SU1765557A1 - Телескопическое соединение - Google Patents

Abstract

Использование: в машиностроении, в частности в механизмах с вращающимис  валами переменной длины. Сущность изобретени : в полости охватывающего вала 2 установлен охватываемый вал 1, выполненный с двум  диаметральными лысками 7 и 8. На валу выполнены диаметрально расположенные сквозные пазы, в которых установлены вкладыши 3 и 4 с продольным сечением сегментной формы. Сквозные пазы вала 2 с вкладышами 3, 4 перекрыты закрепленной на валу 2 втулкой 3. Криволинейные поверхности вкладышей сопр жены с лысками вала, что позвол ет компенсировать смещени  и перекосы осей охватываемого и охватывающего валов. Вкладыши могут в продольном сечении иметь пр моугольную форму, 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и может примен тьс  в механизмах с вращающимис  валами измен емой длины

Известны телескопические валы, содержащие шлицевой вал с подвижно установленной на нем в осевом направлении шлицевой втулкой, жестко соединенной с полым валом.

Недостатком такого телескопического вала  вл етс  невозможность компенсации взаимных перекосов и смещений осей шли- цевого вала и шлицевой втулки в силу центрирующего характера этого соединени , что ограничивает область применени  такого устройства,

Кроме того, при возникновении перекосов и смещений, например под действием нагрузок, во врем  вращени  телескопического вала в месте шлицевого сопр жени  возникают большие силы трени  и знакопеременные циклические нагрузки, которые преп тствуют изменению длины вала, увеличивают момент сопротивлени  его вращению и могут вызвать поломку. Компенсаци  таких перекосов и смещений в незначительных пределах может быть достигнута только за счет увеличени  зазоров в шлицевом сопр жении , однако это нарушит точность соединени  и дополнительно приведет к по влению кромочных нагрузок, которые способствуют преждевременному износу шлицевого соединени .

Кроме того, шлицевое соединение имеет значительную стоимость и трудоемко в изготовлении, поскольку дл  его обработки требуетс  специальное дорогосто щее оборудование и инструмент (обкатные станки, шлицевые фрезы, специальные шлифовальные круги, специальные прот жки и т.п.).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  механизм, распредел ющий нагрузки и предохран ющий от проворачивани . Этот механизм имеет первый и второй элементы, телескопически вставленные один в другой, В удли- ненном канале первого элемента по

сл

с

х|

ON СЛ

1СЛ

сл

х|

скольз щей посадке установлен второй элемент . На поверхности канала установлено несколько сегментных шпонок, которые расположены равномерно по углу на некотором рассто нии от открытого конца канала . Выступающие в канал части шпонок установлены по скольз щей посадке в удлиненных продольных пазах, выполненных на внешней поверхности второго элемента. Около внутреннего конца второго элемента также установлено несколько сегментных шпонок, которые наход тс  в скольз щем контакте с поверхностью канала.

Недостатком этого устройства  вл етс  его ненадежность при передаче больших крут щих моментов из-за возможности быстрого износа или заклинивани  телескопического соединени . Заклинивание может произойти по той причине, что сегментные шпонки должны быть установлены на поверхности канала первого элемента об зательно с зазором и при этом имеют малую площадь опоры, поэтому при больших нагрузках возникают их перекосы, сопровождающиес  по влением больших кромочных нагрузок и резким ростом контактных напр жений , которые могут вызвать заклинивание или интенсивный износ соединени  с потерей его точности. Эти недостатки еще более усугубл ютс  при необходимости компенсации больших перекосов телескопического соединени , так как в этом случае необходимо увеличить зазор между первым и вход щим в него вторым элементом, что еще больше сокращает площади опоры шпонок и вызывает еще большие их перекосы при нагрузках.

В дополнение к этому необходимо отметить также и то, что это устройство не может компенсировать большие взаимные перекосы первого и второго элементов, так как согласно формуле изобретени  они установлены друг в друге по скольз щей посадке с малыми зазорами, определ ющими в конечном итоге величину компенсации перекосов элементов.

Другим недостатком этого устройства  вл етс  неудобство его в эксплуатации, про вл ющеес  в том, что при случайном извлечении первого и второго элементов друг из друга выпадают сегментные шпонки , и дл  повторной сборки соединени  требуетс  специальна  оснастка и большой промежуток времени. Еще одним недостатком этого устройства  вл етс  его нетехнологичность из-за сложности выполнени  точных размеров и точного взаимного расположени  длинных продольных пазов на внешней поверхности второго элемента.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и удобства эксплуатации при компенсации взаимных перекосов и смещений валов.

5Это достигаетс  тем, что в известном

устройстве, содержащем охватываемый вал, полый охватывающий вал и два вкладыша с продольным сечением сегментной формы, на наружной поверхности охваты10 ваемого вала выполнены продольные диаметрально расположенные выборки, а на внутренней поверхности охватывающего вала -диаметрально расположенные пазы, при этом внутренний диаметр охватываю5 щего вала превышает диаметр охватываемого вала, а вкладыши размещены в пазах охватывающего вала и выборках охватываемого вала.

Кроме того, телескопическое соедине0 ние снабжено жестко закрепленной на наружной поверхности охватывающего вала втулкой, пазы охватывающего вала выполнены сквозными, вкладыши установлены в сквозных пазах охватывающего вала в кон5 такте с внутренней поверхностью втулки, охватываемый вал выполнен сплошным с выборками в виде лысок, при этом поверхности контакта вкладыша и втулки выполне- ны ответными, а криволинейна 

0 поверхность сегмента продольного сечени  вкладыша сочленена с охватываемым валом . В отдельных случа х, когда требуетс  повысить несущую способность телескопического соединени , возможен вариант, в

5 котором вкладыши выполнены с продольным сечением пр моугольной формы.

На фиг. 1 изображено телескопическое соединение; на фиг. 2 - вариант выполнени  телескопического соединени  с вкладыша0 ми пр моугольной формы в продольном сечении; на фиг. 3 - поперечные сечени  А-А и Б-Б телескопического соединени .

Телескопическое соединение (фиг. 1) состоит из сплошного охватываемого вала 1 и

5 полого охватывающего вала 2, которые подвижны друг относительно друга в осевом направлении. На внутренней поверхности охватывающего вала 2, около сопр гаемого конца, установлены в диаметрально распо0 ложенных пазах два вкладыша 3 и 4, закрепленные втулкой 5, плотно надетой на конец этого вала и соприкасающейс  с ответными поверхност ми этих вкладышей.

Втулка 5 зафиксирована на охватываю5 щем валу 2 с помощью кернении 6. На охватываемом валу 1, по всей его рабочей длине, равной величине взаимного осевого перемещени  валов 1 и 2, выполнены две одинаковые диаметрально противоположные лыски 7 и 8, которые соприкасаютс  с криволинейными поверхност ми сегментных вкладышей 3 и 4. Внутренний диаметр охватывающего вала 2 (фиг. 3) превышает диаметр охватываемого вала 1, Наличие зазора между этими валами 1 и 2, при вхождении одного в другой, допускает перекосы и смещени  их осей, без возникновени  в них напр жений от изгибающих нагрузок, при этом величина зазора определ ет велйч ины допускаемых смещений и перекосов осей этих валов.

Крут щий момент от вала 1 к валу 2, или наоборот, передаетс  через вкладыши 3,4, которые удерживаютс  на опорных поверхност х пазов охватывающего вала 2 втул- кой 5.

При этом вхождение охватываемого вала 1 в охватывающий вал 2 и выход из него вызывают укорочение-удлинение телескопического вала в процессе работы. Взаим- ные смещени  и перекосы валов 1 и 2 в плоскости, параллельной лыскам 7, 8, компенсируютс  за счет взаимных смещений этих валов в пределах кольцевого зазора между ними, а в плоскости, перпендикул р- ной лыскам, - за счет криволинейной поверхности сопр женных с ними вкладышей 3 и 4. Кроме того, дл  повышени  несущей способности телескопического соединени , вкладыши 3 и 4 могут быть выполнены с продольным сечением пр моугольной формы (фиг. 2). Оба варианта телескопического соединени  обеспечивают достижение высокой точности сопр жени  валов 1 и 2 и однозначное взаимное угловое положение этих валов. Высока  точность сопр жени  достигаетс  тем, что все сопр гаемые поверхности имеют простую форму и могут быть обработаны на широкодоступном точном оборудовании.

Известные конструкции телескопических соединений имеют невысокую надежность из-за больших контактных напр жений при кромочных контактах несущих элементов, возникающих вследствие неточностей изготовлени , сборки и под действием рабочих нагрузок, Кроме того, известные конструкции неудобны в эксплуатации , т.к. распадаютс  на отдельные элементы даже при случайном извлечении соединенных валов друг из друга. Известные конструкции не могут компенсировать большие перекосы и смещени  телескопически соедин емых валов, т.к. при этом резко снижаетс  их несуща  способность. Кроме этого, дл  компенсации таких пе-рекосов и смещений в месте сопр жени  составл ющих валов должны предусматриватьс  зазоры. Однако наличие зазоров

снижает точность сопр жени  и делает неоднозначным взаимное угловое положение составл ющих валов в конструкции телескопического соединени , т.е. по вл етс  первый ход при реверсах вращени , что не позвол ет примен ть такие телескопические валы в высокоточных механизмах и машинах .

Предложенное устройство имеет следующие преимущества по сравнению со всеми известными: высокую надежность работы; удобно при монтаже и эксплуатации; компенсирует взаимные перекосы и смещени  осей охватываемого и охватывающего валов как в одной плоскости, так и во взаимно перпендикул рных плоскост х; обеспечивает высокую точность сопр жени  охватываемого и охватывающего валов с минимальными зазорами; обеспечивает однозначность взаимного углового положени  охватывающего и охватываемого валов; в одном из вариантов имеет повышенную прочность за счет исключени  концентраторов напр жений; выполнимо в любых типоразмерах , конструктивно просто, технологично и дешево.

Claims (1)

1.Телескопическое соединение, содержащее охватываемый вал, полый охватывающий вал и два вкладыша с продольным сечением сегментной формы, на наружной поверхности охватываемого вала выполнены продольные диаметрально расположенные выборки, а на внутренней поверхности охватывающего вала -диаметрально расположенные пазы, при этом внутренний диаметр охватывающего вала превышает диаметр охватываемого вала, а вкладыши размещены в пазах охватывающего вала и выборках охватываемого вала, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и удобства в эксплуатации при компенсации взаимных перекосов и смещений валов, оно снабжено жестко закрепленной на наружной поверхности охватывающего вала втулкой, пазы охватывающего вала выполнены сквозными, вкладыши установлены в сквозны5Г пазах охватывающего вала в контакте с внутренней поверхностью втулки, охватываемый вал выполнен сплошным с выборками в виде лысок, при Этом поверхности контакта вкладыша и втулки выполнеКы ЬтвётнымиТа криволинейна  поверхность сегмента продольного сечени  вкладыша сочленена с ох- вгГт ываемым валом.

2,Соединение поп. 1,отличающее- с   тем, что, вкладыш выполнен с продольным сечением пр моугольной формы.

SSX3ZSS

S3XXSXSS

 ,/

&QpUQ#/r)

Я/г,2 -А-А 4 В-&