RU2080196C1 - Pivoting unit for spindle device - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: pivoting unit has nondetachable spider 1 with flats 2 on diametrically opposite pins 3 and clutch members 4 and 5 with nondetachable lugs 6 that embrace the bearing units mounted on pins and provided with radial members 7 and thrust members 8 as well as sealing members. Spider 1 is provided with hollows 16 at the tops of its base 15 that is made up as a parallelepiped. Hollows 16 are bounded with the lines of intersection of the parallelepiped with conical curved surfaces the axes of which are in a bisector plane between pins 3 of spider 1 at an angle to the diagonal of the parallelepiped. The cross-section of the spider in the plane is oval whose sizes do not exceed the sizes of the opening of lug 6 embracing bearing units 7. EFFECT: decreased sizes and mass. 5 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а точнее, к шарнирным узлам шпиндельных устройств. The invention relates to the field of engineering, and more specifically, to the hinged nodes of the spindle devices.

Наиболее эффективно изобретение может быть использовано в приводах различного оборудования для соединения валов с угловыми перекосами осей. The invention can be most effectively used in drives of various equipment for connecting shafts with angular distortions of axes.

Известен универсальный шпиндель. Known universal spindle.

Этот шпиндель содержит вал, крестовины и радиальные подшипники качения, причем крестовины снабжены самоустанавливающимися пятовыми опорами и установленными на них опорными подшипниками [1]
Недостаток этой конструкции заключается в том, что за счет выполнения крестовины с увеличением по длине шипами для установки на них уплотняющих колец диаметральные габариты шпинделя возрастают, при этом прочность крестовины из-за удлиненных шипов уменьшается.This spindle contains a shaft, crosses and radial rolling bearings, moreover, the crosses are equipped with self-aligning heel supports and thrust bearings mounted on them [1]
The disadvantage of this design is that due to the implementation of the cross with an increase in the length of the spikes for installation of sealing rings on them, the diametrical dimensions of the spindle increase, while the strength of the cross due to the elongated spikes decreases.

Использование крестовины с удлиненными шипами является вынужденным, поскольку выступы на вершинах основания крестовины рассматриваемый конструкции (как и всех известных подобных конструкций) препятствуют вхождению крестовины в отверстия проушин полумуфт при их сборке. Это происходит из-за того, что габаритные размеры основания крестовины (на котором выполнены ее шипы), имеющей форму параллелепипеда, превышают размеры пропускного сечения отверстия проушины, в которое крестовина вводится при сборке. The use of a cross with elongated spikes is necessary, since the protrusions on the tops of the base of the cross of the structure in question (as well as all known similar structures) prevent the cross in the holes of the eyes of the coupling halves when assembling them. This is due to the fact that the overall dimensions of the base of the cross (on which its spikes are made), having the shape of a parallelepiped, exceed the dimensions of the passage section of the eyelet hole into which the cross is inserted during assembly.

В результате нагрузочная способность и ресурс полумуфт не доиспользуется и в целом нагрузочная способность и ресурс универсального шпинделя уменьшены по их величине, определяемых геометрическими и прочностными параметрами крестовины. As a result, the load capacity and resource of the coupling halves are not used up and, on the whole, the load capacity and resource of the universal spindle are reduced in value, determined by the geometric and strength parameters of the cross.

Из известных шарнирных узлов шпиндельных устройств наиболее близким по технической сущности является шпиндель на подшипниках качения для прокатных станов [2]
Этот шпиндель содержит неразъемную крестовину с лысками на диаметрально расположенных шипах и полумуфты с неразъемными проушинами, охватывающими установленные на шипах крестовины подшипниковые узлы с радиальными и упорными элементами.Of the known hinge assemblies of spindle devices, the closest in technical essence is a spindle on rolling bearings for rolling mills [2]
This spindle contains a one-piece cross with flats on diametrically spaced spikes and half-couplings with one-piece lugs covering bearing assemblies with radial and thrust elements mounted on the spikes of the cross.

Недостаток известной конструкции шпинделя заключается в том, что его диаметральные габариты увеличены из-за невозможности введения при сборке в отверстия проушин вилок крестовины, имеющей выступающие пирамидальные вершины на ее основании (несущем четыре полуоси), в местах, свободных от тела полуосей. A drawback of the known spindle design is that its diametrical dimensions are increased due to the impossibility of introducing, when assembling into the holes of the eyes, forks of a cross with protruding pyramidal tops on its base (bearing four half shafts), in places free from the body of the half shafts.

Это происходит из-за того, что габаритные размеры основания крестовины с учетом указанных пирамидальных вершин (в. том чичле и в биссекторной плоскости между полуосями) превышают пропускные размеры входного отверстия проушины вилки. This is due to the fact that the overall dimensions of the base of the cross, taking into account the indicated pyramidal peaks (including and in the bisector plane between the half shafts) exceed the throughput dimensions of the inlet of the fork eye.

Другим недостатком известной конструкции является уменьшенная нагрузочная способность шпинделя, ограничиваемая прочность крестовины, форма которой не может быть приближена к форме свободного объема пространства между вилками по их внутренним размерам из-за невозможности обеспечения при этом ее собираемости с вилками. Another disadvantage of the known design is the reduced load capacity of the spindle, the limited strength of the cross, the shape of which cannot be approximated to the shape of the free volume of the space between the forks in their internal dimensions due to the impossibility of ensuring at the same time its collectability with the forks.

Техническим результатом настоящего изобретения является уменьшение диаметральных габаритов шпинделя, а также динамических нагрузок при требуемой прочности крестовины и обеспечении крестовины с проушинами полумуфт. The technical result of the present invention is to reduce the diametrical dimensions of the spindle, as well as dynamic loads with the required strength of the cross and providing a cross with the eyes of the coupling halves.

Технический результат настоящего изобретения достигается тем, что в шарнирном узле шпиндельного устройства, содержащем неразъемную крестовину с лысками на диаметрально расположенных шипах и полумуфты с неразъемными проушинами, охватывающими установленные на шипах подшипниковые узлы с радиальными и упорными элементами и узлами уплотнений, согласно изобретению крестовина снабжена выемками на вершинах ее основания, имеющего форму параллелепипеда, при этом выемки ограничены линиями пересечения параллелепипеда с коническими криволинейными поверхностями, оси которых расположены в биссекторной плоскости между шипами крестовины с наклоном относительно диагонали параллелепипеда, причем сечение крестовины в указанной плоскости имеет овальную или близкую к ней форму многоугольника, габаритные размеры которого не превышают размеры отверстия проушины, охватывающего подшипниковые узлы. The technical result of the present invention is achieved by the fact that in the hinge assembly of the spindle device containing an integral cross piece with flats on diametrically spiked studs and half couplings with integral eyelets covering bearing assemblies mounted on spikes with radial and thrust elements and seal assemblies, according to the invention, the cross piece is provided with recesses the vertices of its base, having the shape of a parallelepiped, while the recesses are limited by the lines of intersection of the parallelepiped with conical curvatures ynymi surfaces whose axes are located in the bisector plane between the spines cross inclined relative to the diagonal of the parallelepiped, the cross-section in said plane has an oval or close to it a polygonal shape, dimensions which do not exceed the dimensions of eyelet holes covering bearing assemblies.

Такое конструктивное выполнение шарнирного узла шпиндельного устройства позволяет уменьшить диаметральные габариты шпинделя, что увеличивает его нагрузочную способность и уменьшает маховую массу, а также динамические нагрузки при требуемой прочности крестовины и обеспечении ее собираемости с проушинами полумуфт. При наибольшем приближении ее формы к размерам, определяемым свободным пространством между проушинами полумуфт в их поперечном центральном сечении. Such a constructive implementation of the hinge assembly of the spindle device allows to reduce the diametrical dimensions of the spindle, which increases its load capacity and reduces flywheel mass, as well as dynamic loads with the required strength of the cross and ensuring its collection with the eyes of the coupling halves. With the closest approximation of its shape to the dimensions determined by the free space between the eyes of the coupling halves in their transverse central section.

Указанные габаритные размеры сечения крестовины обусловлены тем, что при их превышении сравнительно с размерами отверстия проушины, охватывающего подшипниковые узлы, введение крестовины в полумуфты невозможно. The indicated overall dimensions of the cross-section of the cross are due to the fact that when they are exceeded in comparison with the dimensions of the hole of the eye covering the bearing units, it is impossible to introduce the cross into the coupling halves.

На фиг. 1 изображен шарнирный узел шпиндельного устройства; на фиг. 2 - сечение A-A на фиг. 1 на фиг. 3 узел 1 на фиг. 2; на фиг. 4 крестовина (позиция на фиг. 2); на фиг. 5 сечение Б-Б на фиг. 4. In FIG. 1 shows a hinge assembly of a spindle device; in FIG. 2 is a section A-A in FIG. 1 in FIG. 3 node 1 in FIG. 2; in FIG. 4 cross (position in Fig. 2); in FIG. 5, section BB in FIG. 4.

Шарнирный узел шпиндельного устройства состоит из неразъемной крестовины 1 с лысками 2 на диаметрально расположенных шипах 3 и полумуфт 4, 5 с неразъемными проушинами 6, охватывающими установленные на шипах 3 подшипниковые узлы с радиальными 7 и упорными 8 элементами, стаканы 9 с крышками 10 и узлами уплотнений 11, 12, 13, 14. На вершинах основания 15 крестовины 1 выполнены выемки 16, имеющие форму параллелепипеда с коническими криволинейными поверхностями, оси 17 которых расположены в биссекторной плоскости между шипами 3 крестовины 1 с наклоном относительно диагонали параллелепипеда. Сечение крестовины 1 в указанной плоскости имеет овальную или близкую к ней форму многоугольника, габаритные размеры которого не превышают пропускные размеры отверстия Г проушины 6, охватывающего подшипниковые узлы 7. The hinge assembly of the spindle device consists of an integral crosspiece 1 with flats 2 on diametrically located studs 3 and half couplings 4, 5 with integral eyes 6, covering bearing assemblies with radial 7 and thrust 8 elements mounted on spikes 3, cups 9 with covers 10 and seal assemblies 11, 12, 13, 14. At the tops of the base 15 of the crosspiece 1, recesses 16 are made having a parallelepiped shape with conical curved surfaces, the axes 17 of which are located in the bisector plane between the spikes 3 of the crosspiece 1 with an inclined angle tionary diagonal box. The cross section of the cross 1 in the indicated plane has an oval or close to it polygon shape, the overall dimensions of which do not exceed the throughput sizes of the hole G of the eye 6, covering the bearing assemblies 7.

При изготовлении (или монтаже) сборка шарнирного узла шпиндельного устройства производится следующим путем: заводят один из шипов 3 крестовины 1 в отверстие Г проушины 6 полумуфты 5. При этом диаметрально расположенные лыски 2 крестовины 1 скользят одна по цилиндрической поверхности отверстия Г проушины 6, другая по внутренней плоскости Д противоположной проушины 6, полумуфты. Основание 15 крестовины 1, имеющее выемки 16, выполненные на его вершинах, и имеющие размеры, не превышающие пропускные размеры отверстия Г, также частично заводится в это отверстие, что способствует окончательному входу крестовины 1 и ее размещению в отверстиях Г проушин 6 полумуфт 5. После завода крестовины производится дальнейшая сборка всего шарнирного узла: вводят стаканы 9 с уплотнениями 12, 13, 14, устанавливают подшипниковые узлы 7 и 8 с уплотнением 11, закрепляют крышкам 10. In the manufacture (or installation), the assembly of the hinge assembly of the spindle device is carried out in the following way: insert one of the spikes 3 of the crosspiece 1 into the hole G of the eye 6 of the coupling half 5. In this case, the diametrically located flats 2 of the crosspiece 1 slide one along the cylindrical surface of the hole G of the eye 6, the other along the inner plane D of the opposite eye 6, the coupling half. The base 15 of the crosspiece 1, having recesses 16 made on its tops and having dimensions not exceeding the passage sizes of the hole G, also partially winds up in this hole, which contributes to the final entrance of the crosspiece 1 and its placement in the holes G of the eyes 6 of the coupling halves 5. After The crosspiece plant further assemblies the entire hinge assembly: introduce cups 9 with seals 12, 13, 14, install bearing assemblies 7 and 8 with seal 11, and fix the covers 10.

В таком виде шарнирный узел готов к эксплуатации в приводе агрегата. In this form, the hinge assembly is ready for operation in the drive unit.

Предложенный шарнирный узел шпиндельного устройства по сравнению с известными позволяет уменьшить диаметральные габариты шпинделя, что увеличивает его нагрузочную способность и уменьшает маховую массу, а также динамические нагрузки при требуемой прочности крестовины и обеспечении собираемости крестовины с проушинами полумуфт. The proposed hinge assembly of the spindle device in comparison with the known ones allows to reduce the diametrical dimensions of the spindle, which increases its load capacity and reduces the flywheel, as well as dynamic loads with the required strength of the cross and ensuring the collectability of the cross with the eyes of the coupling halves.

Claims (1)

Шарнирный узел шпиндельного устройства, содержащий неразъемную крестовину с лысками на диаметрально расположенных шипах и полумуфты с неразъемными проушинами, охватывающими установленные на шипах подшипниковые узлы с радиальными и упорными элементами и узлами уплотнений, отличающийся тем, что крестовина снабжена выемками на вершинах ее основания, имеющего форму параллелепипеда, при этом выемки ограничены линиями пересечения параллелепипеда с коническими криволинейными поверхностями, оси которых расположены в биссекторной плоскости между шипами крестовины с наклоном относительно диагонали параллелепипеда, причем сечение крестовины в указанной плоскости имеет овальную или близкую к ней форму многоугольника, а размеры отверстия проушины, охватывающего подшипниковые узлы, превышают габаритные размеры сечения крестовины. A hinge assembly of a spindle device, comprising a one-piece cross with flats on diametrically spiked studs and half-couplings with one-piece eyes covering bearing assemblies with radial and thrust elements and seal assemblies, characterized in that the crosspiece is provided with recesses on the tops of its parallelepiped base , while the recesses are limited by the lines of intersection of the parallelepiped with conical curved surfaces, the axes of which are located in the bisector plane between the spikes of the cross with an inclination relative to the diagonal of the parallelepiped, with the cross section of the cross in the indicated plane having an oval or close to it polygon shape, and the dimensions of the eye hole covering the bearing assemblies exceed the overall dimensions of the cross section.

Images