Резинометаллический шарнир

(71) Заявитель Республиканское конструкторское унитарное предприятие ГСКБ по зерноуборочной и кормоуборочной технике(72) Авторы Дюжев Андрей Анисимович Соловей Николай Федорович(73) Патентообладатель Республиканское конструкторское унитарное предприятие ГСКБ по зерноуборочной и кормоуборочной технике(57) Резинометаллический шарнир, содержащий внутреннюю металлическую цилиндрическую втулку, наружную металлическую втулку с внутренней цилиндрической поверхностью и расположенную между ними резиновую втулку с симметрично расположенными формообразующими элементами, прикрепленную к внутренней втулке в процессе вулканизации, отличающийся тем, что торцовые поверхности резиновой втулки выполнены в виде тороидальных впадин, а на наружной цилиндрической поверхности на расстоянии 1/14-1/12 длины втулки от края выполнены выступы шириной 1/12-1/10 длины втулки с конической поверхностью, конусность которой равна 151, при этом конусная поверхность со стороны торцовой поверхности сопряжена с наружной цилиндрической поверхностью, а объем тороидальной впадины примерно равен объему выступа.(56) 1. Заявка на изобретение РФ 2000106905, МПК 16 1/38,16 27/02,16 33/04. Опубл. 20.07.1999. 2. Потураев В.Н., Дырда В.И. Резиновые детали машин. Изд. 2-е. - М. Машиностроение, 1977. - С. 69-70 (прототип). 1515 Полезная модель относится к машиностроению и может использоваться в конструкциях соединительных упругих звеньев механизмов, в частности в упругих подвесках различных вибрационных машин. Известен резинометаллический шарнир, содержащий две вложенные одна в другую цилиндрические втулки - наружную, наружная поверхность которой выполнена с возможностью скольжения, и внутреннюю, выполненную с возможностью фиксации на валу, при этом направляющие наружной поверхности внутренней втулки и внутренней поверхности наружной втулки выполнены криволинейными с взаимным сопряжением их кривизны,препятствующим возможности поворота одной втулки относительно другой, а между наружной поверхностью внутренней втулки и внутренней поверхностью наружной втулки выполнен зазор, который заполнен эластичным материалом 1. Недостатком данной конструкции является то, что кривизна поверхностей, сопряженных с эластичным материалом, приводит к наличию высоких остаточных напряжений в упругом материале после вулканизации, что является причиной его быстрого разрушения при эксплуатации. Наиболее близким техническим решением к предложенному является резинометаллический шарнир, содержащий внутреннюю металлическую цилиндрическую втулку, наружную металлическую втулку с внутренней цилиндрической поверхностью и расположенную между ними резиновую втулку с симметрично расположенными формообразующими элементами, прикрепленную к внутренней втулке в процессе вулканизации 2. Недостатком известного шарнира является возникновение высоких остаточных напряжений в резиновой втулке после вулканизации, выдавливание краев резиновой втулки за пределы металлических втулок при последующей запрессовке готового шарнира в шарнирный узел детали. В процессе эксплуатации данный шарнир может подвергаться деформации скручивания и действию осевых и радиальных сил. Возникновение неравномерного распределения краевых напряжений деформированного состояния резины, а также невозможность регулирования усилия сжатия резиновой втулки вдоль ее оси приводит к разрушению резиновой втулки. Задачей предлагаемой полезной модели является повышение долговечности и надежности резинометаллического шарнира. Поставленная задача достигается тем, что в резинометаллическом шарнире, содержащем внутреннюю металлическую цилиндрическую втулку, наружную металлическую втулку с внутренней цилиндрической поверхностью и расположенную между ними резиновую втулку с симметрично расположенными формообразующими элементами, прикрепленную к внутренней втулке в процессе вулканизации, торцовые поверхности резиновой втулки выполнены в виде тороидальных впадин, а на наружной цилиндрической поверхности на расстоянии 1/14-1/12 длины втулки от края выполнены выступы шириной 1/12-1/10 длины втулки с конической поверхностью, конусность которой равна 151, при этом конусная поверхность со стороны торцовой поверхности сопряжена с наружной цилиндрической поверхностью, а объем тороидальной впадины примерно равен объему выступа. Изложенная сущность предполагаемой полезной модели поясняется чертежами, на которых представлены Фиг. 1 - общий вид резинометаллического шарнира Фиг. 2 - внутренняя металлическая втулка и резиновая втулка в сборе. Резинометаллический шарнир содержит внутреннюю металлическую цилиндрическую втулку 1, наружную металлическую втулку 2 с внутренней цилиндрической поверхностью и расположенную между ними резиновую втулку 3 с симметрично расположенными формообразующими элементами, прикрепленную к внутренней втулке 1 в процессе вулканизации. Втулки 1, 2, 3 в сборе устанавливаются на металлическую ось 4 качания, и втулка 1 фиксируется на оси 4 гайкой 5 через шайбу 6. Перед установкой втулок 1 и 3 во втулку 2 резиновая втулка 3 имеет форму, изображенную на фиг. 2. Торцовые поверхности резиновой втулки 3 выполнены в виде тороидальных впадин 7, а на наружной цилиндрической поверхности на расстоянии а, равном 1/14-1/12 2 1515 длины А втулки 3 от края выполнены выступы 8 шириной в, равной 1/12-1/10 длины А втулки 3, с конической поверхностью, конусность которой равна 151. При этом конусная поверхность со стороны торцовой поверхности сопряжена с наружной цилиндрической поверхностью, а объем тороидальной впадины 7 примерно равен объему выступа 8. Основное назначение резинометаллического шарнира - соединение отдельных деталей машин и механизмов для устранения перекосов как осевых, так и радиальных, и гашение амплитуды колебаний. В процессе работы шарнир нагружается радиально и при совершении колебательных движений подвергается большим деформациям скручивания с одновременным осевым смещением. Резинометаллический шарнир работает следующим образом. Резиновая втулка 3 с прикрепленной в процессе вулканизации металлической втулкой 1 устанавливается на металлическую ось 4 качания и фиксируется на ней гайкой 5 через шайбу 6. При обжатии резиновой втулки 3 наружной металлической втулкой 2 осуществляется ее фиксация за счет сил трения. Передача возвратно - поступательного движения осуществляется втулкой 2 при ее вращении вокруг оси 4 качания. Причем, чем больше угол поворота втулки 2, тем выше деформация резиновой втулки, и большее количество тепла образуется в резине под действием динамических нагрузок (кручение, радиальная и осевая нагрузки). Резиновая втулка 3 работает без разрушений, если ее допускаемая деформация при динамических нагрузках находится в пределах /- 5-10 , и количество тепла, образующегося при деформации резины, равно количеству тепла, отдаваемого резиной наружу. В противном случае происходит разрушение резиновой втулки 3 за счет термической деструкции материала. По сравнению с прототипом заявляемый резинометаллический шарнир имеет следующие преимущества. При обжатии резиновой втулки 3 наружной металлической втулкой 2 часть резины выходит за пределы втулки 3 и заполняет объем тороидальной впадины 7. При этом деформированные выступы 8 компенсируют этот объем. Кроме того,выполнение выступа 8 с конической поверхностью гарантированно перераспределяет объем резины в нужном направлении. При этом напряжение сдвига и сжатия деформированного состояния резины распределяется равномерно по всему объему резины податливость резины по всей длине А резиновой втулки 3, и особенно по краям, характеризуется одной величиной, что, в свою очередь, обеспечивает равномерный процесс релаксации. Количество тепла, образовавшегося в процессе деформации резиновой втулки 3, равно количеству тепла, отдаваемому наружу. Таким образом, идет полная релаксация напряжений и не происходит термическая и механическая деструкция молекулярных цепочек. Моделирование работы заявляемого резинометаллического шарнира осуществлялось на опытно-промышленных образцах шарнира на испытательном стенде системы очистки зерноуборочных комбайнов. По результатам стендовых испытаний резинометаллический шарнир рекомендован к промышленному использованию в системе очистки зерноуборочных комбайнов КЗР-10 и КЗС-7, выпускаемых ПО Гомсельмаш, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения критерию промышленная применимость. Фиг. 1 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.