UA76816C2

UA76816C2 - Universal joint

Info

Publication number: UA76816C2
Application number: UA20040706077A
Authority: UA
Inventors: В'Ячеслав Георгієвич Герасименко; Геннадій Лаврентійович Канов; Геннадий Лаврентьевич Канов; Юлія Олександрівна Діннік; Юлия Александровна Динник
Original assignee: В'Ячеслав Георгієвич Герасименко; Геннадій Лаврентійович Канов; Геннадий Лаврентьевич Канов; Юлія Олександрівна Діннік; Юлия Александровна Динник
Priority date: 2004-07-22
Filing date: 2004-07-22
Publication date: 2006-09-15

Abstract

The invention relates to the rolling production, namely to the drives of rolling stands. An universal joint includes a holder and a head, they are equipped with grooves, in which are evenly in the circle located connecting intermediate components, which are executed in the form of elastic elements. The grooves of holder are executed lengthwise the holder with the axes being symmetrical relative to the joint center. In accordance with the invention, the head is made from cut off hemispheres, along the joint of which in the spherical cavities are located with possibility of rotation the spherical basic parts of the hollow connecting elastic elements. In this case, one of cut hemispheres contains an opening with spline grooves, channels for lubricating oil and opening for fastening. Annular cover over internal surface of ring contains a spherical segment with a seal. In this case, connecting elastic elements on cylindrical sections between longitudinal cuts are equipped with flat faces with width equal to 2-5 of the thicknesses of the wall of housing, and the outlets of head are conical. Invention ensures the effective absorption of shock dynamic load synchronously by all coupling links without their breakdowns and wedging, which increases the level of reliability and service life of mechanism.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до обробки металів тиском, а саме, до приводів прокатних клітей для передачі під 2 кутом обертання та моментів, що крутять.The invention relates to the processing of metals by pressure, namely, to the drives of rolling cages for transmission under the 2nd angle of rotation and torques.

Відомий універсальний шарнір шпинделю прокатного стану, що містить провідну і відому ланки у вигляді обойми з розміщеною в ній сферичною голівкою вала шпинделю і з'єднувальні елементи кочення, розміщені в заглибленнях обойми і голівки, який забезпечений проміжною ланкою у вигляді кульового сегменту, розміщеного між голівкою та обоймою шпинделю, що має загальний з голівкою центр, а з'єднувальні елементи розміщені між 70 кожною парою сусідніх ланок шарніру, (а.с. СРСР Мо554021 В21853/04, 1977).The universal joint of the spindle of the rolling mill is known, which contains a leading and known link in the form of a clip with a spherical head of the spindle shaft placed in it and connecting rolling elements placed in the depressions of the clip and the head, which is provided with an intermediate link in the form of a spherical segment placed between the head and a spindle collar, which has a common center with the head, and connecting elements are placed between 70 each pair of adjacent links of the hinge (a.s. USSR Mo554021 B21853/04, 1977).

Такий шарнір дозволяє зменшити нерівномірність передачі кутової швидкості і збільшити максимальний кут перекосу осей взаємодіючих валів до 25...302, однак не може компенсувати або поглинути динамічні ударні навантаження, наприклад, при подачі металу у калібри валків, є складним у виготовленні і дорогим, з малою надійністю і довговічністю у використанні.Such a hinge allows you to reduce the unevenness of angular velocity transmission and increase the maximum angle of misalignment of the axes of the interacting shafts to 25...302, but it cannot compensate or absorb dynamic shock loads, for example, when feeding metal into the gauges of the rolls, it is difficult to manufacture and expensive, with low reliability and durability in use.

Відомий універсальний шарнір, прийнятий прототипом, що включає обойму і голівку, забезпечені пазами, в яких рівномірно по колу розміщені з'єднувальні проміжні ланки, змонтовані з можливістю осьового переміщення, які виконані у вигляді пружних елементів, наприклад, пружних циліндричних стаканів, шарнірно закріплених в центрі пазів голівки, пази обойми виконані по довжині обойми з осями, симетричними відносно центру шарніру, (патент України Мо42976 А МПК В21835/14, 20011.The well-known universal hinge, adopted by the prototype, which includes a clip and a head, provided with grooves, in which connecting intermediate links are placed uniformly around the circle, mounted with the possibility of axial movement, which are made in the form of elastic elements, for example, elastic cylindrical cups, hinged in centers of the grooves of the head, the grooves of the clip are made along the length of the clip with axes symmetrical with respect to the center of the hinge (patent of Ukraine Mo42976 А MPK B21835/14, 20011.

Конструктивне виконання такого універсального шарніру передбачає, що пази голівки направлені перпендикулярно пазам обойми, а проміжні ланки виконані у вигляді металевих циліндричних стаканів з подовжніми прорізами і кільцем, яке розміщене на внутрішній поверхні, а торцева поверхня циліндричного стакану забезпечена зовнішнім валиком.The construction of such a universal hinge assumes that the grooves of the head are directed perpendicular to the grooves of the clip, and the intermediate links are made in the form of metal cylindrical cups with longitudinal slots and a ring, which is placed on the inner surface, and the end surface of the cylindrical cup is equipped with an external roller.

Відоме технічне рішення забезпечує рівномірний розподіл навантажень на з'єднувальні ланки при великих с кутах перекосу осей взаємодіючих валів та поглинає частину динамічних навантажень, що збільшує плавність (У передачі моментів, що крутять.The known technical solution ensures uniform distribution of loads on the connecting links with large misalignment angles of the axes of the interacting shafts and absorbs part of the dynamic loads, which increases smoothness (in the transmission of torques.

Проте, позитивний ефект відомого технічного рішення знижується через наявність вільного простору уздовж осі паза голівки між зовнішнім валиком сполучної ланки і циліндричною поверхнею паза. У результаті цього недоліку конструкції, у момент дії ударних навантажень відсутня опорна поверхня з протилежної сторони дії ї-оі сили. Крім того, наявність на торцевій поверхні циліндричного стакану зовнішнього валику вимагає збільшення «- ширини пазу обойми, отже збільшення габаритів шарніру, а практично точковий контакт із стінками пазу створює концентрацію напруг і збільшення сил тертя, які прискорюють знос контактних поверхонь, особливо у моменти 09 прикладання ударних навантажень. Практично точкове торкання в поєднанні з великими зазорами між стінками (Се) пазу обойми і циліндричною поверхнею пружного елементу є причинами великих люфтів у шарнірі, щоHowever, the positive effect of the known technical solution is reduced due to the presence of free space along the axis of the groove of the head between the outer roller of the connecting link and the cylindrical surface of the groove. As a result of this design flaw, at the time of shock loads, there is no support surface on the opposite side of the force. In addition, the presence of an external roller on the end surface of the cylindrical cup requires an increase in the width of the groove of the clip, therefore, an increase in the dimensions of the hinge, and practically point contact with the walls of the groove creates a concentration of stresses and an increase in frictional forces, which accelerate the wear of the contact surfaces, especially at moments 09 of application shock loads. Practically point touching in combination with large gaps between the walls (Ce) of the groove of the clip and the cylindrical surface of the elastic element are the causes of large backlashes in the hinge, which

Зо неприпустимо при дії ударних навантажень. тIt is inadmissible under impact loads. t

Оскільки у дні пазу голівки по її центру виконане прямокутне заглиблення, де розташована хвостова частина пружного елементу такої ж форми, а від випадіння він фіксується відносно прямокутного заглиблення стрижнем, то у винаході реалізована схема роботи пружного елементу як консолі з жорстким закладенням в підставі, що « неприпустимо при наявності ударних навантажень. У поєднанні з циклічною дією ударних навантажень З 70 концентрація напружень в закладенні призводить до появи тріщин і руйнування пружного елементу. с Внаслідок різних пружних властивостей стінок пружного елементу і внутрішнього кільця, їх синхронна робота "з по деформаціях і переміщеннях неможлива, що призводить до виштовхування кільця з порожнини циліндра при ударних навантаженнях. Виріз під розміщення внутрішнього кільця ослаблює перетин працюючих на вигин стінок пружного елементу, створюючи концентрацію напружень, які сприяють руйнуванню в цьому перетині. 15 Подовжні прорізи в корпусі пружного елементу і внутрішнє кільце є антагоністами, оскільки виконують - протилежні функції. Прорізи зменшують жорсткість пружного елементу, а кільце її збільшує, що ускладнюєSince at the bottom of the groove of the head a rectangular recess is made in its center, where the tail part of the elastic element of the same shape is located, and it is fixed relative to the rectangular recess with a rod from falling out, the invention implements the scheme of the operation of the elastic element as a cantilever with a rigid embedment in the base, which " inadmissible in the presence of shock loads. In combination with the cyclic effect of shock loads C 70, the concentration of stresses in the laying leads to the appearance of cracks and the destruction of the elastic element. c As a result of the different elastic properties of the walls of the elastic element and the inner ring, their synchronous operation "z in terms of deformations and movements is impossible, which leads to the ring being pushed out of the cylinder cavity under impact loads. The cut-out for the placement of the inner ring weakens the intersection of the walls of the elastic element working to bend, creating the concentration of stresses that contribute to failure in this section. 15 Longitudinal slots in the body of the elastic element and the inner ring are antagonists, because they perform opposite functions. The slots reduce the stiffness of the elastic element, and the ring increases it, which makes it difficult

Ге») розрахунки пружних властивостей і досягнення позитивного результату.Ge") calculations of elastic properties and achieving a positive result.

Задачею винаходу є виключення умов для руйнування з'єднувальних пружних елементів шляхом їхThe task of the invention is to eliminate the conditions for the destruction of connecting elastic elements by means of them

Со самоустановки відносно контактних поверхонь. - 70 Поставлена задача вирішується тим, що в універсальному шарнірі, що включає обойму і голівку, забезпечені пазами, в яких рівномірно по колу розміщені з'єднувальні проміжні ланки, змонтовані з можливістю переміщення, с які виконані у вигляді пружних елементів, шарнірно закріплених в пазах голівки, пази обойми виконані по довжині обойми з осями, симетричними відносно центру шарніру, який відрізняється тим, що голівка виконана з зрізаних півсфер, по роз'єму яких в сферичних заглибленнях розташовані з можливістю повертання сферичні 99 корінні частини порожнистих з'єднувальних пружних елементів, при цьому одна з зрізаних півсфер містить отвірWith self-adjustment relative to the contact surfaces. - 70 The problem is solved by the fact that the universal hinge, which includes a clip and a head, is provided with grooves, in which connecting intermediate links are placed evenly around the circle, mounted with the possibility of movement, which are made in the form of elastic elements, hinged in the grooves heads, the grooves of the clip are made along the length of the clip with axes symmetrical with respect to the center of the hinge, which is distinguished by the fact that the head is made of truncated hemispheres, at the connector of which spherical recesses are located with the possibility of rotation spherical 99 root parts of hollow connecting elastic elements, while one of the cut hemispheres contains a hole

ГФ) з шліцьовими пазами, канали для мастила і отвори для кріплення, розміщені між сферичними заглибленнями, а т кільцева кришка по внутрішній поверхні кільця містить сферичний сегмент з ущільненням, при цьому з'єднувальні пружні елементи на циліндричних ділянках між подовжніми прорізами забезпечені плоскими гранями шириною рівною 2...5 товщин стінки корпусу, а вихідні отвори голівки виконані конусними. 60 При цьому, пружний елемент може бути виконаний з додатковими подовжніми прорізами у зоні плоских граней та вставкою у внутрішній порожнині.GF) with slotted grooves, lubrication channels and mounting holes placed between the spherical recesses, and the ring cover on the inner surface of the ring contains a spherical segment with a seal, while the connecting elastic elements on the cylindrical sections between the longitudinal slots are provided with flat faces of width equal to 2...5 thicknesses of the body wall, and the outlet holes of the head are conical. 60 At the same time, the elastic element can be made with additional longitudinal slits in the zone of flat faces and an insert in the inner cavity.

Виконання голівки з двох зрізаних півсфер дозволяє проточити півсферичні заглиблення при їх виготовленні і зібрати голівку в єдиний вузол з пружними з'єднувальними елементами за допомогою кріпильних деталей.Making the head from two truncated hemispheres allows you to drill hemispherical recesses during their manufacture and assemble the head into a single unit with elastic connecting elements using fasteners.

Сферичні корінні частини пружних елементів улоеможливлюють їх випадіння з пазів голівки при обертанні і в бо поєднанні з конусністю пазів голівки забезпечують можливість повороту, запобігаючи заклинюванню пружних елементів в процесі роботи механізму.The spherical root parts of the elastic elements make it possible for them to fall out of the grooves of the head during rotation and, in combination with the taper of the grooves of the head, provide the possibility of rotation, preventing jamming of the elastic elements during the operation of the mechanism.

Виконання у однієї із зрізаних півсфер осьового отвору з шліцьовими пазами дозволяє здійснити співвісне роз'ємне з'єднання з валом шпинделю, а отвори для деталей, що кріплять, забезпечують можливість збірки з другою зрізаною півсферою та кінцем валу шпинделю. Канали між шліцьовими пазами та днищами сферичних заглиблень забезпечують прохід мастила до деталей шарніру, що труться.A slotted axial hole in one of the truncated hemispheres allows for a coaxial detachable connection to the spindle shaft, and holes for fastening parts allow assembly with the second truncated hemisphere and the end of the spindle shaft. The channels between the slotted grooves and the bottoms of the spherical recesses ensure the passage of lubricant to the parts of the hinge that rub.

Виконання кільцевої кришки з сферичним сегментом, в зоні якого проточений кільцевий паз з ущільненням, дозволяє змонтувати сферичний шарнір голівки та обойми за допомогою кріпильних деталей та прокладок і забезпечити роботу шарніру без люфтів та заклинювань з герметизацією порожнини шарніру. 70 Виконання частин корпусу пружного елементу між подовжніми прорізами плоскими дозволяє збільшити площу контакту з боковими стінками паза обойми та знизити рівень контактних навантажень, що забезпечує збільшення терміну служби конструкції. Крім того, плоскі грані фіксують пружний елемент від провороту навкруги його подовжньої осі, орієнтуючи подовжні прорізи корпусу уздовж осі симетрії паза обойми. Плоскі контактні грані шириною менш двох товщин стінок пружного елементу недостатньо точно фіксують його від 7/5 провороту навкруги подовжньої осі, а шириною понад п'яти товщин стінок утворюють зайву площу контакту та збільшують нагрів при терті. Така конструкція з'єднувального пружного елементу завжди орієнтована перпендикулярно дії сил і напівциліндричні ділянки корпусу працюють як консолі до моменту змикання подовжніх кромок прорізів і, якщо навантаження росте, то корпус пружного елементу продовжує пружно деформуватися як овальний патрубок з більш жорсткими властивостями пружності, практично виконуючи функцію шпонки.The execution of the ring cover with a spherical segment, in the zone of which an annular groove with a seal is drilled, allows you to mount the spherical joint of the head and clamps with the help of fasteners and spacers and ensure the operation of the joint without backlash and jamming with sealing of the joint cavity. 70 Making the parts of the body of the elastic element flat between the longitudinal slots allows to increase the area of contact with the side walls of the groove of the clip and to reduce the level of contact loads, which ensures an increase in the service life of the structure. In addition, the flat faces fix the elastic element from turning around its longitudinal axis, orienting the longitudinal slots of the case along the axis of symmetry of the groove of the clip. Flat contact faces with a width of less than two wall thicknesses of the elastic element do not fix it accurately enough from 7/5 rotation around the longitudinal axis, and with a width of more than five wall thicknesses, they form an additional contact area and increase frictional heating. This design of the connecting elastic element is always oriented perpendicular to the action of the forces and the semi-cylindrical sections of the body work as cantilevers until the longitudinal edges of the slots are closed and, if the load increases, the body of the elastic element continues to elastically deform as an oval pipe with more rigid elastic properties, practically performing the function keys

Виконання пружного елементу з додатковими подовжніми прорізами у зоні плоских граней дозволяє регулювати властивості жорсткості пружного елементу у широких межах без зміни геометричних розмірів корпусу і марки сталі.The execution of the elastic element with additional longitudinal slits in the zone of flat faces allows you to adjust the stiffness properties of the elastic element within wide limits without changing the geometric dimensions of the case and the grade of steel.

Розміщення вставки у внутрішній порожнині підвищує рівень надійності роботи шарніру, гарантуючи неможливість руйнування пружного елементу при дії ударних навантажень будь якої величини. счPlacement of the insert in the inner cavity increases the level of reliability of the hinge, guaranteeing the impossibility of the elastic element being destroyed under impact loads of any magnitude. high school

Таким чином, сукупність ознак технічного рішення, що заявляється, надійно забезпечує ефективне поглинання ударного динамічного навантаження синхронно всіма сполучними ланками без їх поломок і і) заклинювань в умовах постійно мінливих кутів перекосу обойми щодо голівки шарніра в процесі обертання валів з максимальним рівнем надійності і довговічності роботи механізму, що недосяжне при використовуванні прототипу. «о зо За результатами розширеного пошуку по патентній і науково-технічній літературі у відповідних рубриках МПК і УДК сукупність істотних ознак, цілююм чи частково співпадаючих із тим, що заявляється і що дозволяє -- вирішувати поставлену задачу, не була виявлена в жодному технічному рішенні. Отже, винахід, що заявляється со відповідає критерію "новизна".Thus, the set of features of the proposed technical solution reliably ensures the effective absorption of shock dynamic load synchronously by all connecting links without their breakage and i) jamming in conditions of constantly changing skew angles of the clip relative to the hinge head during the rotation of the shafts with the maximum level of reliability and durability of work mechanism that is unattainable when using a prototype. According to the results of an extended search of the patent and scientific and technical literature in the relevant sections of the IPC and UDC, a set of essential features that completely or partially coincide with what is claimed and that allows solving the task was not found in any technical solution. Therefore, the claimed invention meets the "novelty" criterion.

З відомого рівня техніки сукупність істотних ознак технічного рішення, що заявляється, з очевидністю не ісе)From the known state of the art, the set of essential features of the claimed technical solution is obviously not

Зв Випливає. Отже, винахід, що заявляється, відповідає критерію "винахідницький рівень". ї-It follows. Therefore, the claimed invention meets the "inventive level" criterion. uh-

Винахід пропонується використовувати при виробництві шпинделів прокатних станів в умовах підприємстваThe invention is proposed to be used in the production of spindles of rolling mills in the conditions of the enterprise

Новокраматорський машинобудівний завод. Отже, пропонований винахід відповідає критерію "промислова застосовність".Novokramatorsk Machine-Building Plant. Therefore, the proposed invention meets the "industrial applicability" criterion.

Надалі винахід пояснюється докладним описом його конкретного виконання з посиланням на креслення. «In the following, the invention is explained by a detailed description of its specific implementation with reference to the drawings. "

На Фіг.1 зображений розріз універсального шарніра, на Фіг.2 розріз по А-А на Фіг.1ї1, на Фіг.З розріз пт») с універсального шарніру у робочому положенні з максимальним перекосом валів, на Фіг4 приведений вид з'єднувального пружного елементу з прорізами максимальної довжини, на Фіг.5 показані положення ;» з'єднувального пружного елементу в початковому положенні а) і під дією максимального динамічного навантаження б), на Фіг.б показаний пружний елемент з додатковими подовжніми прорізами, на Фіг.7 показаний пружний елемент з внутрішньою вставкою. -І Універсальний шарнір містить сполучну обойму 1 прокатного валку, сферичну обойму шарніру 2 з подовжніми пазами 3, зрізаних півсфер 4 та 5, сполучених кріпильними деталями 6 у вузол голівки шарніру, щоFig. 1 shows a section of the universal joint, Fig. 2 shows a section along A-A in Fig. 1-1, Fig. 3 shows a section of the universal joint in the working position with maximum misalignment of the shafts, Fig. 4 shows a view of the connecting elastic element with slots of the maximum length, Fig. 5 shows the positions;" of the connecting elastic element in the initial position a) and under the influence of the maximum dynamic load b), Fig. b shows an elastic element with additional longitudinal slots, Fig. 7 shows an elastic element with an internal insert. -I The universal joint contains a connecting collar 1 of the rolling roll, a spherical collar of the joint 2 with longitudinal grooves 3, truncated hemispheres 4 and 5, connected by fasteners 6 to the node of the head of the joint, which

Ме, містить рівномірно розміщені по колу конусні пази 7 з сферичними заглибленнями 8, в яких розміщені зMe, contains uniformly placed conical grooves 7 with spherical depressions 8, in which are placed with

Го! можливістю повороту корінні сферичні частини пружних з'єднувальних елементів 9. З'єднувальні пружні 5р елементи 9 виконані у вигляді порожнистих тіл обертання, які забезпечені подовжніми прорізами 10 і плоскими - контактними гранями 11. В зрізаних півсферах 4 і 5 рівномірно по колу між сферичними заглибленнями 8Go! with the possibility of rotation, the root spherical parts of the elastic connecting elements 9. The connecting elastic 5p elements 9 are made in the form of hollow bodies of rotation, which are provided with longitudinal slots 10 and flat - contact faces 11. In the cut hemispheres 4 and 5, evenly around the circle between the spherical depressions 8

Ф виконані отвори 12 для розміщення кріпильних деталей 6, а півсфера 5 додатково забезпечена отвором з шліцьовими пазами 13 по периметру для співвісного шліцьового з'єднання з валом шпинделя 14 і каналами 15 для подачі мастила на контактні поверхні шарніра, що труться. Кільцева кришка 16 на внутрішній поверхні ов Кільця містить сферичний сегмент з кільцевою проточкою 17, у якій розміщений елемент ущільнювача. Через отвори 18 кільцеву кришку 16 кріпильними деталями 19 сполучено з сферичною обоймою 2 шарніру таФ holes 12 are made for placing fastening parts 6, and the hemisphere 5 is additionally provided with a hole with splined grooves 13 along the perimeter for a coaxial splined connection with the spindle shaft 14 and channels 15 for supplying lubricant to the contact surfaces of the hinge that rub. The annular cover 16 on the inner surface of the ring contains a spherical segment with an annular groove 17, in which the sealing element is placed. Through the holes 18, the ring cover 16 is connected to the spherical bracket 2 of the hinge by fastening parts 19 and

Ф) сполучною обоймою 1 прокатного валку. Для забезпечення герметичності порожнини шарніру та необхідної ка рівномірності зазорів між контактними поверхнями сферичних частин шарніру, між торцевими поверхнями сферичної обойми 2 та прилеглими деталями 16 і 1 розміщені прокладки 20. во Для регулювання властивостей жорсткості пружного елементу та шарніру в цілому, у зоні плоских граней 11 можуть бути виконаю додаткові подовжні прорізи 21 (Фіг.б).F) connecting clip 1 rolling roll. To ensure the tightness of the hinge cavity and the necessary uniformity of the gaps between the contact surfaces of the spherical parts of the hinge, between the end surfaces of the spherical clip 2 and the adjacent parts 16 and 1, gaskets 20 are placed. In order to adjust the stiffness properties of the elastic element and the hinge as a whole, in the area of the flat faces 11 additional longitudinal slots 21 (Fig.b) can be made.

Для запобігання руйнуванню пружного елементу в його внутрішній порожнині може бути розміщено із зазором 22 вставку 23 у вигляді суцільного або полого стрижня (Фіг.7).To prevent the destruction of the elastic element in its inner cavity, an insert 23 in the form of a solid or hollow rod can be placed with a gap 22 (Fig. 7).

Ширина прорізів пружного елементу визначає і обмежує величину кута повороту р голівки відносно обойми 65 В радіальній площині шарніру у напрямку обертання. Обираючи ширину прорізів задають величину переміщень в шарнірі (оптимальні 1...3мм). Співвідношення довжини і ширини прорізів пружного елементу встановлюють залежно від рівня механічних властивостей металу і товщини стінки корпусу таким, щоб його деформація завжди була у пружній зоні. Як окремі випадки, пружний елемент може бути з прорізами без зазорів або без прорізів, але з максимально високою жорсткістю і необтимальною компенсацією ударних навантажень.The width of the slits of the elastic element determines and limits the amount of rotation angle p of the head relative to the clip 65 V in the radial plane of the hinge in the direction of rotation. When choosing the width of the slots, set the amount of movement in the hinge (optimal 1...3mm). The ratio of the length and width of the slits of the elastic element is set depending on the level of mechanical properties of the metal and the thickness of the casing wall so that its deformation is always in the elastic zone. As special cases, the elastic element can be with slots without gaps or without slots, but with the highest possible stiffness and the maximum compensation of shock loads.

Форма корпусу з'єднувального пружного елементу у вигляді тіла обертання є оптимальною по критерію простоти виготовлення і працездатності, поперечний перетин може бути і не круглим.The shape of the body of the connecting elastic element in the form of a body of rotation is optimal according to the criterion of ease of manufacture and workability, the cross section may not be round.

Універсальний шарнір працює наступним чином.The universal joint works as follows.

Передача моменту, що крутить від голівки шарніру до сферичної обойми здійснюється Через з'єднувальні пружні елементи 9 та пази З і 7. Унаслідок перекосу подовжніх осей голівки і вала шпинделя 14 відносно осей /о еферичної обойми 2 і сполучної обойми 1 на кут ж з максимальною величиною 25...302, в процесі обертання шарніру опорні сферичні поверхні голівки і обойми ковзають щодо один одного, а плоскі грані 11 з'єднувальних пружних елементів 9 ковзають по бічних поверхнях пазів З без деформації профілю, оскільки жорсткість корпуса з'єднувального пружного елементу розрахована на зусилля робочого діапазону крутячих моментів, що передаються, при яких з'єднувальні пружні елементи працюють як суцільний стрижень (шпонка).The torque transmission from the hinge head to the spherical collar is carried out through connecting elastic elements 9 and grooves Z and 7. As a result of the skewing of the longitudinal axes of the head and the spindle shaft 14 relative to the /o axes of the spherical collar 2 and the connecting collar 1 at an angle with the maximum value 25...302, during the rotation of the hinge, the supporting spherical surfaces of the head and the clamp slide relative to each other, and the flat faces 11 of the connecting elastic elements 9 slide along the side surfaces of the grooves C without profile deformation, since the rigidity of the body of the connecting elastic element designed for the forces of the working range of transmitted torques, in which the connecting elastic elements work as a continuous rod (key).

При передачі моментів, що крутять з ударним динамічним навантаженням, що виникає, наприклад, при задачі металу в прокатні валки, з'єднувальні пружні елементи 9 компенсують пікові перевантаження, деформуючись в пружних межах пропорційно енергії удару. Від ударного перевантаження голівка провертається відносно обойми на кут Д, як показано на Фіг.5, під дією пари сил Р, а корпус з'єднувального пружного елементу деформується і провертається в сферичних заглибленнях 8, самовстановлюючись по контактних майданчиках. Завдяки тому, що 2о з'єднувальні пружні елементи 9 встановлені в пазах З і 7 обойми і голівки без зазорів (люфтів), то навантаження сприймають всі з'єднувальні пружні елементи одночасно, внаслідок чого загальне навантаження розподіляється рівномірно на всі ланки шарніру, чим забезпечується плавність обертання та мінімальність вібрацій.During the transmission of twisting moments with impact dynamic load, which occurs, for example, when metal is placed in rolling rolls, connecting elastic elements 9 compensate for peak overloads, deforming within elastic limits in proportion to the impact energy. Due to shock overload, the head rotates relative to the clip to an angle D, as shown in Fig. 5, under the action of a pair of forces P, and the body of the connecting elastic element is deformed and rotated in the spherical recesses 8, self-aligning on the contact surfaces. Due to the fact that 2o connecting elastic elements 9 are installed in the grooves З and 7 of the clamp and head without gaps (backlashes), the load is received by all connecting elastic elements at the same time, as a result of which the total load is distributed evenly to all links of the hinge, which ensures smooth rotation and minimal vibrations.

Жорсткість кожного пружного елементу та їх кількість в шарнірі вибирають такими, щоб передавати заданий су робочий момент, що крутить, без деформації корпусів навіть в пружній області, але будь яке перевантаження понад заданий рівень починає компенсуватися роботою пружної деформації корпусу. Оскільки динамічні ударні і) навантаження короткочасні, то після зняття перевантаження накопичена енергія пружної деформації вивільнюється, стінки корпусу розпрямляються до початкового стану, провертаючи голівку відносно обойми в радіальній площині шарніру у зворотному напрямі пропорційно куту повороту, який був отриманий в результаті Ге) дії сили перевантаження, відновлюючи симетрію початкового положення. Якщо перевантаження довготривале, наприклад, в калібри задали метал з температурою нижчою від розрахункової, то пружні елементи спрацюють як - ресори, запобігши руйнування шпинделя. ее)The stiffness of each elastic element and their number in the joint are chosen so as to transmit the given torque, without deformation of the bodies even in the elastic region, but any overload above the given level begins to be compensated by the work of elastic deformation of the body. Since the dynamic shock i) loads are short-term, after removing the overload, the accumulated energy of elastic deformation is released, the walls of the case are straightened to their initial state, turning the head relative to the clip in the radial plane of the hinge in the reverse direction in proportion to the angle of rotation, which was obtained as a result of the action of the overload force Ge) , restoring the symmetry of the initial position. If the overload is long-term, for example, metal with a temperature lower than the calculated one was set in the gauges, then the elastic elements will work like springs, preventing the spindle from breaking. ee)

При дії аварійних ударних навантажень, які багаторазово більше за розрахунковий робочий рівень, стінки корпусів пружних елементів, пружно деформуючись, компенсують більшу частину пікового навантаження, однак ішUnder the action of emergency shock loads, which are many times greater than the calculated working level, the walls of the housings of elastic elements, elastically deforming, compensate for most of the peak load, however

Вигин і переміщення стінок у напрямку дії сили Р понад розрахункові величини може привести до пластичної ч- деформації корпусу, що запобігається внутрішньою вставкою, яка виконує функцію упору після переміщення стінки на ширину зазору, як показано на Фіг.7.Bending and moving the walls in the direction of force P beyond the calculated values can lead to plastic h-deformation of the body, which is prevented by an internal insert that performs the function of a stop after moving the wall to the width of the gap, as shown in Fig. 7.

Виконання з'єднувальних елементів пружними, вигідно відрізняє конструкцію шпинделю, що заявляється, від « інших конструкцій, де в якості з'єднувальних елементів використовують жорсткі кулі або ролики, які передають без поглинання всі види перевантажень на деталі шпинделю, останні, щоб уникнути руйнування, виготовляють - с масивними з багаторазовим запасом міцності, а даний винахід, завдяки ефекту компенсації динамічних ц навантажень, що реалізується конструкцією, забезпечує зменшення габаритів і маси шпинделю на 30...4095 та "» здешевлює його виготовлення.Making the connecting elements elastic favorably distinguishes the proposed spindle design from "other designs where hard balls or rollers are used as connecting elements, which transmit all kinds of overloads to the spindle parts without absorption, the latter, in order to avoid destruction, are made - with massive ones with a multiple safety margin, and this invention, thanks to the effect of compensation of dynamic loads realized by the design, provides a reduction in dimensions and mass of the spindle by 30...4095 and "» makes its manufacture cheaper.

Таким чином, винахід дозволяє ефективно пом'якшувати ударні динамічні перевантаження, а шарнірне самовстановлення з'єднувальних пружних елементів в пазах голівки у процесі роботи в будь-яких режимах -І виключає можливість їх руйнування, що підвищує надійність і довговічність роботи цього універсального шарніру порівняно з прототипом. (22) со Формула винахо й рму ду -Thus, the invention allows you to effectively mitigate impact dynamic overloads, and the hinged self-installation of connecting elastic elements in the grooves of the head during operation in any modes -And excludes the possibility of their destruction, which increases the reliability and durability of the work of this universal hinge compared to prototype (22) so Formula invented and rmu du -

Ф 1. Універсальний шарнір, що включає обойму і головку, забезпечені пазами, в яких рівномірно по колу розміщені з'єднувальні проміжні ланки, змонтовані з можливістю переміщення, які виконані у вигляді пружних елементів, шарнірно закріплених в пазах головки, пази обойми виконані по довжині обойми з осями, симетричними відносно центру шарніра, який відрізняється тим, що головка виконана із зрізаних півсфер, по розніму яких в сферичних заглибленнях розташовані з можливістю повертання сферичні корінні частини іФ) порожнистих з'єднувальних пружних елементів, при цьому одна із зрізаних півсфер містить отвір з шліцьовими км пазами, канали для мастила і отвори для кріплення, розміщені між сферичними заглибленнями, а кільцева кришка по внутрішній поверхні кільця містить сферичний сегмент з ущільненням, при цьому з'єднувальні пружні бо елементи на циліндричних ділянках між подовжніми прорізами забезпечені плоскими гранями шириною рівною 2-5 товщини стінки корпусу, а вихідні отвори головки виконані конусними. 2. Універсальний шарнір по п. 1, який відрізняється тим, що пружний елемент виконаний з додатковими подовжніми прорізами у зоні плоских граней та вставкою у внутрішній порожнині. б5Ф 1. A universal hinge, including a clip and a head, provided with grooves, in which connecting intermediate links are placed evenly around the circle, mounted with the possibility of movement, which are made in the form of elastic elements, hingedly fixed in the grooves of the head, the grooves of the clip are made along the length clamps with axes symmetrical with respect to the center of the hinge, which is characterized by the fact that the head is made of truncated hemispheres, on the connector of which the spherical root parts of hollow connecting elastic elements are located in the spherical recesses with the possibility of rotation, while one of the truncated hemispheres contains a hole with slotted km grooves, channels for lubrication and holes for fastening, placed between spherical depressions, and the ring cover on the inner surface of the ring contains a spherical segment with a seal, while the connecting elastic bo elements on the cylindrical sections between the longitudinal slots are provided with flat faces of equal width 2-5 of the thickness of the body wall, and the exit holes of the head not conical. 2. The universal joint according to item 1, which is characterized by the fact that the elastic element is made with additional longitudinal slots in the area of the flat faces and an insert in the inner cavity. b5