Соединение шарнирное: виды и назначение

От Masterweb

08.04.2017 02:16

Если электричество, например, стали применять сравнительно недавно, то механика сопровождает человечество тысячелетиями. Древние познания в этой области не уступают знаниям современности, хотя, конечно, технологии наших дней во многом изменились. Но элементарные законы кинематики, лежащие в основе всех механических процессов, актуальны и теперь. А также актуальны узлы связи и передачи между механическими элементами. Одним из таких узлов является шарнир.

Что такое шарнир

Шарниром называют пару кинематическую, один элемент которой совершает вращательное движение, поворачиваясь относительно второго элемента. Самым простым и повсеместно используемым шарниром является петля дверная. Отличительная особенность шарнирного соединения, которое используется в механике, — это возможность конструктивных частей, объединенных им, совершать угловое перемещение. В шарнирах не происходит передача изгибающего момента между частями конструкции.
В схемах и технических чертежах соединение шарнирное изображается в виде окружности небольшой в диаметре. Эта окружность может объединять два либо более элементов конструкции, иногда примыкать только к одной.
Если на изображение балки наложено изображение шарнира, значит, балка имеет составную конструкцию, собранную на шарнирах. Если шарнир только примыкает к ней на схеме, то такая балка является цельной, к ней подсоединен шарнир.

Виды шарнирных соединений

Если при помощи шарнира объединены не более двух элементов, то такое соединение получило название простой шарнир. Сложный шарнир предполагает взаимодействие трех и более элементов в одном узле.
Что такое шарнир неподвижный? Система, где вокруг шарнирной оси может быть осуществлен поворот стержня, но сама точка закрепления шарнира остается фиксированной. Подвижные – это такие связи, где и ось вращается на шарнире, и точка крепления шарнира может двигаться по направляющей.
Все шарниры классифицируются по возможному способу смещения друг относительно друга соединяемых деталей. Они бывают:

Цилиндрического поворота. Такая конструкция шарнира предполагает осуществление углового движения относительно оси общей для обоих звеньев.Шарового поворота. Угловое движение возможно вокруг общей точки.Карданного типа. Сложное соединение шарнирное, которое состоит из шарниров цилиндрических, пересеченных осями под прямым углом (крестовина). Они последовательно объединены в комбинацию с вилками ведущего и ведомого вала.Равных угловых скоростей (ШРУС). Конструкция сложная для передачи тяги и одновременного осуществления поворотных движений при поддержке одинакового вращательного момента между приводным и ведомым валом.

Жесткий шарнир

Жесткие шарнирные соединения представлены упругими полукарданными шарнирами. Это механизм, где крутящий момент от ведущего к ведомому валу, имеющих разный угол расположения, осуществляется деформацией звена их соединяющего. Звено упругое изготавливают из резины с возможным армированием.
Примером такого упругого элемента служит муфта Гуибо. Она имеет вид элемента шестигранной формы, в который вулканизированы вкладыши из металла. Муфта предварительно сжата. Такая конструкция отличается хорошим сглаживанием колебаний при кручении, а также стуков конструкции. Допускает сочленение валов с углом до 8 градусов расхождения и перемещении оси до 12 мм в обе стороны. Основная задача такого механизма – компенсировать неточности при монтаже.
К недостаткам узла можно отнести повышенный шум в работе, сложности в изготовлении и ограниченный срок службы.

Где применимо шарнирное соединение

Применить на практике соединение шарнирное возможно в соответствии с его степенью свободы. Сложный шарнир может иметь в узле до шести степеней свободы. Три степени приходятся на перемещение, а три на поворот. Чем больше степеней свободы, тем интереснее шарнир для процесса моделирования.
Простой цилиндрический шарнир распространен в бытовом и промышленном машиностроении: все виды дверных соединений, элементы сантехники (поворотные смесители), инструмент типа пассатижи, ножницы, любой, где смещаются плоские части и др.
Сферический (шаровой) шарнир используют в автомобилестроении в ходовом механизме, в пультах дистанционного управления, в машиностроении и робототехнике.
Кардан (шарнир Гука) в передаче вращательного движения от двигателя к заднему приводу автомобиля, от вала отбора мощности к навесному оборудованию в спецтехнике, везде, где передача идет между валами, расположенными под углом.
Подвижные шарнирные соединения типа ШРУС установлены в переднеприводных автомобилях.

Уход за узлом шарнирным

Шарниры являются элементами, которые подвержены механическому воздействию. Они претерпевают нагрузки в виде трения. Благодаря тому, что в современной конструкции шарниров применены подшипниковые узлы, трение значительно уменьшено. Но в процессе выработки смазочного материала увеличивается износ. Поэтому соединение шарнирное требует постоянной смазки.
В сложных шарнирах (автомобильный ШРУС), где применяются подшипниковые узлы открытого типа, фактором разрушающим является грязь и пыль. Они действуют как абразив и приводят к быстрому износу металла. В таких системах применяют защитные кожухи (пыльники), которые защищают весь шарнир в целом. Уход за такими узлами состоит в своевременной замене пыльников, так как резина имеет свойство разрушаться, также потребуется смазка шарнирных соединений.

Смазки, применяемые для шарнирных соединений

На основе лития. Надежные густые смазки, обладающие высокими консервационными характеристиками. Снижают нагрузки на узловые соединения до десяти раз. Нейтрализуют пыль и совместимы практически со всеми полимерными материалами для пыльников. Недостаток – имеют невысокую антикоррозионную защиту и разрушают некоторые пластики.На основе дисульфид молибдена. Смазки продолжительной службы до ста тысяч пробега. Отличные смазочные и антикоррозионные характеристики. Не разрушают пластики. Недостаток – при попадании влаги смазка утрачивает свои свойства.На основе бария. Хорошие смазки, обладающие достоинствами литиевых и дисульфид молибденовых. Также они не боятся влаги. Недостаток – разрушение при низких температурах и высокая цена.

Заключение

Не стоит забывать, что среди великого разнообразия механических конструкций с разными шарнирными связями и способами кинематической передачи главным механизмом является все же человеческий аппарат. Который, кстати, содержит 187 природных шарниров, именуемых суставами. Поэтому своевременно заботясь о технике и продлевая ей жизнь, человек позволяет ей облегчать нагрузки на наше тело – ведь его, согласитесь, нечем заменить.

Шарнирные соединения | Emco Wheaton Системы передачи жидкостей

Emco Wheaton предлагает широкий выбор самых современных шарнирных соединений, способных передавать широкий спектр газов, жидкостей и пищевых продуктов. Они могут использоваться в большом количестве средних, тяжелых и специализированных применений в таких отраслях промышленности, как химическая, нефтехимическая и нефтегазовая. Независимо от того, используете ли вы шарнирные соединения для систем трубопроводов или погрузочных манипуляторов, они обеспечивают гибкость и адаптивность, обеспечивая при этом безопасность и надежность.

 

 

Принцип работы шарнирных соединений Emco Wheaton

Шарнирные соединения используются для транспортировки жидкостей и газов между двумя частями оборудования и являются ключевым элементом погрузочных манипуляторов. Они представляют собой сочленения, позволяющие подвижно соединить две трубы в ситуациях, когда использование шланга невозможно. Шарнирные соединения обеспечивают мобильность и адаптивность, не снижая при этом безопасность и надежность трубопроводной системы.

Шарнирные соединения Emco Wheaton имеют внутреннюю и внешнюю части, соединенные одной или двумя встроенными шариковыми направляющими. Они снимают напряжение в трубопроводе и предотвращают изгибы, которые потенциально могут снизить поток или привести к разрыву трубы и утечке продукта. Когда несколько шарнирных соединений объединены вместе, они обеспечивают вращение на 360° во всех плоскостях.

Наши шарнирные соединения оснащены уплотнением, специфичным для конкретного изделия. Уплотнение прижимается к осевой уплотнительной поверхности посредством предварительного напряжения или с помощью пружины. Некоторые модели имеют прецизионно обработанные уплотнительные поверхности, покрытые нержавеющей сталью. Герметизация шарнирных соединений Emco Wheaton соответствует требованиям норм по охране окружающей среды.

В зависимости от обрабатываемой среды и конкретных технологических требований заказчика наши шарнирные соединения предлагаются в различных вариантах. Предлагаются различные материалы несущих частей изделий. Для того чтобы шарнирные соединения Emco Wheaton оптимизировали передачу жидкости или газа нашим клиентам, независимо от области применения, предлагаются индивидуальные опции.

 

Функции

возможность вращения на 360°

Шарнирные соединения Emco Wheaton имеют внутреннюю и внешнюю части, соединенные одной или двумя встроенными шариковыми направляющими. Они снимают напряжение в трубопроводе и предотвращают жесткие изгибы труб, которые потенциально могут снизить поток или привести к разрывам трубных соединений и утечкам рабочей среды. Когда несколько шарнирных соединений объединены вместе, они обеспечивают вращение трубы на 360° во всех плоскостях.

 

Уплотнение для конкретного продукта

Они оснащены специфическим для конкретного изделия уплотнением, которое прижимается к осевой уплотнительной поверхности посредством предварительного напряжения или с помощью пружины. Некоторые модели имеют прецизионно обработанные уплотнительные поверхности, покрытые нержавеющей сталью. Герметизация шарнирных соединений Emco Wheaton соответствует требованиям норм по охране окружающей среды.

 

Преимущества

• Выдающаяся многофункциональность — разработан для работы с различными жидкими и газовыми средами в многочисленных средних, тяжелых и специализированных приложениях.
• Превосходная адаптивность — может использоваться в различных конфигурациях, обеспечивая полное вращение во всех плоскостях.
• Эксплуатационная безопасность — обеспечивается закаленными, прецизионно отшлифованными шариковыми направляющими и усовершенствованными функциями защиты от протечек.
• Непревзойденная долговечность — гарантируется первоклассным дизайном, прочной конструкцией и использованием материалов высочайшего качества.
• Простота обслуживания — внутренний фланец позволяет заменить шаровые направляющие и уплотнение без демонтажа шарнирного соединения с трубопровода.
• Соответствие нормативным требованиям — производится в соответствии с нормативными требованиями к сочлененным трубопроводам. Они также могут быть адаптированы для соответствия другим конкретным законам.
  

   

Широкий спектр возможностей

Изготовленные из высококачественных материалов, включая углеродистую сталь, нержавеющую сталь и алюминий, шарнирные соединения Emco Wheaton разработаны для обеспечения максимальной безопасности и долговечности. Их точная грузоподъемность зависит от конкретного типа шарнирного соединения и характеристик конкретного применения. Предложение Emco Wheaton включает в себя:

• Шарнирные соединения для средних нагрузок — изготовлены из алюминия, с незакаленными шариковыми направляющими. Рассчитаны на умеренные нагрузки и предназначены для погрузочных манипуляторов автомобильных и железнодорожных цистерн, а также плавучих всасывающих систем.
• Шарнирные соединения для тяжелых условий эксплуатации — имеют внутренние фланцы, закаленные и полированные шариковые направляющие и уплотнительные поверхности из нержавеющей стали. Предназначен для использования в шарнирно-сочлененных трубопроводах всех видов.
• Шарнирные соединения для тяжелых условий эксплуатации с герметизированными шариковыми дорожками — обеспечивают защиту шариковых дорожек в случае утечки. Предназначены для шарнирных трубопроводов, работающих с коррозийными материалами.
• Шарнирные соединения для специальных тяжелых условий эксплуатации — подходят для трубопроводов особо опасных сред (включая криогенные продукты), к которым обычные металлы не устойчивы.

D2000

Шарнирное соединение D2000 разработано для оптимизации широкого спектра задач по обработке жидкостей. Обладая инновационной многослойной конструкцией, D2000 сочетает в себе высокую грузоподъемность с герметичностью для обеспечения максимальной эксплуатационной надежности. Компактные размеры и разнообразие предлагаемых материалов обеспечивают гибкость, позволяющую адаптировать D2000 для использования в широком спектре приложений.

D2000 PTFE

Шарнирное соединение D2000 PTFE предназначено для тяжелых условий эксплуатации и специализированных применений. На основе стандартного шарнирного соединения D2000 PTFE имеет конструкцию из углеродистой стали с тефлоновым покрытием. Это делает его идеальным для работы с чрезвычайно агрессивными продуктами.

Поворотные шаровые направляющие уплотнены двумя уплотнительными кольцами для предотвращения просачивания грязи или продукта. Порт обнаружения утечки обеспечивает четкую индикацию в случае нарушения или отказа уплотнения.

D0002

D0002 от Emco Wheaton — это тяжелое шарнирное соединение с одной направляющей, которое идеально подходит для большинства применений. Благодаря закаленной и полированной шаровой дорожке и уплотнительным поверхностям из нержавеющей стали, D0002 гарантирует точность и увеличивает срок службы даже при экстремальных нагрузках. Вертлюг D0002 выпускается из углеродистой и низкотемпературной стали и имеет рабочую температуру 25 бар, от -60 °C до +250 °C.

D1133

D1133 представляет собой компактное, малогабаритное решение практически для всех областей применения, связанных с перекачкой химических веществ. Основываясь на особенностях модели D0002, модель D1113 добавляет уплотненные шариковые направляющие для предотвращения попадания грязи или продуктов в шарикоподшипники. Благодаря полностью изготовленной из нержавеющей стали конструкции D1133 идеально подходит для работы с агрессивными средами.

D1010

Шарнирное соединение D1010 изготовлено из специального алюминиевого сплава. Поставляется без закаленных шариковых направляющих и подходит только для нормальных нагрузок. Благодаря выбранному сплаву алюминиевые шарнирные соединения не имеют особенно пластинчатых уплотнительных поверхностей.

Криогенные шарнирные соединения

Шарнирное соединение Emco Wheaton специально разработано для криогенных применений, таких как СПГ. Конструкция из высокопрочного сплава обеспечивает лучшие в своем классе показатели механической прочности при температурах до -196°C.

Шарнирные соединения — Вращающиеся соединения труб

Перейти к навигации Перейти к содержанию

• Измерение в резервуарах
• Промышленность
• Бренды
• О нас
  • Услуги
  • Галерея
• загрузок
• Контакт

Запросить предложение

Для чего используются шарнирные соединения?

Шарнирные соединения представляют собой детали, изготовленные с высокой точностью, которые используются для соединения и предотвращения изгибов в стационарных загрузочных шлангах, которые могут уменьшить поток, разорвать или разорвать, выбрасывая в воздух вредные химические вещества. Также известные как вращающиеся соединения труб, шарнирные соединения, которые вращаются на шарикоподшипниках, могут обеспечивать множество плоскостей вращения и снимать напряжение с производственной линии; будь то загрузочный рукав, труба или шланг.

Ваш поставщик шарнирных соединений

Компания Arm-Tex предлагает полную линейку шарнирных соединений труб от OPW Engineered Systems, FMC Chiksan, Excel, Dixon и Liquip, которые достаточно универсальны для применения в широком диапазоне областей применения, включая нефтяную, химическую , нефтехимическая, горнодобывающая, нефтеперерабатывающая, дистилляционная, пивоваренная, чернильная и лакокрасочная промышленность.

У нас есть различные материалы, размеры, стили и конфигурации наконечников от ведущих производителей OPW и FMC. Поскольку мы являемся прямыми дистрибьюторами этих производителей, мы можем предоставить вам быструю доставку и отличные цены. Когда качество и производительность имеют значение, обратитесь в компанию Arm-Tex, чтобы найти подходящие шарнирные соединения для вашего уникального применения. Выберите стандартное или изготовленное по индивидуальному заказу шарнирное соединение. Диапазоны давления до 20 000 фунтов на квадратный дюйм для углеродистой стали, латуни, нержавеющей стали, ковкого чугуна, алюминия, хастеллоя и множества других материалов практически для всех областей применения. Криогенные вертлюги доступны для загрузки или разгрузки ШФЛУ.

Нужна помощь в поиске шарнирного соединения для вашего специального применения? Наш знающий персонал по продажам всегда готов помочь. Свяжитесь с Arm-Tex сегодня, чтобы получить дополнительную информацию о шарнирных соединениях, которые мы носим, ​​или позвоните нам, чтобы получить помощь прямо сейчас.

Поворотные соединения систем загрузки Excel

Безопасно перекачивайте сыпучие газы и жидкости с помощью универсальных шарнирных соединений от Excel Loading Systems.

Узнать больше

Шарнирные соединения OPW

OPW производит шарнирные соединения для использования в нефтяной, химической и других отраслях промышленности!

Узнать больше

Шарнирные соединения FMC Chiksan

Компания FMC Technologies усердно работает над тем, чтобы вы получали именно те шарнирные соединения Chiksan®, которые вам нужны.

Узнать больше

Шарнирные соединения Chiksan высокого давления

Arm-Tex предлагает высококачественные шарнирные соединения высокого давления Chiksan для различных отраслей промышленности.

Узнать больше

Запросить цену

Поворотные соединения систем загрузки Excel

Безопасно перекачивайте сыпучие газы и жидкости с помощью универсальных шарнирных соединений от Excel Loading Systems.

Узнать больше

Шарнирные соединения OPW

OPW производит шарнирные соединения для использования в нефтяной, химической и других отраслях промышленности!

Узнать больше

Шарнирные соединения FMC Chiksan

Компания FMC Technologies усердно работает над тем, чтобы вы получали именно те шарнирные соединения Chiksan®, которые вам нужны.

Узнать больше

Шарнирные соединения Chiksan высокого давления

Arm-Tex предлагает высококачественные шарнирные соединения высокого давления Chiksan для различных отраслей промышленности.

Узнать больше

Что такое шарнирные соединения? | Выбор вращающихся соединений

Руководство по шарнирным соединениям: что это такое и как они работают

• 17 января 2021 г.

Что такое шарнирное соединение?

Шарнирные соединения, также известные как поворотные соединения, используются в приложениях, где требуется постоянная передача жидкости от стационарного источника к вращающемуся источнику без перекрестного загрязнения или утечки. В типичных приложениях используются шарнирные соединения, обеспечивающие вращение на 360 градусов и предохраняющие шланги от запутывания при повороте компонентов. В свою очередь, можно снять механические напряжения, возникающие в результате скручивания, изгиба и растяжения шланга.

Шарнирные соединения спроектированы для работы в широком диапазоне давлений и температур в различных условиях и средах. В соответствии с отраслевыми требованиями шарнирное соединение может иметь несколько проходов и может одновременно передавать различные типы жидкости с различными скоростями вращения. Как правило, по мере увеличения количества проходов размер увеличивается, а скорость снижается.

 

Как работает шарнир?

Шарнирные соединения бывают разных форм и размеров в зависимости от области применения и среды, в которой они работают. Хотя при проектировании следует учитывать внешние факторы, все шарнирные соединения состоят из двух основных компонентов: вала и корпуса.

Концепция вертлюга позволяет валу вращаться, в то время как корпус остается неподвижным. В валу просверлены отверстия разного размера и глубины, начиная с его верхней поверхности. Переменная глубина отверстия и маркировка определяют путь потока жидкости внутри вертлюга. Благодаря внутренней конструкции жидкость проходит через вал в шарнирное соединение и из него.

В корпусе предусмотрены обработанные каналы и канавки для облегчения перемещения жидкости внутри вертлюга и предотвращения перекрестных утечек. Пронумерованные маркировки находятся на поверхности внешнего диаметра корпуса, и такие же маркировки можно найти на верхней поверхности вала.

Эти числа определяют, где пользователь ожидает, что жидкость будет втекать/вытекать между валом и корпусом через обработанные внутренние каналы. Ряд тщательно отобранных внутренних компонентов устанавливается между валом и корпусом в определенных местах. К ним относятся уплотнения, стопорные кольца, уплотнительные кольца, износ, небольшие подшипники в определенных областях применения.

Выбор внутренних компонентов имеет жизненно важное значение при проектировании шарнирного соединения, поскольку особое внимание должно быть уделено допускам и внутренней конструкции канавок корпуса. Несоблюдение рекомендуемых требований к конструкции и механической обработке приводит к негерметичности компонентов.

Прохождение питания и сигналов иногда требуется для определенных приложений и отраслей. Токосъемные кольца могут быть объединены с шарнирным соединением посредством прохождения электрических кабелей внутри полого внутреннего диаметра вала.

 

Как выбрать шарнирное соединение?

В отличие от других вращающихся компонентов в тех же отраслях, шарнирное соединение в основном воспринимает внутренние нагрузки во время работы. Это прямой результат того, что жидкость под давлением течет внутри его внутренних компонентов. Для выбора подходящего шарнирного соединения необходимо учитывать множество влияющих факторов.

Фактором, наиболее влияющим на шарнирное соединение, является внутреннее уплотнение между валом и корпусом. На этапе механической обработки должны соблюдаться очень точные допуски, чтобы создать необходимые канавки для уплотнений и внутренних компонентов.

Уплотнения, уплотнительные кольца, компенсационные кольца и подшипники вставляются в эти внутренние канавки и должны выдерживать давление, создаваемое жидкостью Шарнирные соединения оцениваются изготовителем в соответствии с рекомендуемыми рабочими давлениями, температурами и скоростями.

Эти значения напрямую связаны с техническими характеристиками внутренних компонентов, допусками на геометрическую обработку и типом используемой жидкости. Для шарнирного соединения и его портов необходимо учитывать важные аспекты конструкции и пространства.

В зависимости от требований применения шарнирное соединение может иметь до 9 различных портов для подачи жидкости через различные проходы. Большее количество проходов приводит к значительному увеличению размера и материала.

Шарнирные соединения могут быть изменены по размеру и размерам портов в соответствии с требованиями применения. Ограничения по пространству, требования к нагрузке, рабочий цикл и окружающая среда — все факторы, которые учитываются при выборе соответствующего компонента 
В зависимости от поставленных требований Slewmaster сможет предоставить наилучшее решение, подходящее для конкретной области применения.

В большинстве случаев наши стандартные вертлюги, имеющиеся на складе, можно модифицировать, чтобы они подходили для вашего применения, и, если требуется, Slewmaster может предоставить вертлюг, изготовленный по индивидуальному заказу, который соответствует вашим потребностям. Кроме того, Slewmaster также может использовать перекрестные ссылки на шарнирные соединения других производителей и предоставить эквивалентное решение.

 

В каких областях используются шарнирные соединения?

Благодаря большому количеству пользовательских модификаций, которые можно применить к шарнирному соединению, его можно найти во многих областях применения. Вакуумные грузовики и краны, стрелы которых должны вращаться на 360 градусов с помощью поворотного привода, сталкиваются с проблемой изгиба и спутывания шлангов.

Внедрение шарнирных соединений в систему создает плавный поток жидкости для непрерывного вращения. Линии розлива используют шарнирные соединения для подачи жидкости в разные конечные точки. Конструктивные соображения учитывают различные вязкости жидкости для определения требований к рабочему давлению.

Фермерское и сельскохозяйственное оборудование использует шарнирные соединения несколькими способами, включая кормление стада и переработку отходов. Сварочные и роботизированные руки часто требуют электрического прохода, а токосъемные кольца используются для обеспечения мобильности и электрической передачи.

 

Как монтируется шарнирное соединение?

Осмотрите шарнирные соединения и убедитесь, что все соединения и проходы чистые и не имеют физических повреждений во время транспортировки.

При установке шарнирного соединения всегда следует использовать гибкое соединение/шланг. При монтаже шарнирного соединения убедитесь, что либо вал, либо корпус установлены таким образом, что допускает некоторое перемещение, чтобы компенсировать любое смещение или биение во время вращения. К неподвижной части поворотного соединения рекомендуется прикрепить стопорный рычаг.