ПЫЛЕВОДОНЕПРОНИЦАЕМЫЙ ШАРНИР

Название	ПЫЛЕВОДОНЕПРОНИЦАЕМЫЙ ШАРНИР
Разработчик (Авторы)	Люленков Владимир Иванович, Гудимова Людмила Николаевна, Никитин Александр Григорьевич, Орлик Анна Никитична
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2553622
Дата регистрации	20.05.2015
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет"
Область применения (класс МПК)	F16C 11/00 (2006.01), F16C 11/04 (2006.01), F16C 11/06 (2006.01)

Описание изобретения

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в горнорудной, металлургической, строительной промышленностях для обеспечения надежной и долговечной работы оборудования (дробилок, грохотов, переходных устройств и т.д.), эксплуатируемого на открытых площадках под воздействием экстремальных погодных условий, а также в условиях высокой запыленности с возможностью использования под слоем абразивного материала, при этом шарнир должен обеспечивать, в процессе качания рычага под нагрузкой, постоянное положение центра головки шарнира относительно оси шарнира.

В автомобилестроении широко известен шарнир «маятниковый рычаг», в котором рычаг установлен по оси, поворачивающейся в подшипниках (втулках), расположенных в корпусе. От пыли, грязи и влаги втулки защищены пластмассовыми уплотнительными кольцами [1, с.156, 157]. Такой шарнир удовлетворительно работает в закрытом пространстве, но непригоден для эксплуатации в экстремальных погодных условиях на открытых площадках, в условиях большой запыленности, особенно под слоем мелкодисперсного абразивного материала, который в местах соприкосновения втулок с корпусом, где есть взаимное скольжение, быстро истирает втулки и корпус, что приводит к разгерметизации шарнира и выходу его из строя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является шарнир, имеющий корпус, в котором головка рычага установлена на оси шарнира, представляющей собой болт крепления к кузову нижней продольной штанги, на упругих резиновых втулках [1, с.146, 147].

Недостатком такого шарнира является отсутствие жесткости под нагрузкой. С увеличением усилия, приходящегося на штангу (рычаг) шарнира, центр головки шарнира смещается по направлению действующей силы за счет деформации упругих резиновых втулок, что недопустимо для механизмов, нуждающихся в неизменной кинематике звеньев, например, в щековых дробилках. Кроме того, шарнир не может, при небольших ограниченных габаритах, обеспечить работу под нагрузкой в несколько сотен кН.

Задачей изобретения является создание надежного, редко нуждающегося в обслуживании, работающего в условиях высокой запыленности, под слоем абразивного материала и под воздействием экстремальных погодных условий, шарнира, выдерживающего нагрузки в несколько сотен кН (до 90-100 кН) и обеспечивающего при этом неизменность положения центров головки и оси.

Сущность изобретения заключается в том, что в шарнире, содержащем рычаг (штангу), головку рычага, ось, кронштейн крепления (стойку), упругие резиновые втулки, расположенные между головкой рычага и осью, на которой согласно изобретению между упругими резиновыми втулками установлены подшипники качения (или скольжения), отделенные от упругих резиновых втулок дистанционными шайбами, а каждая резиновая втулка установлена между дистанционной шайбой и корпусом, за которым расположена нажимная гайка.

Отличие предлагаемого шарнира от известного состоит в том, что в шарнире, содержащем рычаг, головку рычага, ось, стойки (кронштейн крепления), упругие резиновые втулки, расположены между головкой рычага и осью. На оси, между упругими резиновыми втулками устанавливают подшипники качения (или скольжения), отделенные от упругих резиновых втулок дистанционными шайбами, а каждая упругая резиновая втулка установлена между дистанционной шайбой и стойкой, за которой расположена нажимная гайка.

Технический результат, получаемый от использования изобретения, заключается в том, что шарнир обеспечивает при заданной грузоподъемности неизменное положение осей головки шарнира и его оси, тем самым гарантируя заданную кинематику машины и, например, для дробилок более стабильные размеры кусков выпускаемой продукции, может длительно работать на открытых площадках под слоем абразивного материала в экстремальных погодных условиях, при редком обслуживании (подаче смазки).

На чертеже показан продольный разрез пылеводонепроницаемого шарнира.

Шарнир состоит из рычага 1 шарнира (штанги), оканчивающегося головкой 2 рычага, внутри которой на оси 3 смонтированы радиальные подшипники 4 (качения или скольжения), закрытые в головке 2 шарнира, снаружи упругими коническими втулками 5 из маслостойкой резины, между упругими коническими втулками 5 и подшипниками 4 установлены дистанционные шайбы 6, ось 3 шарнира размещается в стойках 7, которые крепятся к основанию корпуса 8 (станине, раме, корпусу и т.д.), весь механизм шарнира на стойках 7 закреплен нажимными гайками 9, по концам оси 3 установлены «входная» 10 и «выходная» 11 масленки, закрытые резиновыми колпачками.

Шарнир работает следующим образом. Предварительно, не закрепляя стойки 7 к основанию 8 корпуса, рычаг шарнира 1 устанавливают в среднее положение его траектории и нажимную гайку 9 затягивают до тех пор, пока при качании рычага 1 упругие конические втулки 5 перестанут проскальзывать в крайних положениях (±15-20° от крайнего положения) по головке шарнира 2 и по оси 3, после чего стойки 7 крепятся, вместе со всем шарниром, к основанию 8. Шарнир включают в кинематическую цепь машины, где он под нагрузкой совершает качательные движения рычага 1 в пределах не выше 30-35°. Подшипники 4, рассчитанные на максимально возможную нагрузку на шарнир, обеспечивают неизменную траекторию рычага 1 шарнира и, следовательно, всей кинематической цепи машины. Упругие конические втулки 5 плотно закрывают внутреннюю полость шарнира, гарантированно герметизируя ее и предохраняя от попадания пыли и воды. Поскольку проскальзывание упругих конических втулок по головке шарнира 2 и оси 3 исключено, то абразивные частицы, попадающие в зону сопряжения упругих конических втулок с металлом не изнашивают ни детали шарнира, ни самих втулок. Благодаря плотной посадке упругих конических втулок в головку шарнира 2 и на ось 3 шарнир может работать под водой на глубине до 5-7 метров и, соответственно, в любых экстремальных погодных условиях. Дистанционные шайбы 6 отделяют подшипники 4 от упругих конических втулок 5, не позволяя последним касаться сепараторов и изнашиваться, а также служат надежным упором для втулок, обеспечивая их надежное прижатие к головке шарнира 2 и оси 3. Масленка 10 имеет клапан, пропускающий смазку внутрь шарнира, а масленка 11 имеет клапан, позволяющий смазке, под некоторым давлением, выходить наружу. Обе масленки закрыты плотными резиновыми колпачками.

Таким образом, достигаются все поставленные задачи.

Источники информации

1. Легковые автомобили ВАЗ: конструкция и техническое обслуживание. Ершов Б.В., Юрченко М.Н. - 7-е изд., перераб. и доп. - Киев: Виша школа. Головное издательство, 1982. - 177 с.

Формула изобретения

Пылеводонепроницаемый шарнир, содержащий стойки, рычаг, головку рычага, ось, упругие конические втулки, расположенные между головкой рычага и осью, отличающийся тем, что между головкой и осью, в пространстве между упругими коническими втулками, установлены подшипники, отделенные от них дистанционными шайбами, при этом упругие конические втулки расположены между дистанционной шайбой и стойками, за которой на оси установлены нажимные гайки.

Изобретение "ПЫЛЕВОДОНЕПРОНИЦАЕМЫЙ ШАРНИР" (Люленков Владимир Иванович, Гудимова Людмила Николаевна, Никитин Александр Григорьевич, Орлик Анна Никитична ) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога