, що Загальними ознаками зазначених конструкцій і заявляється, являються: вал, на якому виконана рішення, що заявляється, являються: вал, на якоциліндрична ділянка, маточина, що змонтована на му виконана циліндрична ділянка, маточина, що валу з утворенням кільцевого зазору між валом і змонтована на валу з утворенням кільцевого зазоматочиною в області циліндричної ділянки вала, ру між валом і маточиною в області циліндричної зовнішня і внутрішня втулки з протилежно спрямоділянки вала, зовнішня і внутрішня втулки з противаними конічними поверхнями, які встановлені в лежно спрямованими конічними поверхнями, які кільцевому зазорі між валом і маточиною з можливстановлені в кільцевому зазорі між валом і матовістю зустрічного переміщення і взаємодії конічничиною з можливістю зустрічного переміщення і ми поверхнями. взаємодії конічними поверхнями. Зазначене з'єднання, як і вище приведені приУ таких з'єднаннях стиснення конічних втулок клади, не вирішує проблему співвісності вала і уздовж осі вала здійснюється зосередженими (ломаточини, так як практично неможливо виключити кальними) силами, що діють на конічні втулки з перекоси елементів з'єднання, які являються ребоку гвинтового механізму стиснення конічних зультатом нерівномірності зосереджених зусиль, втулок. В зазначених прикладах це зусилля центщо прикладаються до них з боку гвинтового мехарального гвинта, що з'єднує фланець з валом, нізму стиснення конічних втулок. Це погіршує дизусилля гвинтів, що розташовані по периферійній наміку з'єднання, його експлуатаційні характерисокружності фланця і з'єднують фланець з маточитики, знижує довговічність з'єднання. ною, зусилля гвинтів, що з'єдн ують вн утрішні коніВ основу корисної моделі поставлена задача 5 20764 6 удосконалення з'єднання типу вал - маточина, у ріали, на яких показано: якому за рахунок конструктивних особливостей Фіг.1 - З'єднання типу вал - маточина, поздовзабезпечується співвісність вала і маточини. жній розріз. Поставлена задача вирішується тим, що в Фіг.2 - З'єднання типу вал - маточина, розріз Аз'єднанні типу вал - маточина, що включає вал, на А на Фіг.1 . якому виконана циліндрична ділянка, маточину, Фіг.3 - З'єднання типу вал - маточина, розріз Бщо змонтована на валу з утворенням кільцевого Б на Фіг.1. зазору між валом і маточиною в області циліндриФіг.4 - З'єднання типу вал - маточина, розріз У чної ділянки вала, зовнішню і внутрішню втулки з на Фіг.1. протилежно спрямованими конічними поверхнями, Фіг.5 - З'єднання типу вал - маточина, вид Г на які встановлені в кільцевому зазорі між валом і Фіг.1. маточиною з можливістю зустрічного переміщення Фіг.6 - З'єднання типу вал - маточина, зовніші взаємодії конічними поверхнями, відповідно до ня втулка, поздовжній розріз. корисної моделі, зовнішня втулка виконана з різьФіг.7 - З'єднання типу вал - маточина, розріз Ебою на зовнішній поверхні, а на маточині виконана І на Фіг.6. різьбова ділянка, яка відповідає різьбі зовнішньої Фіг.8 - З'єднання типу вал - маточина, розріз Двтулки, з утворенням гвинтового з'єднання зовнішД на Фіг.6. ньої втулки з маточиною. Фіг.9 - З'єднання типу вал - маточина, вид Ж Перераховані ознаки є істотними ознаками кона Фіг.6. рисної моделі. Фіг.10 - З'єднання типу вал - маточина, внутДоцільно в торці вала виконати співвісний з рішня втулка, поздовжній розріз. валом різьбовий отвір, в якому установити гвинт з Фіг.11 - З'єднання типу вал - маточина, вид И можливістю упирання головки гвинта в зовнішню на Фіг.10. втулку з боку її вільного торця. Таке виконання Фіг.12 - З'єднання типу вал - маточина, вал і дозволяє зафіксувати положення зовнішньої втулматочина в зборі. ки в маточині звичайним затягуванням гвинта. Фіг.13 - З'єднання типу вал - маточина, схема Істотні ознаки корисної моделі знаходяться в технологічного членування елементів фіксації вапричинно-наслідковому зв'язку з технічним резуль ла відносно маточини. татом, що досягається. З'єднання типу вал - маточина включає вал 1, Так, з'єднання типу вал-маточина, в якому вал маточину 2, зовнішню втулку 3, вн утрішню втулку виконаний з циліндричною ділянкою, маточина 4, гвинт 5, опорну шайбу 6, пружну шайбу 7. виконана з внутрішньою різьбовою ділянкою і змоВал 1 виконаний з циліндричною ділянкою 8 з нтована на валу з утворенням кільцевого зазору боку торця вала 1. Циліндричній ділянці 8 вала 1 між валом і маточиною в області циліндричної дівідповідає циліндрична ділянка 9 на маточині 2. лянки вала, зовнішня втулка і внутрішня втулки з Діаметри циліндричних ділянок 8, 9 такі, що в зіпротилежно спрямованими конічними поверхнями браному виді між валом 1 і маточиною 2 утворювстановлені в кільцевому зазорі між валом і матоється кільцевий зазор 10. У торці вала 1 виконаний чиною з можливістю зустрічного переміщення і співвісно з валом 1 різьбовий отвір 11. взаємодії конічними поверхнями, при цьому зовніЗовнішня втулка 3 виконана з різьбовою діляшня втулка виконана з різьбою на зовнішній повенкою 12, яка сполучена з різьбовою ділянкою 13 рхні, а на маточині виконана різьбова ділянка, яка на маточині 2. На одному кінці зовнішньої втулки 3 відповідає різьбовій ділянці маточини з утворенвиконана розрізна ділянка 14 з конічною внутріням гвинтового з'єднання зовнішньої втулки з машньою поверхнею. Розрізи 15 виконані уздовж точиною забезпечує співвісність вала і маточини. утворюючої лінії розрізної ділянки 14. На другому Це пояснюється тим, що відмітні ознаки корикінці зовнішньої втулки 3 виконані пази 16 під торсної моделі (виконання зовнішньої втулки з різьцевий ключ (не показаний). На внутрішній поверхні бою на зовнішній поверхні, маточини - з різьбовою втулки 3 виконана різьбова ділянка 17 для устаноділянкою, яка відповідає різьбі зовнішньої втулки з вки монтажно-демонтажного пристосування. утворенням гвинтового з'єднання зовнішньої втулВнутрішня втулка 4 виконана у вигляді кільця з ки з маточиною) разом з істотними ознаками кориконічною зовнішньою поверхнею і поздовжнім розсної моделі, загальними з прототипом, забезпечурізом 18. Конусність зовнішньої поверхні втулки 4 ють можливість рівномірного стиснення конічних відповідає конусності внутрішньої поверхні розрізвтулок з виключенням перекосів елементів з'єдної ділянки 14 втулки 3. нання. Зовнішня конічна втулка переміщується по Гвинт 5, опорна шайба 6 і пружна шайба 7 є різьбовій ділянці маточини уздовж осі маточини, стандартними деталями. що виключає можливість її перекосів (допусками в У зібраному виді маточина 2 розміщена на ванеточності гвинтового з'єднання зневажаємо). лу 1. Між циліндричною ділянкою 8 вала 1 і цилінВнутрішня конічна втулка, яка встановлена на цидричною ділянкою 9 маточини 2 є кільцевий зазор ліндричній ділянці вала, навантажується з боку 10. Внутрішня втулка 4 вільно встановлена на цизовнішньої конічної втулки рівномірним розосереліндричній ділянці 9 вала 1 у кільцевому зазорі 10. дженим зусиллям, що виключає можливість переЗовнішня втулка 3 встановлена в маточині 2. Різькосів внутрішньої конічної втулки. Все разом забова ділянка 12 зовнішньої втулки 3 збігається з безпечує співвісність вала і маточини після зборки різьбовою ділянкою 13 маточини 2, утворюючи з'єднання. гвинтове з'єднання зовнішньої втулки 3 з маточиНижче приводиться докладний опис з'єднання, ною 2. Розрізна ділянка 14 зовнішньої втулки 3 що заявляється, з посиланнями на графічні матерозташована у кільцевому зазорі 10 і охоплює вну 7 20764 8 трішню втулку 4 таким чином, що зовнішня конічна нання зазначеним обертанням зовнішньої втулки 3 поверхня внутрішньої втулки 4 сполучається з гвинт 5 встановлюють у різьбовому отворі 11 вала внутрішньою конічною поверхнею розрізної ділян1 і закручують. Головка гвинта через опорну шайки 14 зовнішньої втулки 3. Гвинт 5 встановлений у бу 6 і пружну шайбу 7 упирається в зовнішню втулрізьбовому отворі 11 вала 1. Головка гвинта 5 упику 3 з боку її вільного торця, фіксуючи положення рається в зовнішню втулку 3 через опорну шайбу 6 зовнішньої втулки 3. і пружну шайбу 7. При демонтажі з'єднання викручують гвинт 5, У процесі зборки з'єднання провертають зовзовнішню втулку 3 обертають у зворотному нанішню втулку 3 пристосуванням з торцевим клюпрямку, при якому вона переміщається із зазору чем (не показано), який взаємодіє з пазами 16 на 10. Відбувається розклинення вала 1 з маточиною втулці 3. При цьому втулка 3 за рахунок гвинтового 2. Після цього на різьбову ділянку 17 зовнішньої сполучення з маточиною 2 переміщається убік втулки 3 установлюють демонтажне пристосуванкільцевого зазору 10. Вн утрішня втулка 4 залишаня (не показано), обертаючи яке виштовхують вал ється нерухомою на валу 1. Взаємодія зустрічне 1 з отвору маточини 2, тобто демонтують маточиспрямованих внутрішньої конічної поверхні розрізну 2 з вала 1. ної ділянки 14 зовнішньої втулки 3 і зовнішньої При роботі з'єднання крутильний момент пеконічної поверхні внутрішньої втулки 4 викликає редається від вала 1 до маточини 2 через внутрірадіальну деформацію внутрішньої втулки 4 і розшню конічну втулку 4 і зовнішню конічну втулк у 3. різної ділянки 14 зовнішньої втулки 3 і заклинюРобота з'єднання при передачі розрахункового вання вала 1 з маточиною 2 на ділянці кільцевого (номінального) крутильного моменту здійснюється зазору 10 між валом 1 і маточиною 2. При цьому за рахунок початкового гарантованого натягу в відбувається жорстка фіксація вала 1 відносно елементах з'єднання, створюваного затягуванням маточини 2, автоматичне центрування вала 1 і зовнішньої втулки 3 в її гвинтовому з'єднанні з маматочини 2, а також усуваються радіальні люфти точиною 2. між валом 1 і маточиною 2. Після затиснення з'єд 9 Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 20764 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601