Карданный вал наземных транспортных средств

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ КАРДАННЫЙ ВАЛ НАЗЕМНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Белкард(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Белкард(57) 1. Карданный вал наземных транспортных средств, содержащий два шарнира, две концевые присоединительные вилки и механизм изменения длины карданного вала, отличающийся тем, что крепление карданного вала с агрегатами транспортного средства выполнено в шлицевых присоединительных концевых вилках при помощи быстросъемных шариковых элементов фиксации от осевых перемещений, а механизм изменения длины карданного вала выполнен в виде двух профилированных с профилем типа лимон наружной и внутренней труб, закрепленных на вилках пружинными штифтами. 2. Карданный вал по п. 1, отличающийся тем, что наружная и внутренняя профилированные с профилем типа лимон трубы механизма изменения длины выполнены с покрытием полимерным антифрикционным материалом.(56) 1. Никонов Н.Н. Трактор К-700. - М. Высшая школа, 1971.-С. 167-171. 2. Комбайн самоходный кормоуборочный КСК-100. Техническое описание и конструкция по эксплуатации. - Мн Полымя, 1985.- С. 94, 100 (прототип). 250 Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к изготовлению карданных валов, которые могут быть использованы в приводах сельскохозяйственных машин и ряде других машиностроительных предприятий. Известны конструкции карданных валов приводов сельскохозяйственных машин, в которых крепление карданного вала к агрегатам осуществляется фланец-вилками по плоской торцовой поверхности с центрирующим буртиком и отверстиями под крепежные болты, а механизм изменения длины карданного вала выполнен в виде шлицевого соединения, состоящего из шлицевого вала и шлицевой вилки 1. Недостатком известной конструкции является низкая долговечность шлицевого соединения, большая трудоемкость изготовления деталей, сборки, монтажа и демонтажа карданного вала, необходимость применения широкой номенклатуры карданных валов по длине в пределах одного типоразмера. Наиболее близким к предложенному является карданный вал, содержащий два шарнира, в котором крепление карданного вала к агрегатам осуществляется концевыми вилками со шлицевым соединением. Концевые присоединительные вилки фиксируются на шлицевых валах присоединительных агрегатов фиксатором,установленным в специальные отверстия вилок. Фиксатор удерживается цилиндрической пружиной с упорной шайбой. Механизм изменения длины карданного вала выполнен в виде прямобочного или эвольвентного шлицевого вала и шлицевой втулки. При этом шлицевое соединение выполнено открытым, т.е. без уплотняющих элементов, что обусловлено необходимостью больших осевых ходов 2. Недостатком этой конструкции также является низкая долговечность шлицевого соединения, большая трудоемкость изготовления деталей, сборки, монтажа и демонтажа карданного вала. Задачей полезной модели является повышение долговечности фиксирующих элементов присоединительных вилок, механизма изменения длины, снижение трудоемкости изготовления, сборки, монтажа и демонтажа карданного вала. Поставленная задача решается следующим образом. Согласно полезной модели карданный вал наземных транспортных средств содержит два шарнира, две концевые присоединительные вилки и механизм изменения длины карданного вала. Крепление карданного вала с агрегатами транспортного средства выполнено в шлицевых присоединительных концевых вилках при помощи быстросъемных шариковых элементов фиксации от осевых перемещений, а механизм изменения длины карданного вала выполнен в виде двух профилированных (профиль типа лимон) наружной и внутренней труб, покрытых антифрикционным материалом и закрепленных на вилках пружинными штифтами. Существенность отличий предлагаемой полезной модели от прототипа заключается в том, что крепление карданного вала на вале отбора мощности (ВОМ) транспортного средства и шлицевом вале приводного агрегата производится шлицевыми концевыми вилками с фиксацией от осевых перемещений быстросъемными шариковыми элементами, что значительно облегчает монтаж и демонтаж карданного вала (особенно важно для транспортных средств, агрегатируемых с различными типами сельскохозяйственных машин). Кроме того, фиксация быстросъемными элементами с тремя шариками позволяет обеспечить полную безопасность при работе карданного вала по сравнению с фланцевым креплением или креплением при помощи фиксатора в известных конструкциях, где приходится ежесменно проверять затяжку болтов и рабочее состояние фиксатора. К тому же нагрузка от воздействия осевых сил воспринимается тремя элементами (шариками), что позволяет значительно уменьшить их износ, а следовательно, и зазоры в сопряжении присоединительная вилка-шарик-шлицевый вал, которые приводят к разбиванию посадочных мест, обрывам присоединительных вилок и выходу карданного вала из строя. Крепление при помощи быстросъемных шариковых элементов имеет цилиндрическую форму, в которой отсутствуют выступающие части в отличие от крепления фиксатором в известной конструкции, что исключает возможность наматывания на карданный вал посторонних предметов при работе с агрегатируемыми сельскохозяйственными машинами. Корпус быстросъемного соединения выполнен из полимерных материалов, чем достигается значительное снижение трудоемкости при изготовлении. Механизм изменения длины карданного вала выполнен в виде профилированных наружной и внутренней труб, закрепленных на вилках при помощи пружинных штифтов, в отличие от обычного прямобочного или эвольвентного шлицевого соединения в известных конструкциях. Передача требуемого крутящего момента обеспечивается подбором труб по диаметру и толщине стенки и профилированием труб, обеспечивающим профиль типа лимон. Кроме того, профилированные трубы покрывают антифрикционным полимерным материалом, что обеспечивает высокую износостойкость и уменьшает коэффициент трения в 2-3 раза, снижает осевые нагрузки на подшипники шарниров, подшипниковые узлы приводимых агрегатов примерно на 50 . Это техническое решение требует минимального обслуживания механизма изменения длины в процессе эксплуатации. Применение профилированных труб позволяет сократить номенклатуру выпускаемых карданных валов в пределах одного типоразмера и выпускать один карданный вал с определенным размером по длине. В эксплуатации требуемый размер достигается обрезкой наружной и внутренней труб. 250 К тому же применение профилированных труб позволяет снизить трудоемкость изготовления и сборки карданных валов. Полезная модель поясняется чертежом. На фиг. 1 представлен продольный разрез карданного вала, на фиг. 2 - поперечный разрез быстросъемного шарикового элемента фиксации, на фиг. 3 - продольный разрез шарикового элемента фиксации, на фиг. 4 - поперечный разрез механизма изменения длины с профилированными наружной и внутренней трубами с профилем типа лимон, на фиг. 5 - шлицевый вал присоединяемых агрегатов. Карданный вал содержит два быстросъемных шариковых элемента фиксации 1, установленных на концевых шлицевых присоединительных вилках 2, и механизм изменения длины карданного вала, состоящий из профилированных наружной 3 и внутренней 4 труб, закрепленных на вилках пружинными штифтами 5 и покрытых полимерным антифрикционным материалом 6 (наружная труба 3 по внутреннему диаметру, внутренняя труба 4 по наружному диаметру). Быстросъемный элемент фиксации содержит три шарика 7,установленных в отверстиях 8 по впадинам шлицев присоединительной вилки 2, втулку 9, изготовленную из полимерных материалов с армированным упорным металлическим кольцом 14, запирающим шарики в исходном рабочем положении, обойму 10, являющуюся поддерживающим и направляющим элементом втулки 9 и упором пружины 11, пружину 11, фиксирующую втулку 9 с металлическим кольцом 14 по шарику 7 и служащую для возврата шариков в исходное рабочее положение после установки концевой присоединительной вилки на вал отбора мощности, шайбу 12 и стопорное кольцо 13, служащих для удержания втулки 9 с пружиной 11 на концевой присоединительной вилке 2. Карданный вал наземных транспортных средств работает следующим образом. При установке карданного вала на вал отбора мощности или вал приводимого агрегата присоединительная вилка 2 устанавливается на вал по шлицевому отверстию 15. При этом в исходном положении шарики 7 заперты по шлицевым пазам 16 присоединительной вилки 2 металлическим кольцом 14 втулки 9 и препятствуют установке присоединительной вилки на вал. Освобождение шариков 7 происходит нажатием втулки 9 в осевом направлении в сторону шарнира (усилие Р фиг. 3). При этом происходит сжатие пружины 11, втулка 9 с металлическим кольцом 14 уходит от соприкосновения с шариками 7. Шарики 7 под воздействием шлицев сопрягаемого вала расходятся в стороны, освобождают шлицевые пазы 16 и не препятствуют установке вилки 2. Как только шарики окажутся на уровне кольцевой канавки 17 на шлицевом вале соединяемого агрегата,они тут же опускаются в нее под воздействием пружины 11 и втулки 9. Втулка 9 возвращается в исходное положение, запирает шарики 7, которые фиксируют вилку от осевых перемещений. При демонтаже карданного вала повторяются те же действия. При движении транспортного средства на поворотах, по неровностям, при подъеме агрегатируемых машин происходит постоянное движение механизма изменения длины карданного вала. Наружная 3 и внутренняя 4 профилированные трубы совершают возвратно-поступательные движения в осевом направлении, вследствие чего возникают осевые усилия за счет трения в сопряжении. От осевых перемещений трубы на вилках закреплены пружинными штифтами 5, а снижение осевых усилий достигнуто покрытием рабочих поверхностей наружной 3 и внутренней 4 труб полимерным антифрикционным материалом 6. Кроме того, механизм изменения длины обеспечивает в процессе работы карданного вала передачу крутящего момента. Передача крутящего момента обеспечивается за счет придания трубам профиля типа лимон. При этом контур внутренней поверхности наружной трубы повторяет контур наружной поверхности внутренней трубы, что обеспечивает хорошее сопряжение труб. Если в процессе эксплуатации появляется необходимость укоротить карданный вал, то он рассоединяется по сопряжению наружная труба - внутренняя труба и трубы по торцам укорачиваются на необходимую длину. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.