专利名称：铰链机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连接结构,尤其涉及一种铰接的铰链机构。
背景技术：
挖掘机工作装置的动臂、斗杆、铲斗及平台要连接在一起并可以自由的转动的话，必须依靠铰链机构进行连接来实现；目前大多数挖掘机工作装置的铰链机构是这样的两个单独的构件上都有一个圆孔与销轴配合连接在一起的，其中一个构件与销轴固定，此构件与销轴不发生相对转动的，另一个构件与销轴必须要有相对的转动，此铰链机构的销轴不能自主地选择相对于哪个构件进行转动，销轴也不能进行轴向方向的短距离移动。例如铲斗与销轴用装配方式固定在一起，铲斗转动时销轴也跟着转动，其中销轴必须与斗杆有相对的转动；但这种结构存在如下缺点一、挖掘机工作装置在工作时，铲斗转动时，销轴也跟着要转动；此时销轴相对于斗杆要进行相对的转动；因工作时销轴与斗杆之间存在着 很大的径向力，销轴与斗杆的配合接触表面也存在着一定的粗糙度，即转动时有阻力扭矩存在，其销轴要相对于斗杆要进行相对的转动，必须要克服斗杆对销轴的阻力扭矩；当润滑性不足时，其阻力扭矩会大大的增加，这样铲斗上固定销轴的定位套圆孔或销轴的压板就被斗杆阻力扭矩长时间的持续冲击而使定位套的圆孔变成椭圆形状或使销轴的压板疲劳开裂；而斗杆上的衬套也被快速的磨损，而使整个铰链机构变得松动、嘈杂，从而影响工作效率或报废。二、受偏载力工作时，铲斗就会相对于斗杆有轴向移动的趋势，而斗杆的外端面可以限制住铲斗的轴向移动趋势；但铲斗内端面与斗杆外端面是有装配间隙或磨损间隙的存在，所以铲斗会相对于斗杆向左或右移动一定的距离(间隙距离)，直到与斗杆外端面接触为止。同时在间隙距离移动的过程中销轴相对于对斗杆衬套也进行了轴向移动，由于摩擦力的存在，所以铲斗在进行轴向移动的同时，销轴也对斗杆的衬套有轴向力的作用；当润滑不良时，销轴对斗杆衬套的轴向力的作用是很大的，经过长时间循环地对斗杆衬套的移动及摩擦，斗杆的衬套就会松动及磨损而脱落。所以这种铰链机构的缺点是使用寿命短，其润滑条件要求高，衬套容易磨损、松动外窜；销轴的固定压板容易变形或开裂或铲斗的固定销轴的定位套容易损坏。
发明内容
本发明的目的在于针对现有铰链机构中销轴与两个铰接件中之一固定连接而造成销轴与另一部件间的磨损严重的缺点而提供一种可降低销轴与两铰接部件间磨损的铰链机构。本发明为实现其发明目的所提供的技术方案是这样的构造一种铰链机构，其包括第一铰接件、第二铰接件、销轴，第一铰接件包括左铰接座和右铰接座，左铰接座上设有左圆孔，右铰接座上设有右圆孔，第二铰接件位于左铰接座和右铰接座之间，第二铰接件上设置有中圆孔，左圆孔、中圆孔、右圆孔同轴设置，在左圆孔内过盈配合设置有左衬套，右圆孔内过盈配合设置有右衬套，中圆孔内过盈配合设置有中衬套，销轴插套在左衬套、中衬套、右衬套的内孔中且与各衬套间隙配合，左衬套、右衬套、中衬套的内孔直径相等，在左铰接座的左外侧设置有防止销轴从左衬套左端脱落出的左限位装置，在右铰接座的右外侧设置有防止销轴从右衬套右端脱落出的右限位装置。在本发明中，销轴没有与任何一个铰接构件固定连接，即其可以自由地相对于左衬套和右衬套转动，也可以相对于中衬套转动；销轴相对于哪个衬套转动，取决于衬套与销轴之间的旋转阻力大小；若左衬套和右衬套与销轴之间的旋转阻力小于中衬套与销轴之间的旋转阻力，则销轴相对于中衬套不转，而相对于左衬套和右衬套转动，反之则相对于中衬套转动而相对于左衬套和右衬套不转动，因此销轴总是自动选择旋转阻力较小的铰接构件转动，从而减小销轴与衬套之间的磨损；另外相对于现有技术中销轴与第一铰接件、第二铰接件中之一固定连接相比，本发明中增加了衬套，使销轴与所有衬套接触的总面积增加，从而可提高衬套的使用耐久性。在本发明中，左限位装置与销轴的左端头之间具有轴向左间隙，右限位装置与销轴的右端头之间具有轴向右间隙。轴向左、右间隙使销轴相对于衬套有一定的左右轴向自由移动的距离；使得在发生偏载时降低销轴作用在衬套上的轴向作用力，从而降低衬套相对于各对应圆孔松动而外窜的可能性。 在本发明中，左衬套的左端与左限位装置接触连接，右衬套的右端与右限位装置接触连接。在本发明中，左间隙内还可以设置左复位弹簧，左复位弹簧的右端与销轴的左端接触连接，左复位弹簧的左端与左限位装置接触连接，右间隙内设置右复位弹簧，右复位弹簧的左端与销轴的右端接触连接，右复位弹簧的右端与右限位装置接触连接。这样在销轴上的载荷消除后，左右复位弹簧可以使得销轴重新回到中位，不至于使销轴在左或右的极端位置而影响销轴的自由移动。进一步地左复位弹簧的右端同时与左衬套的左端和销轴的左端接触连接，右复位弹簧的左端同时与右衬套的右端和销轴的右端接触连接，这相当于于对左右弹簧的行程进行了限制，避免左右复位弹簧的弹性右差异而造成销轴偏离中心位置。另外还可以在左圆孔内设置有限制左衬套向左移动的左限位台阶，在右圆孔内设置有限制右衬套向右移动的右限位台阶。在本发明中，左圆孔、右圆孔相对外端之间的距离大于销轴的轴向长度，这使得销轴完全处于左圆孔、中圆孔、右圆孔所形成的管状空间内，两端不凸出，便于左右圆孔的相对外端密封，防止杂物进入到销轴与衬套之间的间隙中。在本发明中，左限位装置是盖合左圆孔左端的左盖板，右限位装置是盖合右圆孔右端的右盖板，左、右盖板在起到对销轴的限位作用之外，还可以起到密封的作用，防止杂物从两端进入到销轴与衬套之间的间隙中而导致增加衬套与销轴之间的磨损。进一步地，左盖板、右盖板通过螺栓与对应的左铰接座、右铰接座固定连接，这样方便拆装及维护。在本发明中，第二铰接件两端面与左铰接座、右铰接座相配合处设置有环形的V形槽，在环形的V形槽内设置有密封圈。密封圈可防止杂物从第一铰接件与第二铰接件配合处进入到销轴与衬套之间的间隙中而导致增加衬套与销轴之间的磨损。本发明与现有技术相比，具有如下优点销轴没有与任何一个构件固定，即其可以自由地相对于第一铰接件或第二铰接件进行转动；销轴总是相对于对销轴旋转阻力小的构件发生相对转动，也可以进行适当的左右轴向移动，从而可降低销轴与衬套之间的磨损，提高相关部件的使用寿命。同时增加了衬套，使得衬套的使用寿命增长。
图I是本发明铰链机构第一种实施方式时的剖面结构示意 图2是本发明铰链机构第二种实施方式时的剖面结构示意 图3是本发明铰链机构第二种实施方式用于挖掘机斗杆与铲斗间的连接示意图。图中零部件名称及序号
左盖板I、右盖板2、左铰接座3、右铰接座4、第二铰接件5、销轴6、左衬套7、右衬套8、中衬套9、螺栓10、密封圈11、左复位弹簧12、右复位弹簧13、斗杆14、铲斗15、铰接机构16。
具体实施例方式下面结合
具体实施方案。如图I所示，铰链机构包括第一铰接件、第二铰接件5、销轴6，第一铰接件包括左铰接座3和右铰接座4，左铰接座3上设有左圆孔，右铰接座4上设有右圆孔，第二铰接件5位于左铰接座3和右铰接座4之间，第二铰接件5上设置有中圆孔，左圆孔、中圆孔、右圆孔同轴设置，在左圆孔内过盈配合设置有左衬套7，右圆孔内过盈配合设置有右衬套8，中圆孔内过盈配合设置有中衬套9，中衬套9数目为两个，分别设置在中圆孔的两端，销轴6插套在左衬套7、中衬套9、右衬套8的内孔中，且与各衬套间隙配合，左圆孔、右圆孔相对外端之间的距离大于销轴6的轴向长度，使得销轴6完全处于左衬套、中衬套、右衬套圆孔所形成的管状空间内，两端不凸出，在左圆孔的左端通过螺栓10固定安装有左盖板1，右圆孔的右端通过螺栓10固定安装有右盖板2，左盖板I、右盖板2不仅起到密封板的作用，密封左圆孔的左端和右圆孔的右端，防止杂物进入到销轴6与左衬套7、右衬套8的之间的间隙中而减小销轴6与左衬套7、右衬套8间的磨损；同时左盖板I、右盖板2也起到限位装置的作用，防止销轴6从左衬套7或右衬套8内轴向脱落，销轴6两端与左右盖板I、右盖板2之间的间隙使得销轴6也能够在其左右轴向方向上有一定的移动空间，在发生偏载时降低销轴6作用在各衬套上的轴向作用力，从而降低各衬套相对于各对应圆孔松动而外窜的可能性。左衬套7的左端与左盖板I接触连接，右衬套的右端与右盖板2接触连接。第二铰接件5两端面与左铰接座3、右铰接座4相配合处设置有环形的V形槽，在环形的V形槽内设置有密封圈11。密封圈11可防止杂物从第一铰接件与第二铰接件5配合处进入到销轴与衬套之间的间隙中而导致增加衬套与销轴之间的磨损。在本实施例中，销轴6没有与任何一个铰接件固定连接，即其可以自由地相对于左衬套7和右衬套8转动，也可以相对于中衬套9转动；销轴6相对于哪个衬套转动，取决于各衬套与销轴6之间的旋转阻力大小；若左衬套7和右衬套8与销轴6之间的旋转阻力小于中衬套9与销轴6之间的旋转阻力，则销轴6相对于中衬套9不转，而相对于左衬套7和右衬套8转动，反之则相对于中衬套9转动而相对于左衬套7和右衬套8不转动，因此销轴6总是自动选择旋转阻力较小的构件相对转动，从而减小销轴6与衬套之间的磨损；另外相对于现有技术中销轴与第一铰接件、第二铰接件中之一固定连接相比，本发明中增加了衬套，使销轴与所有衬套接触的总面积增加，从而可提高衬套的使用耐久性。本实施例中的铰接机构可用于多种场合，例如挖掘机的动臂与回转平台间的铰接，此时第一铰接件是回转平台，第二铰接件则是动臂的下铰接端。本实施例中的铰接结构也可以用于斗杆与动臂之间的铰接。 实施例2
如图2图3所示，与实施例I中的铰接机构相比，其不同点在于本实施例中的铰接机构中，在销轴6的两端设置有左复位弹簧12和右复位弹簧13，左复位弹簧12的左端与左盖板I接触连接，左复位弹簧的右端与销轴6的左端、左衬套的左端同时接触连接，右复位弹簧13的左端与销轴6的右端、右衬套的右端同时接触连接，右端与右盖板接触连接，即左复位弹簧12被限制在左盖板I与左衬套7之间，右复位弹簧13被限制在右盖板2与右衬套8之间，其最大行程受到限制，以避免在左右复位弹簧存在弹性差异时销轴偏离中位。同时销轴6因偏载而发生轴向移动后,销轴会其移动方向上压缩对应复位弹簧,在作用在销轴6上的外力消除时，被压缩的复位弹簧能够使得销轴6重新回到中位，即左复位弹簧的右端与销轴的左端接触、右复位弹簧的左端与销轴的右端接触的位置，不至于使销轴6在左右 的极端位置而影响销轴的自由移动。本实施例中的铰接机构16可用于连接挖掘机中的斗杆14和铲斗15，其中第一铰接件是铲斗15，第二铰接件是斗杆14的下铰接端。
权利要求
1.一种铰链机构，包括第一铰接件、第二铰接件、销轴，所述第一铰接件包括左铰接座和右铰接座，所述左铰接座上设有左圆孔，所述右铰接座上设有右圆孔，所述第二铰接件位于左铰接座和右铰接座之间，第二铰接件上设置有中圆孔，左圆孔、中圆孔、右圆孔同轴设置，其特征在于，在左圆孔内过盈配合设置有左衬套，右圆孔内过盈配合设置有右衬套，中圆孔内过盈配合设置有中衬套，所述销轴插套在左衬套、中衬套、右衬套的内孔中且与所述各衬套间隙配合，在左铰接座的左外侧设置有防止销轴从左衬套左端脱落出的左限位装置，在右铰接座的右外侧设置有防止销轴从右衬套右端脱落出的右限位装置。
2.根据权利要求I所述的铰链机构，其特征在于所述销轴的左端头与所述的左限位装置之间具有轴向左间隙，所述销轴的右端与所述的右限位装置之间具有轴向右间隙。
3.根据权利要求2所述的铰链机构，其特征在于所述的左衬套的左端与左限位装置接触连接，所述右衬套的右端与所述右限位装置接触连接。
4.根据权利要求2所述的铰链机构，其特征在于所述左间隙内设置左复位弹簧，所述左复位弹簧的右端与销轴的左端接触连接，所述左复位弹簧的左端与左限位装置接触连接，所述右间隙内设置右复位弹簧，所述右复位弹簧的左端与销轴的右端接触连接，所述右复位弹簧的右端与右限位装置接触连接。
5.根据权利要求4所述的铰链机构，其特征在于，所述左复位弹簧的右端与左衬套的左端和销轴的左端同时接触连接，所述右复位弹簧的左端与右衬套的右端和销轴的右端同时接触连接。
6.根据权利要求5所述的铰链机构，其特征在于，所述左圆孔内设置有限制左衬套向左移动的左限位台阶，所述右圆孔内设置有限制右衬套向右移动的右限位台阶。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的铰链机构，其特征在于所述左圆孔、右圆孔相对外端之间的距离大于所述销轴的轴向长度。
8.根据权利要求I至6中任一项所述的铰链机构，其特征在于所述左限位装置是盖合左圆孔左端的左盖板，所述右限位装置是盖合右圆孔右端的右盖板。
9.根据权利要求8所述的铰链机构，其特征在于所述左盖板通过螺栓与所述左铰接座固定连接，所述右盖板通过螺栓与所述右铰接座固定连接。
10.根据权利要求I至6中任一项所述的铰链机构，其特征在于所述左衬套、右衬套、中衬套的内孔直径相等。
全文摘要
本发明涉及一种铰链机构，针对现有铰链机构易磨损损坏的缺点而提供一种铰链机构，其包括第一、第二铰接件、销轴，第一铰接件包括左、右铰接座，左、右铰接座上分别设有左、右圆孔，第二铰接件位于左、右铰接座之间且其上设置有中圆孔，左、中、右圆孔同轴设置，在左、中、右圆孔内过盈配合设置有左、中、右衬套，销轴穿过左、中、右衬套的内孔，且与各衬套间隙配合，在两铰接座的相对外侧各设置有防止销轴从左、右衬套内轴向脱落的限位装置。本发明中销轴没有固定于任何一个构件，其可以自由地相对于旋转阻力小的构件发生相对转动，也可以进行适当的左右轴向移动，从而可降低销轴与衬套之间的磨损，提高相关部件的使用寿命。同时增加了衬套，使得衬套的使用寿命增长。
文档编号E02F3/36GK102943495SQ201210466360
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者李玉广, 林明智, 唐建国, 骆间芳 申请人:柳州柳工挖掘机有限公司, 柳工常州挖掘机有限公司, 广西柳工机械股份有限公司