RU2839631C1

RU2839631C1 - Connection of swinging parts

Info

Publication number: RU2839631C1
Application number: RU2024133387A
Authority: RU
Inventors: Алексей Иванович Серебрянский
Filing date: 2024-11-06
Publication date: 2025-05-06

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: connection of swinging parts includes female side lugs, shackle – male eye, shaft, two antifriction bushes and ratchet mechanisms of their forced fixation. Design includes spacer sleeve fixed relative to shackle. Two antifriction bushes feature tapered inner surfaces and cylindrical outer surfaces fitted in lateral lugs. Shaft is made composite in the form of two semi-axes, one of which has internal square blind hole and hexagonal external surface mating internal surface of the spacer bushing, and conical end surface mating internal conical surface of the antifriction bushing. Second semi-axle has outer square cross-section mating blind hole of mating semi-axle and taper end surface mating inner conical surface of appropriate antifriction bush.

EFFECT: providing automatic compensation of wear gaps and improving kinematic accuracy.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к цилиндрическим кинематическим парам с реверсивным вращательным движением, без ограничения угла поворота.The invention relates to mechanical engineering, in particular to cylindrical kinematic pairs with reversible rotary motion, without limiting the angle of rotation.

Известно шарнирное соединение, содержащее охватывающую проушину с двумя щеками, охватываемую проушину, соединительный палец, две втулки и два кольца с храповыми зубьями, разжимаемыми пружиной (SU Авторское свидетельство №1170204, кл. МПК F16C 11/06, бюл. №28 от 30.07.85). Недостатком такой конструкции являются невозможность автоматической компенсации износовых зазоров, невозможность автоматической регулировки посадки пар трения, а также пониженная кинематическая точность соединения за счет того, что зона трения ответна только охватываемой проушине и не распространяется на щеки охватывающей проушины.A hinged joint is known that contains a female eye with two cheeks, a male eye, a connecting pin, two bushings and two rings with ratchet teeth, expanded by a spring (SU Author's Certificate No. 1170204, IPC class F16C 11/06, Bulletin No. 28 of 30.07.85). The disadvantage of such a design is the impossibility of automatic compensation of wear gaps, the impossibility of automatic adjustment of the fit of friction pairs, as well as reduced kinematic accuracy of the joint due to the fact that the friction zone is responsive only to the male eye and does not extend to the cheeks of the female eye.

Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение автоматической компенсации износовых зазоров, автоматической регулировки посадки пар трения при одновременном исключении реверса при трении и повышение кинематической точности соединения качающихся деталей, что в совокупности приводит к увеличению надежности, долговечности и, как следствие, рабочего ресурса соединения качающихся деталей. Указанный технический результат достигается за счет того, что в конструкции предусмотрена распорная втулка, зафиксированная относительно серьги, две антифрикционные втулки выполнены с конусообразными внутренними поверхностями и цилиндрическими наружными, причем помещены они в боковые проушины, вал выполнен составным в виде двух полуосей, одна из которых имеет внутреннее квадратное глухое отверстие и шестигранную наружную поверхность, ответную внутренней поверхности распорной втулки, и коническую концевую поверхность, ответную внутренней конической поверхности антифрикционной втулки, а вторая полуось имеет наружное квадратное сечение, ответное глухому отверстию сопрягаемой полуоси, и коническую концевую поверхность, ответную внутренней конической поверхности соответствующей антифрикционной втулки, внутренние торцевые поверхности антифрикционных втулок взаимодействуют с храповым механизмом принудительной фиксации относительно серьги, а наружные цилиндрические поверхности втулок взаимодействуют с храповым механизмом принудительной фиксации относительно боковых проушин, причем этот механизм обеспечивает возможность перемещения в радиальном направлении конусных антифрикционных втулок.The technical result of the present invention is to provide automatic compensation of wear gaps, automatic adjustment of the fit of friction pairs while simultaneously eliminating reversal during friction and increasing the kinematic accuracy of the connection of swinging parts, which together leads to an increase in reliability, durability and, as a consequence, the working life of the connection of swinging parts. The specified technical result is achieved due to the fact that the design includes a spacer sleeve fixed relative to the shackle, two antifriction sleeves are made with conical inner surfaces and cylindrical outer surfaces, and they are placed in the side lugs, the shaft is made composite in the form of two half-axles, one of which has an inner square blind hole and a hexagonal outer surface, corresponding to the inner surface of the spacer sleeve, and a conical end surface, corresponding to the inner conical surface of the antifriction sleeve, and the second half-axle has an outer square section, corresponding to the blind hole of the mating half-axle, and a conical end surface, corresponding to the inner conical surface of the corresponding antifriction sleeve, the inner end surfaces of the antifriction sleeves interact with a ratchet mechanism of forced fixation relative to the shackle, and the outer cylindrical surfaces of the sleeves interact with a ratchet mechanism of forced fixation relative to the side lugs, and this mechanism provides the ability to move in radial direction of conical antifriction bushings.

На фиг. 1 представлено соединение качающихся деталей в разрезе в осевой плоскости, на фиг. 2 - левая полуось вала (2) и ее вид А, на фиг. 3 - правая полуось вала (3) и ее разрез Б, на фиг. 4 - распорная втулка (6), на фиг. 5 - пружинные односторонне направленные фиксаторы-блокировщики (9).Fig. 1 shows the connection of the swinging parts in section in the axial plane, Fig. 2 - the left half-axis of the shaft (2) and its view A, Fig. 3 - the right half-axis of the shaft (3) and its section B, Fig. 4 - the spacer sleeve (6), Fig. 5 - the spring-loaded one-way directed locking devices (9).

Соединение качающихся деталей содержит две охватывающие боковые проушины 1, вал, состоящий из левой полуоси 2 и правой полуоси 3, две антифрикционных втулки 4 с цилиндрической наружной и конической внутренней поверхностями, серьгу (охватываемую проушину) 5, в которую помещена распорная втулка 6, имеющая наружную и внутреннюю шестигранные поверхности, внутренние храповые механизмы блокировки вращения антифрикционных втулок 4 относительно серьги 5, состоящие из храповых колец 7, взаимодействующих с храповыми секторами 8 на торцевых поверхностях антифрикционных втулок 4, наружных храповых механизмов блокировки вращения антифрикционных втулок 4 относительно охватывающих боковых проушин 1, состоящих из пружинных односторонне направленных фиксаторов-блокировщиков 9 и храповых секторов 10 на части наружных цилиндрических поверхностях антифрикционных втулок 4, причем храповые зубья во внутренних и наружных механизмах блокировки имеют разное направление, поджимных компенсирующих пружин 11, боковых крышек 12, зафиксированных винтами 13.The connection of the swinging parts comprises two enclosing side eyes 1, a shaft consisting of a left half-shaft 2 and a right half-shaft 3, two antifriction bushings 4 with a cylindrical outer and conical inner surfaces, an earring (embraced eye) 5, into which a spacer sleeve 6 is placed, having outer and inner hexagonal surfaces, internal ratchet mechanisms for locking the rotation of the antifriction bushings 4 relative to the earring 5, consisting of ratchet rings 7 interacting with ratchet sectors 8 on the end surfaces of the antifriction bushings 4, external ratchet mechanisms for locking the rotation of the antifriction bushings 4 relative to the enclosing side eyes 1, consisting of spring-loaded one-way locking locks 9 and ratchet sectors 10 on a portion of the outer cylindrical surfaces of the antifriction bushings 4, wherein The ratchet teeth in the internal and external locking mechanisms have different directions, the compensating pressure springs 11, the side covers 12, fixed with screws 13.

Монтаж соединения качающихся деталей осуществляется следующим образом. Антифрикционные втулки 4 помещаются в охватывающие боковые проушины 1, распорная втулка 6, имеющая внутреннюю и наружную шестигранные поверхности (фиг. 4), помещается в серьгу 5, между распорной втулкой 6 и антифрикционными втулками 4 помещаются храповые кольца 7 с возможностью осевого перемещения по поверхности вала, входящее в зацепление с храповыми секторами 8 на торцевых сторонах антифрикционных втулок 4, причем центрирование храповых колец 7 относительно оси соединения качающихся деталей осуществляется поджимными компенсирующими пружинами 11, предварительно помещенными в соответствующие отверстия распорной втулки 6. Указанные детали соединяются левой полуосью вала 2 (фиг. 2) и правой полуосью вала 3 (фиг. 3), которые совмещаются друг с другом за счет наружного квадратного сечения концевой части правой полуоси вала 3, входящего в глухое отверстие в концевой части левой полуоси вала 2. Полуоси вала 2 и 3 совмещаются таким образом, что левая концевая часть левой полуоси вала 2 ответна внутренней конической поверхности антифрикционной втулки 4 и составляет с ней внутреннюю зону трения, а правая концевая часть левой полуоси вала 2 ответна внутренней шестигранной поверхности распорной втулки 6 и внутренним шестигранным поверхностям подвижных храповых колец 7. На части наружных цилиндрических поверхностей антифрикционных втулок 4 со стороны наружного торца выполнены храповые секторы 10, на внутренних поверхностях охватывающих боковых проушин 1 закреплены пружинные односторонне направленные фиксаторы-блокировщики 9, с возможностью заклинивания храпового механизма относительно охватывающих боковых проушин 1. Причем наружные храповые механизмы блокировки имеют разное направление храповых зубьев относительно внутренних храповых механизмов блокировки.The installation of the connection of the swinging parts is carried out as follows. The antifriction bushings 4 are placed in the enclosing side eyes 1, the spacer bushing 6, having internal and external hexagonal surfaces (Fig. 4), is placed in the earring 5, between the spacer bushing 6 and the antifriction bushings 4, the ratchet rings 7 are placed with the possibility of axial movement along the surface of the shaft, engaging with the ratchet sectors 8 on the end faces of the antifriction bushings 4, and the centering of the ratchet rings 7 relative to the axis of the connection of the swinging parts is carried out by the compression compensating springs 11, previously placed in the corresponding holes of the spacer bushing 6. The said parts are connected by the left half-shaft of the shaft 2 (Fig. 2) and the right half-shaft of the shaft 3 (Fig. 3), which are aligned with each other due to the outer square section of the end part of the right half-shaft of the shaft 3, entering the blind an opening in the end portion of the left half-shaft of shaft 2. Half-shafts 2 and 3 are aligned in such a way that the left end portion of the left half-shaft of shaft 2 matches the inner conical surface of the antifriction sleeve 4 and forms an internal friction zone with it, and the right end portion of the left half-shaft of shaft 2 matches the inner hexagonal surface of the spacer sleeve 6 and the inner hexagonal surfaces of the movable ratchet rings 7. Ratchet sectors 10 are made on part of the outer cylindrical surfaces of the antifriction sleeves 4 on the side of the outer end face, and spring-loaded one-way directed locking devices 9 are secured to the inner surfaces of the enclosing side lugs 1, with the possibility of jamming the ratchet mechanism relative to the enclosing side lugs 1. Moreover, the outer ratchet locking mechanisms have different directions of ratchet teeth relative to the inner ratchet locking mechanisms.

Соединение качающихся деталей работает следующим образом. При повороте серьги 5 относительно охватывающих боковых проушин 1 в одном направлении внутренние храповые механизмы блокировки, состоящие из храповых колец 7 и храповых секторов 8, не срабатывают за счет направления храповых зубьев, то есть храповые кольца 7 проскальзывают относительно храповых секторов 8 за счет осевого перемещения храповых колец 7, обеспеченных силами упругости поджимных компенсирующих пружин 11. При этом наружные храповые механизмы блокировки, состоящие из храповых секторов 10 и пружинных односторонне направленных фиксаторов-блокировщиков 9, входят в зацепление и фиксируют антифрикционные втулки 4 относительно охватывающих боковых проушин 1, за счет чего происходит проворачивание антифрикционных втулок 4 относительно вала, состоящего из левой полуоси 2 и правой полуоси 3, то есть процесс трения будет происходить между внутренней конической поверхностью антифрикционных втулок 4 и наружными коническими поверхностями полуосей вала 2 и 3. При обратном направлении поворота серьги 5 относительно охватывающих боковых проушин 1 за счет разного направления храповых зубьев во внутреннем механизме блокировки (храповые кольца 7 - храповые сектора 8) и наружном механизме блокировки (пружинные односторонне направленные фиксаторы-блокировщики 9 - храповые сектора 10) будет блокироваться внутренний храповый механизм блокировки, то есть храповые кольца 7 войдут в зацепление с храповыми секторами 8, за счет соответствующего направления храповых зубьев и сил упругости поджимных компенсирующих пружин 11, а наружные механизмы блокировки (пружинные односторонне направленные фиксаторы-блокировщики 9 - храповые сектора 10) разблокируются за счет обратного направления храповых зубьев, и свободные концы фиксаторов-блокировщиков 9, за счет их упругости, будут проскальзывать относительно храпового сектора 10. В результате чего серьга 5 и установленные в ней без возможности проворота распорная втулка 6, храповые кольца 7 и полуоси вала 2 и 3 будут увлекать антифрикционные втулки 4, и процесс трения будет происходить между наружной поверхностью антифрикционных втулок 4 и внутренней поверхностью охватывающих боковых проушин 1. Опционально в зону трения между охватывающими боковыми проушинами 1 и антифрикционными втулками 4 можно помещать какие-либо сменные втулки, оптимизирующие процесс трения и изнашивания. Автоматическая компенсация износа и оптимизация посадки в зоне трения обеспечивается коническими поверхностями внутренней зоны трения и силами упругости поджимных компенсирующих пружин 11, количество и диаметр которых может подбираться в зависимости от условий работы конкретного соединения качающихся деталей. Повышение кинематической точности соединения качающихся деталей достигается за счет разнесения зоны трения, относительно прототипа, из серьги 5 (охватываемой проушины) в боковые охватывающие проушины 1.The connection of the swinging parts works as follows. When the shackle 5 rotates relative to the enclosing side lugs 1 in one direction, the internal ratchet locking mechanisms, consisting of the ratchet rings 7 and the ratchet sectors 8, do not operate due to the direction of the ratchet teeth, that is, the ratchet rings 7 slip relative to the ratchet sectors 8 due to the axial movement of the ratchet rings 7, provided by the elastic forces of the compression compensating springs 11. In this case, the external ratchet locking mechanisms, consisting of the ratchet sectors 10 and the spring-loaded one-sided locking locks 9, engage and fix the antifriction bushings 4 relative to the enclosing side lugs 1, due to which the antifriction bushings 4 rotate relative to the shaft, consisting of the left half-shaft 2 and the right half-shaft 3, that is, the friction process will occur between the inner conical surface of the antifriction bushings 4 and the outer conical surfaces of the half-axles of the shaft 2 and 3. When the direction of rotation of the shackle 5 relative to the enclosing side eyes 1 is reversed, due to the different direction of the ratchet teeth in the internal locking mechanism (ratchet rings 7 - ratchet sectors 8) and the external locking mechanism (spring-loaded one-way locking devices 9 - ratchet sectors 10), the internal ratchet locking mechanism will be locked, that is, the ratchet rings 7 will engage with the ratchet sectors 8, due to the corresponding direction of the ratchet teeth and the elastic forces of the compression compensating springs 11, and the external locking mechanisms (spring-loaded one-way locking devices 9 - ratchet sectors 10) will be unlocked due to the reverse direction of the ratchet teeth, and the free ends of the locking devices 9, due to their elasticity, will slip relative to the ratchet sector 10. As a result, the earring 5 and the spacer sleeve 6, ratchet rings 7 and shaft half-axles 2 and 3 installed in it without the possibility of rotation will drag the antifriction bushings 4, and the friction process will occur between the outer surface of the antifriction bushings 4 and the inner surface of the enclosing side lugs 1. Optionally, any replaceable bushings can be placed in the friction zone between the enclosing side lugs 1 and the antifriction bushings 4, optimizing the friction and wear process. Automatic wear compensation and optimization of the fit in the friction zone is ensured by the conical surfaces of the inner friction zone and the elastic forces of the compression compensating springs 11, the number and diameter of which can be selected depending on the operating conditions of a specific connection of the swinging parts. An increase in the kinematic accuracy of the connection of the swinging parts is achieved by spreading the friction zone, relative to the prototype, from the earring 5 (the enclosed eye) to the lateral enclosing eyes 1.

Таким образом, в предложенной конструкции соединения качающихся деталей исключается влияние отрицательного эффекта реверса за счет разнонаправленных храповых наружных и внутренних механизмов блокировки, обеспечивается автоматическая компенсация износовых зазоров и оптимальная посадка за счет конических поверхностей в зоне трения и предусмотренного поджимающего механизма, повышается кинематическая точность за счет разнесения зоны трения из серьги в боковые охватывающие проушины. Все это приводит к стабилизации работы и увеличению рабочего ресурса соединения качающихся деталей.Thus, in the proposed design of the connection of the swinging parts, the influence of the negative effect of the reverse is eliminated due to the multidirectional ratchet external and internal locking mechanisms, automatic compensation of wear gaps and optimal fit are ensured due to the conical surfaces in the friction zone and the provided pressing mechanism, kinematic accuracy is increased due to the spread of the friction zone from the shackle to the lateral enclosing lugs. All this leads to stabilization of the operation and an increase in the working life of the connection of the swinging parts.

Claims

A connection of swinging parts comprising enclosing side eyes, a shackle (male eye), a shaft, two antifriction bushings and ratchet mechanisms for their forced fixation, characterized in that the design includes a spacer bushing fixed relative to the shackle, the two antifriction bushings are made with conical internal surfaces and cylindrical external surfaces, and they are placed in the side eyes, the shaft is made composite in the form of two half-axles, one of which has an internal square blind hole and a hexagonal external surface corresponding to the internal surface of the spacer bushing, and a conical end surface corresponding to the internal conical surface of the antifriction bushing, and the second half-axle has an external square section corresponding to the blind hole of the mating half-axle, and a conical end surface corresponding to the internal conical surface of the corresponding antifriction bushing, the internal end surfaces of the antifriction bushings interact with the ratchet a mechanism for forced fixation relative to the earring, and the outer cylindrical surfaces of the bushings interact with a ratchet mechanism for forced fixation relative to the side lugs, and this mechanism ensures the possibility of moving the conical antifriction bushings in the radial direction.