RU2731848C2 - Система уплотнения несмазываемых шарнирных соединений - Google Patents

Система уплотнения несмазываемых шарнирных соединений Download PDF

Info

Publication number
RU2731848C2
RU2731848C2 RU2018128303A RU2018128303A RU2731848C2 RU 2731848 C2 RU2731848 C2 RU 2731848C2 RU 2018128303 A RU2018128303 A RU 2018128303A RU 2018128303 A RU2018128303 A RU 2018128303A RU 2731848 C2 RU2731848 C2 RU 2731848C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bearing
deformable
pivot
pivot joint
bearing seat
Prior art date
Application number
RU2018128303A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2018128303A (ru
RU2018128303A3 (ru
Inventor
Дэвид Дж. ЯНСКА
Аарон Кеннет АМШТУТЦ
Сунил И. МЭТЬЮ
Даррен Б. АНТУАН
Original Assignee
Кейтерпиллар Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кейтерпиллар Инк. filed Critical Кейтерпиллар Инк.
Publication of RU2018128303A publication Critical patent/RU2018128303A/ru
Publication of RU2018128303A3 publication Critical patent/RU2018128303A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2731848C2 publication Critical patent/RU2731848C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/008Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets with sealing means
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/006Pivot joint assemblies
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/045Pivotal connections with at least a pair of arms pivoting relatively to at least one other arm, all arms being mounted on one pin
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/04Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72Sealings
    • F16C33/74Sealings of sliding-contact bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/162Special parts or details relating to lubrication or cooling of the sealing itself
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/18Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for elastic or plastic packings
    • F16J15/182Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for elastic or plastic packings with lubricating, cooling or draining means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3284Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/10Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение в целом относится к шарнирному соединению для механического оборудования. В частности, настоящее изобретение относится системам уплотнения шарнирного соединения для механического оборудования, например строительного оборудования, землеройного орудия экскаватора и т.п. Шкворневое соединение (300, 400) машины содержит элемент конструкции (302), в котором выполнено отверстие (304) под шкворень; гнездо (306) подшипника, в котором выполнено отверстие (308) под подшипник; самосмазывающийся подшипник (310), в котором выполнено отверстие (312) под шкворень; шкворень (314), который располагается в отверстиях (304, 312) подшипника (310) и элемента конструкции (302); и узел уплотнения (100, 200), который расположен в отверстии (308) под подшипник гнезда (306) подшипника. Узел уплотнения (100, 200) содержит радиально внешний недеформируемый элемент (102); радиально внутренний недеформируемый элемент (104); и элемент (106, 202) из микропористого пеноматериала, который расположен между радиально внутренним и радиально внешним недеформируемыми элементами (102, 104) и коаксиально выровнен с ними. Технический результат: разработка более совершенной системы уплотнения для самосмазывающихся подшипников в подвижном шарнирном соединении механического оборудования. 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к шарнирному соединению для механического оборудования. В частности, настоящее изобретение относится системам уплотнения шарнирного соединения для механического оборудования, например, строительного оборудования, землеройного орудия экскаватора и т.п.
Предпосылки создания изобретения
Шарнирные соединения для механического оборудования подразделяются на два вида. Подвижные соединения, когда элементы конструкции перемещаются относительно друг друга и неподвижные соединения, когда отсутствует перемещение элементов конструкции. Подвижные соединения способны перемещаться вперед и назад, совершая колебательное движение. В некоторых случаях это движение приводит к трению и износу, способных ограничить срок службы шарнирного соединения. Следовательно, в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, осуществлялась разработка способов, ограничивающих данное трение и продлевающих срок службы шарнирного соединения.
В целях прекращения использования жидкого смазочного вещества в шарнирных соединениях разрабатывались самосмазывающиеся подшипники, однако для защиты данных подшипников отсутствуют надежные системы уплотнения. Также разрабатывались манжетные уплотнения, содержащие оболочку из стали или каркас с одинарной кромкой из уретана для защиты поверхности сопряжения шкворень-подшипник. Однако данные уплотнения неэффективны и не выдерживают длительного срока службы при отсутствии смазки. Это может привести к поломке шарнирного соединения и незапланированному простою машины.
В этой связи требуется разработка более совершенной системы уплотнения для самосмазывающихся подшипников в подвижном шарнирном соединении механического оборудования.
Краткое изложение существа изобретения
Предлагается узел уплотнения, содержащий элемент из пеноматериала и упорную шайбу, которая простирается от элемента из пеноматериала и содержит недеформируемый материал.
Предлагается узел уплотнения, содержащий: внешний недеформируемый элемент, внутренний недеформируемый элемент и элемент из пеноматериала с закрытыми порами, размещенный между внутренним и внешним недеформируемыми элементами.
Предлагается шарнирное соединение для машины, которое содержит: элемент конструкции с отверстием под шкворень; гнездо подшипника с отверстием под подшипник; самосмазывающийся подшипник с отверстием под шкворень; и шкворень, который размещается в отверстиях подшипника и элемента конструкции. Шарнирное соединение дополнительно содержит узел уплотнения, расположенный в отверстии под подшипник гнезда подшипника; узел уплотнения, содержащий элемент из микропористого пеноматериала с закрытыми порами и первый недеформируемый элемент.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, представлен вид спереди узла уплотнения содержащего внутренние и внешние недеформируемые элементы, образующие трехслойную структуру с элементом из пеноматериала.
На фиг. 2 представлен вид в разрезе по линии 2-2 узла уплотнения, изображенного на фиг. 1.
На фиг. 3, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, представлен вид спереди узла уплотнения, содержащего элемент из пеноматериала и недеформируемый элемент, который простирается из элемента, изготовленного из пеноматериала.
На фиг. 4 представлен вид в разрезе по линии 4-4 узла уплотнения, изображенного на фиг. 3.
На фиг. 5 представлен альтернативный вариант узла уплотнения, изображенного на фиг. 4, с полкой.
На фиг. 6 представлен альтернативный вариант узла уплотнения, изображенного на фиг. 4, с полкой и выступом, содержащим плоский свободный конец.
На фиг. 7 представлен альтернативный вариант узла уплотнения, изображенного на фиг. 4, с полкой и выступом, содержащим остроконечный свободный конец.
На фиг. 8 представлен вид в разрезе шарнирного соединения для машины, которая использует узел уплотнения, изображенный на фиг. 1 и 2.
На фиг. 9 представлен вид в разрезе шарнирного соединения для машины, которая использует узел уплотнения, изображенный на фиг. 3 и 4.
Подробное описание изобретения
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, на фиг. 1 представлен узел уплотнения 100, содержащий: внешний недеформируемый элемент 102; внутренний недеформируемый элемент 104; и элемент 106 из пеноматериала, расположенный в радиальном направлении или иным образом помещенный между внутренним и внешним недеформируемыми элементами 104, 102. Элемент 106 из пеноматериала может изготавливаться из любого типа пеноматериала с закрытыми порами, например, микропористого полиуретанового эластомера. Недеформируемые элементы 102, 104 могут содержать армированные ПТФЭ волокна или другой недеформируемый материал, например, нейлон. Как будет показано ниже более подробно, применяемый элемент 106 из пеноматериала, подвергается сжатию между первым и вторым недеформируемыми элементами 102, 104, но остается подвижным относительно этих недеформируемых элементов. Иными словами, элемент 106 из пеноматериала не обязательно соединен с внутренним и внешним недеформируемыми элементами 102, 104.
Другими примерами недеформируемых материалов, которые могут быть использованы в качестве недеформируемых элементов 104, 102 являются: стеклонаполненный ПТФЭ, ненаполненный ПТФЭ, промасленный нейлон (PA), POM (полиоксиметилен), PEEK, PAI, PPS, PI, PPA, стеклокомпозит, углеволокнистый композит, сталь, бронза, сталь с алмазоподобным покрытием, сталь с покрытием из бора-алюминия-магния, сталь с покрытием из нитрида хрома, жесткий полиуретан, промасленный порошкообразный металл и т.д. В некоторых случаях, материал также может представлять собой самосмазывающийся материал, но не обязательно. Для этой цели может использоваться любой подходящий недеформируемый материал, способствующий созданию соответствующего уплотнения.
Как показано на фиг. 2, в элементе 106 из пеноматериала образована первая выемка 108, способная вмещать первый недеформируемый элемент 102, и дополнительно образована вторая выемка 110, способная вмещать второй недеформируемый элемент 104. В этом варианте осуществления, весь узел симметричен относительно радиальных плоскостей вдоль радиального направления R (см. фиг. 1) и радиальной плоскости AP, выровненной по центру относительно узла вдоль продольной оси A узла уплотнения 100 и перпендикулярен этой оси (см. фиг. 2). Вообще, узел уплотнения 100 имеет в целом кольцевой профиль, образованный вращением тела с поперечным сечением, изображенным на фиг. 2, относительно продольной оси A. Возможны и другие несимметричные варианты.
Как показано на фиг. 2, выемкам 108, 110 придан дополнительный профиль внутренних поверхностей 112 на внутреннем и внешнем недеформируемых элементах 102, 104, который образует кольцевую канавку в направлении вдоль продольной оси А, предотвращающую отделение элемента 106 из пеноматериала и недеформируемых элементов 102, 104 друг от друга после сборки. Представлена криволинейная поверхность сопряжения, но возможны и другие поверхности сопряжения, которые обсуждаются ниже в отношении других вариантов осуществления. Как будет описано ниже, криволинейная внутренняя поверхность 112 каждого из недеформируемых элементов 102, 104 оканчивается цилиндрической внешней поверхностью 114, которая сопрягается с конструктивными компонентами шарнирного соединения или шкворневого соединения. Профили данных поверхностей могут изменяться по желанию или при необходимости. Элемент 106 из пеноматериала несколько утоплен вдоль продольной оси А относительно недеформируемых элементов 102, 104, что способствует защите элемента 106 из пеноматериала при смещении элементов конструкции и подшипника, часто возникающих в шкворневых соединениях.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, узел уплотнения 200 представлен на фиг. 3. Узел уплотнения 200 имеет радиальное направление и продольную ось. Узел уплотнения 200 содержит элемент 202 из пеноматериала и упорную шайбу 204, которая простирается в радиальном направлении от элемента 202 из пеноматериала, а элемент из пеноматериала, по меньшей мере, частично размещается между упорной шайбой и радиальным направлением вдоль продольной оси. Упорная шайба 204 также может рассматриваться как недеформируемый элемент, поскольку она может содержать недеформируемый материал, например, стекловолокно и эпоксидную композицию.
Другими примерами недеформируемых материалов, которые могут быть использованы для упорной шайбы 204 являются: стеклонаполненный ПТФЭ, ненаполненный ПТФЭ, промасленный нейлон (PA), POM (полиоксиметилен), PEEK, PAI, PPS, PI, PPA, стеклокомпозит, углеволокнистый композит, сталь, бронза, сталь с алмазоподобным покрытием, сталь с покрытием из бора-алюминия-магния, сталь с покрытием из нитрида хрома, жесткий полиуретан, промасленный порошкообразный металл и т.д. В некоторых случаях материал также может представлять собой самосмазывающийся материал, но не обязательно. Для этой цели может использоваться любой подходящий недеформируемый материал, способствующий созданию соответствующего уплотнения.
Как показано на фиг. 4, в элементе 202 из пеноматериала выполнена первая выемка 206, способная вмещать упорную шайбу 204. В этом варианте осуществления, весь узел 200 симметричен относительно радиальных плоскостей вдоль радиального направления R (см. фиг. 3) и радиальной плоскости AP, выровненной по центру относительно узла 200 вдоль продольной оси A узла уплотнения 200 (см. фиг. 4). Вообще, узел уплотнения 200 имеет в целом кольцевой профиль, образованный вращением тела с поперечным сечением относительно продольной оси A, изображенный на фиг. 4. Возможны и другие несимметричные варианты. В этом варианте осуществления, выемка 206 имеет прямоугольный профиль и заполняется путем наложения элемента 202 из пеноматериала на упорную шайбу 204. Эти два компонента могут соединяться вместе. При ручной сборке компонентов это необязательно.
На фиг. 5-7 представлено поперечное сечение различных вариантов конструкций узлов уплотнения 200’, 200’’, 200’’’, аналогичные описанным на фиг. 3 и 4. Для данных вариантов осуществления, элемент 202’, 202’’, 202’’’ из пеноматериала не имеет выемки для вмещения упорной шайбы, а взамен содержит компрессионный участок 208’, 208’’, 208’’’ и соединительный участок 210’, 210’’, 210’’’. Компрессионный участок 208’, 208’’, 208’’’ подвержен сжатию между структурными элементами и подшипником, в то время как соединительные участки 210’, 210’’, 210’’’ простираются от участка 208’, 208’’, 208’’’ и соединяют поверхность сопряжения 212’, 212’’, 212’’’ с упорной шайбой 204’, 204’’, 204’’’. В вариантах осуществления, представленных на РИС. 5-7, отсутствует соединение между элементом из пеноматериала и упорной шайбой.
Показанная на фиг. 5 поверхность сопряжения 212’ представляет собой цилиндрическую поверхность. Показанная на фиг. 6 поверхность сопряжения 212’’ содержит выступ 214’, простирающийся от соединительного участка 210’’, и имеющий прямоугольный профиль с цилиндрическим свободным концом 216. Показанная на фиг. 7 поверхность сопряжения 212’’’ содержит выступ 214’’, простирающийся от соединительного участка 210’’’, и имеющий остроконечный кольцеобразный свободный конец 218. Для сопряжения с соединительным участком 210’’’, присоединяемой поверхности сопряжения 212’’’, упорной шайбе 204’’’может быть придан дополнительный профиль. При наличии выступа 214’, 214’’ в упорной шайбе 204’’, 204’’’ выполняется выемка 220’, 220’’, способная вмещать выступ 214’, 214’’.
На фиг. 5-7 также показано, что полка 222’, 222’’, 222’’’ создается с помощью соединительного участка 210’, 210’’, 210’’’, который простирается от подвергаемого сжатию участка 208’, 208’’, 208’’’ элемента 202’, 202’’, 202’’’ из пеноматериала. В результате усилия, действующие в поперечном направлении вдоль продольной оси А узла уплотнения 200’, 200’’, 200’’’, создаются исключительно упорной шайбой 204’, 204’’, 204’’’, способствуя предотвращению смещения элемента 202’, 202’’, 202’’’ из пеноматериала. Это верно, поскольку полка 222’, 222’’, 222’’’' отстоит вдоль продольной оси А от осевых крайних точек 224’, 224’’, 224’’’ подвергаемого сжатию участка 208’, 208’’, 208’’’. В результате соединительный участок не взаимодействует с элементом конструкции или подшипником шкворневого соединения. Это станет яснее, при обсуждении шкворневого соединения со ссылкой на фиг. 9.
Как показано на фиг. 4-7 элемент 202, 202’, 202’’, 202’’’ из пеноматериала образует подвергаемые сжатию поверхности, предназначенные для контакта с различными компонентами шкворневого соединения. Подвергаемая сжатию внутренняя поверхность 226, 226’, 226’’, 226’’’ имеет цилиндрический профиль, а левая 228, 228’, 228’’, 228’’’ и правая 230, 230’, 230’’, 230’’’ сжимаемые поверхности имеют кольцеобразный профиль. Подвергаемый сжатию участок 208’, 208’’, 208’’’ также имеет внешнюю сжимаемую поверхность 232, 232’, 232’’, 232’’’ с цилиндрическим профилем. Упорная шайба 204, 204’, 204’’, 204’’’, изображенная на фиг. 4-7, содержит поверхность сопряжения 234, 234’, 234’’, 234’’’, радиальную внешнюю поверхность 236, 236’, 236’’, 236’’’ с цилиндрическим профилем и левую 238, 238’, 238’’, 238’’’ и правую 240, 240’, 240’’, 240’’’ упорные поверхности, которые имеют кольцевую форму для контакта с различными деталями шкворневого соединения.
Промышленная применимость
Данные узлы уплотнения применяются в шкворневых соединениях или шарнирных соединениях, которые используются для перемещения стрелы или рукояти ковша экскаватора или гусеничных лент на строительных или землеройных машинах и т.п., хотя и другие типы машин могут с успехом использовать данные шкворневые соединения.
На фиг. 8 представлено такое шкворневое соединение 300 для машины. Шкворневое соединение 300 содержит: элемент конструкции 302 с отверстием 304 под шкворень; гнездо 306 подшипника с отверстием 308 под подшипник; самосмазывающийся подшипник 310 с отверстием 312 под шкворень; шкворень 314, который размещается в отверстиях подшипника и элемента конструкции; и узел уплотнения 100, размещенный в отверстии 308 под подшипник гнезда 306 подшипника. Узел уплотнения 100 содержит элемент 106 из микропористого пеноматериала с закрытыми порами и первый и второй недеформируемые элементы 104, 102. Как показано, узел уплотнения 100 подобен узлу уплотнения, изображенному на фиг. 1 и 2, на котором элемент 106 из пеноматериала, размещен между первым и вторым недеформируемыми элементами 104, 102.
В частности, первый недеформируемый элемент представляет собой внутренний элемент 104, который напрессован на шкворень 314, и второй недеформируемый элемент 102, который запрессован в отверстие 308 под подшипник и контактирует с гнездом 306 подшипника. Для удержания узла уплотнения 100, на боковой стороне выполняется прессовая посадка. В качестве альтернативы, предполагается выполнение скользящей посадки между внутренним диаметром внутреннего недеформируемого элемента и шкворнем, и выполнение прессовой посадки между внешним диаметром внешнего недеформируемого элемента и гнездом подшипника. В случае отсутствия соединения между этими различными компонентами, и при выполнении прессовой посадки по внутреннему диаметру внутреннего жесткого элемента может иметь место смещение между пеноматериалом и внутренними и внешними недеформируемыми элементами.
Как показано, шкворневое соединение 300 симметрично относительно средней плоскости M. Следовательно, по обе стороны от средней плоскости M находятся два элемента конструкции 302, 302’ и уплотнительные узлы 100, 100’. Для других вариантов осуществления допускается другое исполнение. Предлагается пластина 316 с флажковым держателем, которая неподвижно прикреплена к элементу конструкции 302’ и шкворню 314, что способствует предотвращению любого смещения шкворня. Неподвижное крепление пластины 316 с флажковым держателем к шкворню осуществляется сваркой, а неподвижное крепление пластины к элементу конструкции осуществляется крепежным элементом (не показано). Возможны и другие способы удержания шкворня для предотвращения вращения. Предполагаются другие варианты осуществления, в которых имеет место некоторое смещение шкворня 314 во время поворота шкворневого соединения 300. В других дополнительных вариантах осуществления, недеформируемые элементы 102, 104 узла уплотнения 100 и самосмазывающийся подшипник 310 изготавливаются из одного и того же материала.
Для этого варианта осуществления, выполняется неподвижным элемент конструкции 302, а гнездо 306 подшипника подвижным относительно элемента конструкции. Для других вариантов осуществления может применяться обратное исполнение. Кроме того, узлы уплотнения 100, 100’ выполняются заподлицо или утопленными по сравнению с боковыми стенками 318 гнезда 306 подшипника вдоль продольной оси А, что способствует защите узла уплотнения 100, 100’ от повреждения. Создается препятствие проникновению мусора, воды, грязи и т.д. в отверстие 312 под шкворень подшипника 310 и приемное отверстие 308 подшипника гнезда 306 подшипника, что способствует продлению срока службы шкворневого соединения 300 без технического обслуживания. Однако не исключено притирание друг о друга гнезда 306 подшипника и элемента конструкции 302 во время перемещения шкворневого соединения 300.
Для предотвращения этого предлагается шкворневое соединение 400, изображенное на фиг. 9. Данное шкворневое соединение 400 выполнено аналогично соединению, описанному на фиг. 8, за исключением следующих отличий. Вместо используемого узла уплотнения, изображенного на фиг. 1 и 2, используется узел уплотнения 200, изображенный на фиг. 3-7. В этом варианте осуществления, элемент 202 из пеноматериала устанавливается между элементом конструкции 302 и подшипником 310. В частности, шкворень 314 определяет продольную ось А и радиальное направление R, а элемент 202 из пеноматериала преимущественно подвержен сжатию в радиальном направлении, но также может подвергаться сжатию в осевом направлении вдоль продольной оси А между элементом 302 конструкции и подшипником 310.
Более того, предлагается один недеформируемый элемент, выполняющий функцию упорной шайбы 204, которая присоединена к элементу 202 из пеноматериала и простирается между гнездом 306 подшипника и элементом конструкции 302. Это способствует предотвращению любого контакта между подвижным элементом и неподвижным элементом, способного вызвать шум или наволакивание метала при трении и т.д. Элемент 202 из пеноматериала также подвержен сжатию в радиальном направлении между гнездом 306 подшипника и шкворнем 314. Создается препятствие для проникновения мусора, воды, грязи и т.д. в отверстие 312 под шкворень подшипника 310 и приемное отверстие 308 подшипника гнезда 306 подшипника, что способствует продлению срока службы шкворневого соединения 400 без технического обслуживания. В частности, мусор не сможет проникать в участки, окружающие подшипник, или во внутренние участки подшипника 310 сквозь отверстие 304 под шкворень элемента конструкции 302 и зазор 320, расположенный между гнездом 306 подшипника и элементом 302 конструкции. В других дополнительных вариантах осуществления, упорная шайба 204 узла уплотнения 200 и самосмазывающийся подшипник 310 изготавливаются из одного и того же материала.
Хотя большинство обсуждаемых здесь вариантов осуществления представляют собой несмазываемые системы, однако и системы с жидкой смазкой, например, маслом, в определенных обстоятельствах совместимы с обсуждаемыми здесь узлами уплотнения и поэтому входят в объем настоящего изобретения. Кроме того, предполагается, что особенности исполнения узла уплотнения, изображенного на фиг. 3, могут быть использованы в узле уплотнения, изображенном на фиг. 1, например, применение упорной шайбы, которая простирается от внешнего недеформируемого элемента 102, для создания амортизации между элементом конструкции и гнездом подшипника.
Следует понимать, что приведенное выше описание содержит примеры конструкций и способов. Тем не менее, предполагается, что другие варианты реализации изобретения могут отличаться в деталях от вышеприведенных примеров. Все ссылки на раскрытие или примеры подразумевают ссылку на конкретный пример, обсуждаемый в этот момент, и не подразумевает каких-либо ограничений в отношении объема изобретения в более общем смысле. Все формулировки отличительных особенностей и пренебрежение определенными признаками предназначаются для указания на отсутствие предпочтения для данных признаков, а не для их полного исключения из объема изобретения, если не указано иное.
Перечисление диапазонов значений в основном служит для условного обозначения индивидуальной ссылки на каждое отдельное значение, попадающее в данный диапазон, если здесь не указано иное, а каждое отдельное значение включается в описание, как если бы оно было указано здесь отдельно.
Специалистам в данной области техники очевидно, что согласно изобретению, могут быть сделаны различные модификации и варианты устройств и способов сборки без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения. Другие варианты осуществления данного изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники в результате рассмотрения спецификации и практики использования различных вариантов осуществления, раскрытых в данном документе. Например, некоторое оборудование конструируется и функционирует иначе, чем описанное здесь, и определенные этапы любого метода могут пропускаться, выполняться в другом порядке, отличном от упомянутого, а в некоторых случаях выполняться одновременно или разбиваться на дополнительные стадии. Более того, могут осуществляться изменения или модификации некоторых аспектов или особенностей различных вариантов осуществления с созданием дополнительных вариантов осуществления, а особенности и аспекты различных вариантов осуществления могут добавляться или замещаться другими особенностями или аспектами других вариантов осуществления, предлагая дальнейшие варианты осуществления.
Соответственно, данное изобретение включает все модификации и эквиваленты предмета изобретения, изложенные в формуле изобретения, приложенной к данному документу в соответствии с действующим законодательством. Кроме того, любая комбинация вышеописанных элементов во всех их возможных вариантах охватывается настоящим описанием, если не указано иное или иным образом явно не противоречит контексту.

Claims (18)

1. Шкворневое соединение (300, 400) машины, содержащее:
элемент конструкции (302), в котором выполнено отверстие (304) под шкворень;
гнездо (306) подшипника, в котором выполнено отверстие (308) под подшипник;
самосмазывающийся подшипник (310), в котором выполнено отверстие (312) под шкворень;
шкворень (314), который располагается в отверстиях (304, 312) подшипника (310) и элемента конструкции (302); и
узел уплотнения (100, 200), который расположен в отверстии (308) под подшипник гнезда (306) подшипника;
причем узел уплотнения (100, 200) содержит:
радиально внешний недеформируемый элемент (102);
радиально внутренний недеформируемый элемент (104); и
элемент (106, 202) из микропористого пеноматериала, который расположен между радиально внутренним и радиально внешним недеформируемыми элементами (102, 104) и коаксиально выровнен с ними.
2. Шкворневое соединение (300, 400) по п. 1, отличающееся тем, что элемент (106, 202) из микропористого пеноматериала установлен между элементом конструкции (302) и подшипником (310), и между шкворнем (314) и гнездом (306) подшипника.
3. Шкворневое соединение (300, 400) по п. 2, отличающееся тем, что шкворень (314) определяет продольную ось (А) и радиальное направление (R), а элемент (106, 202) из микропористого пеноматериала подвержен сжатию в радиальном направлении между гнездом (306) подшипника и шкворнем (314).
4. Шкворневое соединение (300, 400) по п. 3, отличающееся тем, что первый недеформируемый элемент содержит упорную шайбу (204), которая присоединена к элементу (202) из микропористого пеноматериала и простирается между гнездом (306) подшипника и элементом конструкции (302).
5. Шкворневое соединение (300, 400) по п. 1, отличающееся тем, что элемент конструкции (302) неподвижен, а гнездо (306) подшипника подвижно относительно элемента конструкции (302).
6. Шкворневое соединение (300, 400) по п. 1, отличающееся тем, что первый недеформируемый элемент (102, 104) представляет собой внутренний элемент, который напрессован на шкворень (314), а второй недеформируемый элемент (102, 104) запрессован в отверстие (308) под подшипник.
7. Шкворневое соединение (300, 400) по п. 4, отличающееся тем, что упорная шайба (204) содержит стекловолокно и эпоксидную композицию.
8. Шкворневое соединение (300, 400) по п. 1, отличающееся тем, что недеформируемый элемент содержит волокна, армированные ПТФЭ (102, 104, 204).
9. Шкворневое соединение (300, 400) по п. 1, отличающееся тем, что элемент (106) из микропористого пеноматериала подвержен сжатию между первым и вторым недеформируемыми элементами (102, 104).
RU2018128303A 2016-01-20 2017-01-18 Система уплотнения несмазываемых шарнирных соединений RU2731848C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/001,350 US10024350B2 (en) 2016-01-20 2016-01-20 Seal system for dry lube pin joints
US15/001,350 2016-01-20
PCT/US2017/013866 WO2017127391A1 (en) 2016-01-20 2017-01-18 Seal system for dry lube pin joints

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018128303A RU2018128303A (ru) 2020-02-04
RU2018128303A3 RU2018128303A3 (ru) 2020-04-06
RU2731848C2 true RU2731848C2 (ru) 2020-09-08

Family

ID=57907012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018128303A RU2731848C2 (ru) 2016-01-20 2017-01-18 Система уплотнения несмазываемых шарнирных соединений

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10024350B2 (ru)
EP (1) EP3405690B1 (ru)
CN (1) CN108474417B (ru)
AU (1) AU2017209014B2 (ru)
BR (1) BR112018014402A2 (ru)
CA (1) CA3011712A1 (ru)
ES (1) ES2788201T3 (ru)
RU (1) RU2731848C2 (ru)
WO (1) WO2017127391A1 (ru)
ZA (1) ZA201804981B (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11473266B2 (en) * 2018-03-28 2022-10-18 Caterpillar Inc. Articulation joint for a machine
DE102019111136B4 (de) * 2019-04-30 2022-07-07 Federal-Mogul Deva Gmbh Distanzscheibe als Dichtung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4165085A (en) * 1976-10-18 1979-08-21 Skf Industries, Inc. Foamed plastic lubricating seal
SU1359190A1 (ru) * 1984-01-30 1987-12-15 и Ю. Шкворневой узел
JP2008057626A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Hitachi Constr Mach Co Ltd 軸受装置用のブッシュ
US20150211194A1 (en) * 2014-01-27 2015-07-30 Caterpillar Paving Products Inc. Sealing system for hitch assembly

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2911840A (en) * 1955-06-07 1959-11-10 Rand Goetze Corp Tank track pin bearing seal
US3680924A (en) * 1970-03-06 1972-08-01 Us Army Endless track pin assembly
DE2913229C2 (de) * 1979-04-03 1984-05-17 Woma-Apparatebau Wolfgang Maasberg & Co Gmbh, 4100 Duisburg Gleitflächendichtung
US4428590A (en) * 1981-11-19 1984-01-31 Utex Industries, Inc. Anti-extrusion sealing device with hinge-like bridge section
US5380016A (en) 1992-11-12 1995-01-10 Caterpillar Inc. Radial lip seal
JP2832800B2 (ja) 1993-10-22 1998-12-09 日立建機株式会社 すべり軸受組立体
US6045137A (en) 1998-02-16 2000-04-04 Caterpillar Inc. Radial seal having a metal support
CN1164878C (zh) 2001-03-13 2004-09-01 日立建机株式会社 密封装置
US6988733B2 (en) 2003-02-13 2006-01-24 Federal-Mogul World Wide, Inc. Bonded PTFE radial shaft seal
KR20050065566A (ko) * 2003-08-25 2005-06-29 히다찌 겐끼 가부시키가이샤 슬라이딩 베어링 조립체 및 슬라이딩 베어링
US7543822B2 (en) * 2004-07-12 2009-06-09 A.W. Chesterton Company Composite rotary seal assembly
US7367739B2 (en) 2004-08-02 2008-05-06 Clark Equipment Company Two component seal
US7946592B2 (en) 2004-11-02 2011-05-24 Komatsu Corporation Bearing seal
US20060290068A1 (en) 2005-06-27 2006-12-28 Freudenberg-Nok General Partnership Radially assembled seal
CN101273224B (zh) * 2005-08-30 2013-02-27 卡勒克密封技术公司 一种密封件及包括该密封件的设备
JP5351885B2 (ja) 2007-04-27 2013-11-27 ディーア・アンド・カンパニー 外ピンシール
JP5172444B2 (ja) 2008-04-14 2013-03-27 日立建機株式会社 軸受装置
WO2010048202A2 (en) * 2008-10-20 2010-04-29 Garver Theodore M Interactive sealing arrangement, pressurized fluid storage system and method
US8622644B2 (en) * 2010-05-28 2014-01-07 Caterpillar Inc. Seal assembly and method for forming a seal assembly
US9353866B2 (en) * 2014-04-17 2016-05-31 Caterpillar Inc. Seal assembly with complementary surface deformations

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4165085A (en) * 1976-10-18 1979-08-21 Skf Industries, Inc. Foamed plastic lubricating seal
SU1359190A1 (ru) * 1984-01-30 1987-12-15 и Ю. Шкворневой узел
JP2008057626A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Hitachi Constr Mach Co Ltd 軸受装置用のブッシュ
US20150211194A1 (en) * 2014-01-27 2015-07-30 Caterpillar Paving Products Inc. Sealing system for hitch assembly

Also Published As

Publication number Publication date
CN108474417B (zh) 2020-09-29
WO2017127391A1 (en) 2017-07-27
EP3405690A1 (en) 2018-11-28
AU2017209014B2 (en) 2022-03-17
CA3011712A1 (en) 2017-07-27
ES2788201T3 (es) 2020-10-20
AU2017209014A1 (en) 2018-08-23
BR112018014402A2 (pt) 2018-12-11
EP3405690B1 (en) 2020-02-26
US20170204892A1 (en) 2017-07-20
CN108474417A (zh) 2018-08-31
RU2018128303A (ru) 2020-02-04
RU2018128303A3 (ru) 2020-04-06
ZA201804981B (en) 2019-09-25
US10024350B2 (en) 2018-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1281882B1 (en) Sealing device
US20080237992A1 (en) Two component pin seal
EP2253870A2 (en) Seal assembly
US20130002010A1 (en) Track chain cartridge having thrust bearings
RU2731848C2 (ru) Система уплотнения несмазываемых шарнирных соединений
US20110019949A1 (en) Bearing device
KR20130031350A (ko) 유체압 실린더의 피스톤 베어링 구조
RU2731952C2 (ru) Самосмазывающееся колебательное штифтовое соединение
CN108351029A (zh) 用于销接头的圆周碎屑密封件
JP2014501895A (ja) ピンジョイント用シール組立体
US9493198B2 (en) Sealing assembly and hinge of a track having the sealing assembly
KR20050006169A (ko) 건설기계의 선회장치
RU2742010C2 (ru) Торцовое уплотнение с усиленной кромкой и контртелом
JP2005214266A (ja) 軸受装置
JPH11148560A (ja) 建設機械のフロントの軸受シール装置
JP5558397B2 (ja) 軸受装置
CN109790865A (zh) 用于联接部件的销接头
RU38713U1 (ru) Уплотненный шарнир звеньев гусеничной цепи
JPH0932844A (ja) 軸受装置
JPH08145190A (ja) 軸受装置
CN117905883A (zh) 密封装置、回转支承及作业机械
JPH1193197A (ja) 軸受装置
JPH09273539A (ja) 軸受装置
KR20110016079A (ko) 더스트 시일 링