КАРДАННЫЙ ШАРНИР

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности для использования в карданных передачах транспортно-технологических машин.
Известен карданный шарнир (патент RU 2224917, F16C 11/06, F16D 3/28, опубл. 27.02.2004), который содержит две вилки, крестовину с шипами, игольчатые подшипники и крышки со стопорными пластинами, причем каждый шип крестовины выполнен с двумя продольными разрезами, ширина которых значительно меньше диаметра, а длина меньше длины игольчатого ролика, размешенными в диаметральной плоскости, перпендикулярной плоскости расположения шипов крестовины, при этом в цилиндрическом отверстии каждого шипа посредством разъемного подвижного соединения установлена с возможностью перемещения вдоль продольной оси шипа втулка, выполненная в виде усеченного конуса.
Известен карданный шарнир (патент RU 2220338, F16D 3/26, F16D 3/33, F16D 3/41, F16D 33/61, опубл. 27.12.2003), который содержит две вилки, игольчатые подшипники и крестовину, на шипы которой напрессованы втулки из материала с высокой твердостью поверхности, причем каждая втулка выполнена с разрезом в направлении образующей цилиндрической поверхности таким образом, что длина окружности по наружному диаметру втулки больше длины окружности по внутреннему диаметру игольчатого подшипника на величину зазора в разрезе, который не превышает диаметра тела качения игольчатого подшипника. Втулка выполнена в виде витой цилиндрической пружины кручения с соприкасающимися витками, устанавливаемой на шип крестовины, имеющий ответную наружную поверхность, причем упомянутая пружина выполнена из проволоки, поперечное сечение которой имеет форму круга или выпуклого многоугольника, при этом между витками витой цилиндрической пружины образуются канавки для удержания смазки.
Известен карданный шарнир (патент RU 2205304, F16D 11/06, F16D 3/26, F16D 3/41, опубл. 27.05.2003), который содержит две вилки, игольчатые подшипники и крестовину, на шипы которой напрессованы втулки из материала с высокой твердостью поверхности, причем отверстие втулки и наружная поверхность шипа в поперечном сечении их имеют форму выпуклого правильного многоугольника.
Известен карданный шарнир (патент RU 2232309, F16D 11/06, опубл. 10.07.2004), который содержит вилки, игольчатые подшипники, крестовину с втулками, радиальные и осевые уплотнения. Втулка шипа крестовины выполнена в виде стакана, при этом в основании корпуса игольчатого подшипника и упомянутой втулки расположены центральные соосные отверстия, каждое из которых выполнено в виде правильного выпуклого многоугольника, а между основанием корпуса игольчатого подшипника и крышкой установлен уплотнительный элемент.
К недостаткам перечисленных выше карданных шарниров можно отнести то, что в процессе работы шипы крестовины из-за неравномерного износа выходят из строя и не могут быть заменены без демонтажа карданной передачи. Кроме того, крестовина выполнена цельной, что не позволяет производить раздельную закалку шипов, и затрудняет установку крестовины карданного шарнира в вилках карданной передачи.
Наиболее близким техническим решением является карданный шарнир (патент RU 2238446, F16D 11/06, F16D 3/32, F6D 35/00, опубл. 20.10.2004 - прототип), состоящий из вилок, подшипников и разборной крестовины, содержащей разборный корпус и шипы. Шипы установлены на центрирующем элементе, который выполнен в виде крестовины, а торцы шипов расположены в полости корпуса и выполнены с возможностью поворота, обеспечиваемого при помощи приводного элемента, расположенного в полости корпуса крестовины.
В данном техническом решении проблема установки карданного шарнира в вилке карданной передачи не решена, ввиду того, что, сменные шипы установлены на центрирующем элементе и не могут быть заменены без демонтажа карданной передачи в случае повреждения одного из шипов.
Задачей полезной модели является обеспечение возможности замены частей карданного шарнира без демонтажа всей карданной передачи за счет использования сборного карданного шарнира со сменными втулками.
Поставленная задача решается тем, что в карданном шарнире, содержащем вилки, подшипники, разборную крестовину, состоящую из разборного корпуса и шипов, согласно полезной модели, шипы выполнены съемными в виде ступенчатых втулок, имеющих в сечении меньшей ступени форму многогранника и установленных меньшей ступенью в ответные отверстия крестовины до упора по торцевым поверхностям.
Техническая сущность и принцип действия предложенного изобретения поясняются чертежами.
На фиг. 1 представлен карданный шарнир в разрезе.
На фиг. 2 показано сечение меньшей ступени шипа.
Предложенное устройство, состоит из двух вилок 7, крестовины 1 с четырьмя шипами 2, выполненными съемными в виде ступенчатых втулок, имеющих форму многогранника в сечении меньшей ступени и установленных меньшей ступенью в ответные отверстия крестовины 1 до упора по торцевым поверхностям. Для смазки в ступенчатых втулках выполнены внутренние осевые каналы и установлена тавотница 6, через которую нагнетается смазочный материал. На большей ступени шипов установлены игольчатые подшипники 3, запрессованные в вилки 7 и зафиксированные от осевого смещения стопорными кольцами 8. Манжеты 4, 5 установлены на шипах крестовины и предназначены для защиты подшипников от попадания в рабочую область инородных тел и выхода смазочного материала.
Предложенное устройство работает следующим образом: при передаче крутящего момента вилке 7 воздействуют на сборную крестовину через игольчатые подшипники 3. При каждом обороте шарнира поочередно работают два игольчатых подшипника 3, расположенных в противоположных подшипниковых узлах каждой вилки, радиальная нагрузка воспринимается вилками шарнира.
В случае наработки карданного шарнира до заданного предела или повреждения одного или нескольких шипов крестовины производят переустановку сменных шипов на одну грань или заменяют их. Для этого снимают стопорные кольца 8 с вилок 7 карданной передачи, вынимают игольчатые подшипники 3, вынимают шипы 2. Шипы 2 переустанавливают с поворотом вдоль оси на одну или несколько граней, в зависимости от износа, или заменяют их на новые. Затем устанавливают игольчатые подшипники 3 на шипы крестовины и фиксируют в вилках 7 карданного шарнира стопорными кольцами 8. Через тавотницу 6 с помощью пресс-масленки карданный шарнир заполняется смазочным материалом.
Конструкция предложенного карданного шарнира позволяет заменять поврежденные или изношенные сменные шипы карданного шарнира без демонтажа всей карданной передачи, а значит повысить ремонтопригодность карданных шарниров на всем этапе эксплуатации без привязки ко времени наработки за счет замены частей карданного шарнира.
Кроме того, заявляемый карданный шарнир имеет более простую установку в вилках карданной передачи.