БЫСТРОСЪЕМНЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ПАЛЕЦ

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использовано в шарнирно-соединяемых элементах устройств, требующих частое и быстрое соединение и разъединение деталей.
Создание различных конструкций рабочих органов для сельскохозяйственной или строительной техники основано на применении схемы соединения отдельных элементов этого рабочего органа через простые горизонтальные или вертикальные шарниры с одной степенью свободы. Такая схема простым образом позволяет изменять положение одного элементы рабочего органа относительно соседнего или смежно расположенного и обеспечить алгоритм функционирования конечного рабочего элемента этого органа.
В общем случае такой горизонтальные или вертикальные шарниры с одной степенью свободы представляет собой палец, выполненный в виде трубчатой втулки (полого цилиндра) или монолитного стержня-цилиндра, который вставляется в проушины сопрягаемых элементов (звеньев конструкции). При таком исполнении один из элементов (звеньев) приобретает возможность качания вокруг стержня-цилиндра или полого цилиндра. Такой палец постоянно находится под нагрузкой и работает в неблагоприятных внешних условиях. Постоянное скольжение по рабочей наружной поверхности, попадание абразива, недостаток смазки и по другим причинам такой палец в этих рабочих органах периодически требует замены. Но нельзя забывать, что любой рабочий орган сельскохозяйственной или строительной техники представляет собой тяжеловесное изделие, ремонт которого требует применения специальной техники и специальной оснастки. Для решения задачи по замене пальца в полевых условиях в таких рабочих органах используют пальцы быстросъемной конструкции.
Известен быстросъемный соединительный палец, содержащий стержень с рукояткой на одном конце и фиксирующий упругий узел на другом - входном конце, отличающийся тем, что фиксирующий упругий узел выполнен в виде фиксирующей пружины изгиба, установленной в прорези, выполненной по оси стержня, а входные выступающие из прорези концы фиксирующей пружины изгиба направлены в сторону рукоятки и выполнены из двух участков, образующих между собой прямой угол и взаимодействующих соответственно с телом одной из соединяемых деталей и с опорным кольцом, жестко закрепленным на входном конце стержня посредством штифта, сопряженного с криволинейным участком фиксирующей пружины изгиба и установленного у торца входного конца стержня перпендикулярно его оси и плоскостям осевой прорези в сквозном отверстии, проходящем через входной конец стержня и опорное кольцо (RU 2168661, F16B 21/08, опубл. 10.06.2001).
Недостаток данного решения заключается, прежде всего в сложности конструкции и ее ненадежности из-за применения упругих элементов (пружины). Так как палец находится в силовом нагружении и динамической нагрузке при работе, то такие пружины должны обладать высокой прочностью при наличии упругости. При ремонте в полевых условиях практически невозможно будет сжать пружину, чтобы ее вытащить или поставить в проем.
Известен палец для использования в опорном катке или тележке, представляющий толстостенный полый цилиндр с внешним и внутренним концами и с цилиндрической внешней поверхностью, проходящей от внешнего конца к внутреннему концу, и внутреннюю цилиндрическую поверхность, проходящую внутри от отверстия внутреннего конца к внешнему концу, при этом эта полость внутри пальца ограничена с двух сторон выемками, в которых размещены как пломбы заглушки, причем патронный палец в сборе надежно защищен от выскальзывания наружу с помощью крышки в виде пластины, соединенной с внешней стенкой рамы крепежами и закрывающей патронный палец в сборе (RU 2554710, B62D 55/15, опубл. 27.06.2015). Это решение принято в качестве прототипа.
Данное решение технологически просто и имеет большую практичность и обеспечивает возможность замены пальца в полевых условиях с применением простого инструмента. Для этого достаточно отвинтить крышку и выбить палец из гнезда в проушинах. Но конструкция пальца проблемна в вопросе смазки, так как из-за заглушек смазка заправляется только в заводских условиях и не может быть пополнена в полевых условиях. То есть такой палец работает в виде элемента одноразового применения со сроком службы, определяемым расходом одноразово заправленной смазки. Кроме того, палец представляет собой полый цилиндр и при его выбивании надо попасть в стенку цилиндра. Это может привести к нарушению геометрии стенки полого цилиндра и привести к заклиниванию пальца в проушинах.
Как правило, пальцы в горизонтальных или вертикальных шарнирах с одной степенью свободы внутри проушин герметизируются по наружной поверхности, что позволяет удерживать смазку на большей поверхности скольжения. Но при эксплуатации часть смазки теряет свои свойства из-за абразива и температурных перепадов, а часть смазки выходит через уплотняющие узлы (уплотнения или сальники). Это приводит к повышению трения скольжения, повышению износа, расшатыванию шарнира из-за увеличивающихся зазоров. Решение проблемы пополнения смазки позволило бы повысить срок службы такого шарнирного соединения.
Кроме того, при выбивании пальца возможны перекосы и заклинивание стержня в посадочном гнезде. Появление такой ситуации приводит к необходимости применения заводского ремонта.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении срока службы пальца. Указанный технический результат достигается тем, что в быстросъемном соединительном пальце, представляющем собой выполненное металлическим удлиненное тело вращения с наружной цилиндрической поверхностью, внутри которого размещена смазка, а в теле выполнено радиальное отверстие для вывода этой смазки на наружную цилиндрическую поверхность, а так же элемент фиксации пальца, удлиненное тело вращения с наружной цилиндрической поверхностью выполнено в виде монолитной оси, в которой с одного ее торца выполнена выемка, заканчивающаяся сообщенным с радиальным отверстием продольным масляным каналом вдоль оси, при этом в зоне перехода выемки в продольный масляный канал установлена отделяющая полость этого канала от полости выемки вывинчиваемая заглушка, а элемент фиксации пальца представляет собой металлическую пластину удлиненной формы длиной превышающей диаметр монолитной оси, закрепленную одним концом на
монолитной оси со стороны расположения выемки и расположенную перпендикулярно монолитной оси.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 - внешний вид рабочего органа с указанием мест расположения шарнирных соединений;
фиг. 2 - палец с рассечением по масляным каналам;
фиг. 3 - пример расположения пальца в шарнирном соединении.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция пальца для одностепенного горизонтального или вертикального шарнира, которые как правило используются для подвижного соединения звеньев рабочих навесных механизмов (фиг. 1) самоходных транспортных средств сельскохозяйственного или строительного назначения.
Быстросъемный соединительный палец (фиг. 2) представляет собой выполненное металлическим удлиненное тело вращения в виде монолитной оси 1 с наружной цилиндрической поверхностью 2. С одного конца ось 1 выполнена с фаской 3 для удобства ее установки методом проталкивания в посадочное гнездо (образованной соосно совмещенными отверстиями проушин 4 соединяемых звеньев рабочего органа машины).
К другому концу монолитной оси 1 прикреплена металлическая пластина 5. Эта пластина 5 выполнена удлиненной формы с длиной, превышающей диаметр монолитной оси 1. Пластина расположена перпендикулярно оси вращения монолитной оси. В реалиях, с этого конца монолитная ось выполнена с концевой кольцевой проточной, образующей на внешней поверхности оси ступенчатый переход. А пластина удлиненной формы выполнена с одного конца со сквозным отверстием диаметром, равным диаметру выточенной ступеньки оси 1 и посажена на эту ступеньку с опиранием в борт ступеньки. В месте посадки пластина 5 приваривается к монолитной оси 1. Таким образом приваренная пластина представляет собой элемент фиксации пальца от перемещений и смещений.
После установки монолитной оси в посадочное гнездо шарнирного соединения звеньев рабочего органа пластина 5 располагается вдоль поверхности рамы или звена рабочего органа (фиг. 1 и 3). В этом положении свободный конец пластины вводится в паз скобы 6, а скоба прикрепляется к звену или раме болтами 7 (фиг. 1 и 3). В таком положении происходит фиксация монолитной оси от ее осевого смещения (выход из посадочного гнезда) и фиксация от проворачивания в этом гнезде. При этом элемент фиксации - скоба 6 - может использоваться одновременно для двух пластин разных монолитных осей при их поворачивании навстречу друг другу (фиг. 1). Скоба легко демонтируется и при этом происходит высвобождение монолитной оси и появляется возможность ее выталкивания из посадочного гнезда со стороны конца, имеющего фаску. При заклинивании монолитной оси в посадочном гнезде возможно, оказав давление на пластину 5, как на рычаг, провернуть ось до исключения заклинивания. Такой прием проворота пластины, как рычага, может использоваться и при монтаже оси в посадочное гнездо проушин.
Пластина 5 закреплена одним концом на монолитной оси 1 со стороны расположения в оси с этого ее конца выемки 8, представляющей собой сверление, продолжающееся продольным масляным каналом 9 вдоль оси 1, который, в свою очередь, сообщен с радиальным отверстием 10 (таких радиальных отверстий может быть более одного), выходящим на наружную поверхность монолитной оси 1. Канал и отверстие используются для подачи смазки. При этом в зоне перехода выемки 8 в продольный масляный канал 9 установлена отделяющая полость этого канала от полости выемки вывинчиваемая заглушка 11. После установки монолитной оси в проушины производят вывинчивание заглушки и под давлением смазка подается в продольный масляный канал 9 до выхода смазки через радиальное отверстие на наружную поверхность - поверхность скольжения. Часть смазки остается в канале и радиальном отверстии. После этого ввинчивают заглушку в выемку. Размер выемки по диаметру и по глубине выполняют больше размеров головки заглушки. Таким образом, заглушка находится в утопленном положении по отношению к поверхности торца монолитной оси. Утопленное положение заглушки обеспечивает ее сохранность и неповреждаемость.
Такое исполнение маслоподающей системы пальца позволяет производить периодическое пополнение смазки без демонтажа пальца из шарнирного соединения.
Настоящая полезная модель промышленно применима, обладает высокой технологичностью при упрощенной конструкции исполнения, повысить срок службы пальца за счет обеспечения возможности пополнения масляного резервуара и упростить и облегчить монтаж и извлечение пальца из шарнирного соединения.