КАРДАННЫЙ ШАРНИР

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности для использования в карданных передачах транспортно-технологических машин.
Известен карданный шарнир (А.К. Болотов, Л.А. Гуревич, В.А. Лиханов, Н.П. Сычугов. Учебник тракториста-машиниста третьего класса. / Под ред. А.М. Гуревича. М.: Колос. 1982. с. 100), состоящий из вилок, крестовины и четырех игольчатых подшипников, установленных на шипах крестовины и закрепленных в вилках. Игольчатые подшипники смазывают через пресс-масленку по внутренним каналам крестовины.
Недостатком карданного шарнира является низкая надежность при эксплуатации, связанная с утечкой смазки из игольчатых подшипников, в результате чего происходит нарушение процесса поступления смазки к рабочим поверхностям шипов и игольчатых подшипников.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является карданный шарнир (патент RU 2232309, F16C 11/06, опубл. 10.07.2004), содержащий вилки, крестовину с шипами, на которых установлены с возможностью поворота втулки в виде стакана и игольчатые подшипники. В основании корпуса игольчатого подшипника и во втулке выполнены центральные соосные отверстия, каждое в виде правильного многоугольника (под ключ), а между основанием корпуса игольчатого подшипника и крышкой установлено уплотнение.
К недостаткам прототипа можно отнести недостаточную герметичность уплотнений подшипниковых узлов, которые в процессе работы меняют контактирующие поверхности, вследствие неравномерного износа шипов крестовины, и в полость вращения тел качения попадают инородные частицы, способствующие преждевременному износу карданного шарнира.
Технической задачей полезной модели является повышение надежности путем уменьшения утечки смазочного материала из рабочей полости карданного шарнира и предупреждение попадания инородных тел в рабочую полость.
Поставленная задача решается тем, что в известном карданном шарнире, состоящем из вилок, крестовины, с установленными на шипах крестовины игольчатыми подшипниками, в корпусах которых, выполненных в виде цилиндрического стакана, установлены тела качения, а также уплотнений, согласно техническому решению, уплотнения выполнены в виде гофрированной трубы, имеющей форму усеченного конуса, заканчивающегося со стороны большего основания коаксиальной шайбой L-образного сечения, состоящей из соединенных в единое целое внутренней кольцевой части, контактирующей с торцевыми поверхностями тел качения игольчатого подшипника, и наружной части, изготовленной в виде полой цилиндрической втулки, зафиксированной в ответной коаксиальной цилиндрической проточке, выполненной в торце корпуса игольчатого подшипника, а со стороны меньшего основания - кольцом в форме тора, зафиксированным в ответной торообразной проточке, выполненной в теле крестовины у основания шипа.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен карданный шарнир в разрезе.
На фиг. 2 представлено уплотнение карданного шарнира (разрез).
Карданный шарнир состоит из вилок 1, крестовины 4 с установленными на ее шипах игольчатыми подшипниками, состоящими из корпуса 2, выполненного в форме цилиндрического стакана, и тел качения 3. Подшипники снабжены уплотнениями 5, выполненными из эластомерного материала, например резины, в виде гофрированной трубы 6, имеющей форму усеченного конуса, заканчивающегося со стороны большего основания коаксиальной шайбой 7 L-образного сечения, состоящей из соединенных в единое целое внутренней кольцевой части, контактирующей с торцевыми поверхностями тел качения 3 игольчатого подшипника, и наружной части, изготовленной в виде полой цилиндрической втулки, зафиксированной в ответной коаксиальной цилиндрической проточке, выполненной в торце корпуса 2 игольчатого подшипника. Со стороны меньшего основания уплотнение 5 заканчивается кольцом 8 в форме тора, зафиксированным в ответной торообразной проточке, выполненной в теле крестовины 4 у основания шипа.
Карданный шарнир работает следующим образом: при передаче крутящего момента вилка 1 воздействует на крестовину 4 через игольчатые подшипники. При каждом обороте шарнира поочередно работают два игольчатых подшипника, расположенных в противоположных подшипниковых узлах каждой вилки, радиальная нагрузка воспринимается вилками шарнира. Уплотнение 5 защищает рабочую полость карданного шарнира от попадания в нее инородных частиц. При работе карданного шарнира уплотнение в форме гофрированной трубы 6 позволяет максимально растягиваться и сжиматься в осевом и радиальном направлениях под действием давления смазки, ограничивая смещение тел качения 3 из рабочей области игольчатых подшипников без нарушения герметизации рабочего пространства.
Предлагаемая конструкция позволяет исключить попадание инородных тел в рабочую полость карданного шарнира и утечку смазочного материала, повысить надежность карданных шарниров за счет герметизации рабочей полости.