RU165873U1

RU165873U1 - CLUTCH COUPLING

Info

Publication number: RU165873U1
Application number: RU2016112683/11U
Authority: RU
Inventors: Петр Николаевич Серебряков; Владимир Иванович Барышев; Дмитрий Николаевич Степанов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "МЕТРОПРОМ"
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2016-04-04
Publication date: 2016-11-10

Abstract

1. Зубчатая муфта, состоящая из двух, идентично выполненных и зеркально расположенных частей, каждая из которых включает корпус и ступицу, расположенные соосно, причем ступица расположена внутри корпуса и имеет наружный зубчатый венец, а корпус снабжен внутренним зубчатым венцом, который вместе с зубчатым венцом ступицы образует зубчатое зацепление, зубья которого имеют возможность перемещения друг относительно друга, причем на корпусах со стороны их соединения друг с другом выполнены фланцы, соединяемые между собой болтами, а с другой стороны на корпусах установлены защитные крышки, отличающаяся тем, что в полости между корпусом муфты и ступицей, соосно им, расположен кольцевой упругий тороидальный уплотнительный элемент, один конец которого имеет форму цилиндра и закреплен на ступице, а другой конец имеет форму кольцевого фланца и закреплен между опорной защитной крышкой и корпусом.2. Зубчатая муфта по п. 1, отличающаяся тем, что опорная защитная крышка выполнена в форме кольцевого диска, закрепленного в корпусе муфты посредством стопорного кольца, после предварительного сжатия уплотнительного кольца и упругого тороидального уплотнительного элемента.1. A gear coupling, consisting of two identically executed and mirror-arranged parts, each of which includes a housing and a hub located coaxially, the hub being located inside the housing and having an external gear rim, and the housing is equipped with an internal gear rim, which together with the gear rim the hub forms a gearing, the teeth of which can move relative to each other, moreover, on the housings from the side of their connection with each other, flanges are made, bolted together, and on the other torons on the housings are equipped with protective covers, characterized in that in the cavity between the coupling housing and the hub, coaxially there is an annular elastic toroidal sealing element, one end of which has the shape of a cylinder and is mounted on the hub, and the other end has the shape of an annular flange and is fixed between supporting protective cover and housing. 2. The gear coupling according to claim 1, characterized in that the supporting protective cover is made in the form of an annular disk fixed in the coupling body by means of a locking ring, after preliminary compression of the sealing ring and the elastic toroidal sealing element.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и предназначена для использования в приводах для обеспечения тяги электропоездов на железных дорогах и в электропоездах метрополитенов. Такие зубчатые муфты применяются для соединения соосных горизонтальных валов и передачи крутящего момента при угловых, радиальных и осевых смешениях валов.The utility model relates to mechanical engineering and is intended for use in drives to provide traction for electric trains on railways and in electric trains of subways. Such gear couplings are used for connecting coaxial horizontal shafts and transmitting torque for angular, radial and axial mixing of the shafts.

Известна зубчатая муфта, состоящая из корпусов и ступиц, расположенных внутри корпусов муфты, причем каждая ступица имеет наружный зубчатый венец, а корпус муфты имеет внутренний зубчатый венец, который вместе с зубчатым венцом ступицы образует зубчатое зацепление, зубья которого имеют возможность перемещения друг относительно друга; на корпусах с одной стороны выполнены фланцы, соединенные между собой по плоскости разъема болтами, а с другой стороны установлены опорные крышки в форме кольцевого диска, защищающие зубчатые зацепления (RU, патент №2172437, F16D 3/18, 1997 г.).A gear clutch is known, consisting of housings and hubs located inside the clutch housings, each hub having an external gear rim, and the clutch housing has an internal gear rim, which, together with the gear rim of the hub, forms gear meshing, the teeth of which can move relative to each other; on the housings, on the one hand, flanges are made, interconnected along the plane of the connector by bolts, and on the other hand, support caps in the form of an annular disk are installed that protect gears (RU Patent No. 2172437, F16D 3/18, 1997).

Между корпусом муфты и внутренней опорной кольцевой крышкой находится сильфон из нержавеющей стали для фиксации осевого положения.A stainless steel bellows is located between the coupling housing and the inner support ring cover to fix the axial position.

Недостаток сильфонов заключается в их ограниченной угловой упругости и демпфировании, в результате чего происходят вынужденные колебания при быстром изменении пространственного положения (от гироскопического эффекта), корпус муфты с запозданием занимает оптимальное положение. В итоге - неравномерное вращение и больший износ.The disadvantage of the bellows is their limited angular elasticity and damping, as a result of which forced vibrations occur with a rapid change in spatial position (from the gyroscopic effect), the clutch housing belatedly occupies the optimal position. The result is uneven rotation and greater wear.

Металлический сильфон требует тщательное уплотнение и, чаще всего, изготавливается двухслойным из нержавеющей стали. Такой узел обладает высокой трудоемкостью и низкой ремонтопригодностью.Metal bellows require careful sealing and, most often, are made of two-layer stainless steel. Such a node has a high complexity and low maintainability.

Технический результат, на достижение которого направлена настоящая полезная модель, заключается в повышение надежности и долговечности муфты за счет снижения при вращении муфты неравномерности хода и износа зубчатого зацепления, а также за счет исключения обмена сред (вытекание смазки из муфты и попадание влаги и пыли снаружи).The technical result, the achievement of which the present utility model is aimed, is to increase the reliability and durability of the coupling by reducing the unevenness of the coupling and wear of the gear during rotation of the coupling, as well as by eliminating the exchange of media (leakage of grease from the coupling and ingress of moisture and dust from the outside) .

Указанный технический результат достигается тем, что в зубчатой муфте, состоящей из двух, идентично выполненных и зеркально расположенных частей, каждая из которых включает корпус и ступицу, расположенные соосно, причем ступица расположена внутри корпуса и имеет наружный зубчатый венец, а корпус снабжен внутренним зубчатым венцом, который вместе с зубчатым венцом ступицы образует зубчатое зацепление, зубья которого имеют возможность перемещения друг относительно друга, причем на корпусах со стороны их соединения друг с другом выполнены фланцы, соединяемые между собой болтами, а с другой стороны на корпусах установлены защитные крышки, согласно полезной модели, в полости между корпусом муфты и ступицей, соосно им, расположен кольцевой упругий тороидальный уплотнительный элемент, один конец которого имеет форму цилиндра и закреплен на ступице, а другой конец имеет форму кольцевого фланца и закреплен между опорной защитной крышкой и корпусом.The specified technical result is achieved by the fact that in the gear coupling, consisting of two identically made and mirrored parts, each of which includes a housing and a hub located coaxially, the hub is located inside the housing and has an external gear rim, and the housing is equipped with an internal gear rim which, together with the toothed rim of the hub, forms a gearing, the teeth of which can move relative to each other, moreover, on the bodies from the side of their connection with each other There are flanges connected by bolts, and on the other hand, protective covers are installed on the housings, according to a utility model, an annular elastic toroidal sealing element is located coaxially in the cavity between the coupling housing and the hub, one end of which has the shape of a cylinder and is mounted on the hub and the other end is in the form of an annular flange and is secured between the supporting protective cover and the housing.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что опорная защитная крышка выполнена в форме кольцевого диска, закрепленного в корпусе муфты посредством стопорного кольца, после предварительного сжатия уплотнительного кольца и упругого тороидального уплотнительного элемента.In addition, the indicated technical result is achieved in that the supporting protective cover is made in the form of an annular disk fixed in the coupling body by means of a locking ring, after preliminary compression of the sealing ring and the elastic toroidal sealing element.

Зубчатая муфта содержит два корпуса и две ступицы, расположенные внутри корпусов. Муфта является сборным симметричным узлом, на корпусах с одной стороны выполнены фланцы, соединенные между собой болтами.The gear coupling contains two housings and two hubs located inside the housings. The coupling is a prefabricated symmetrical assembly; on the housings, on the one hand, flanges are made, interconnected by bolts.

Уплотнительные тороидальные элементы уплотняют зубчатые зацепления, подпружиненно регулируют оптимальное (среднее) положение стянутых вместе корпусов двух частей муфты и гасят вынужденные колебания за счет физических свойств полимера, из которого эти элементы изготовлены. Относительное перемещение между корпусом муфты и ступицей, которая закрепляется на валу, приводит к относительному перемещению между внутренним и наружным зубчатыми венцами зубчатого зацепления, и передача крутящего момента происходит без разрыва при любом смещенном положении корпуса и ступицы муфты.Sealing toroidal elements seal gears, spring-loaded regulate the optimal (average) position of the housings of the two parts of the coupling pulled together and dampen forced vibrations due to the physical properties of the polymer from which these elements are made. The relative movement between the coupling housing and the hub, which is fixed to the shaft, leads to the relative movement between the internal and external gear rims of the gearing, and the transmission of torque occurs without breaking at any shifted position of the coupling housing and hub.

В результате того, что зубчатая муфта выполнена двойной (из двух, идентично выполненных и зеркально расположенных частей), исключается неравномерность хода при вращении муфты, характерная для одинарных муфт.As a result of the fact that the gear clutch is made double (of two identically executed and mirrored parts), the uneven stroke during rotation of the clutch, characteristic of single couplings, is eliminated.

Опорные крышки закреплены в корпусе муфты посредством стопорных колец и установлены после предварительного сжатия уплотнительных колец и упругих элементов.The bearing caps are fixed in the coupling housing by means of locking rings and are installed after preliminary compression of the sealing rings and elastic elements.

Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображены:The utility model is illustrated by drawings, which depict:

Фиг. 1 - зубчатая муфта - общий вид в разрезе.FIG. 1 - gear coupling - a General view in section.

Фиг. 2 - полумуфта - разрез с позициями.FIG. 2 - coupling half - section with positions.

Фиг. 3 - смещения валов муфтыFIG. 3 - offset shaft coupling

Зубчатая муфта является сборным симметричным узлом, состоящим из двух, идентично выполненных и зеркально расположенных частей, каждая из которых включает корпус 1 и ступицу 2, расположенные соосно, причем ступица 2 расположена внутри корпуса 1 и имеет наружный зубчатый венец 3, а корпус снабжен внутренним зубчатым венцом 4, который вместе с зубчатым венцом 3 ступицы 2 образует зубчатое зацепление, зубья которого имеют возможность перемещения друг относительно друга. На корпусах 1 со стороны их соединения друг с другом выполнены фланцы 5, соединяемые между собой болтами 6, а с другой стороны на корпусах 1 установлены опорные защитные крышки 7. В полости между корпусом 1 и ступицей 2, соосно им, расположен кольцевой упругий тороидальный уплотнительный элемент 8, один конец 9 которого имеет форму цилиндра и закреплен на ступице 2 посредством винтов 10 прижимными фланцами 11. Другой конец тороидального уплотнительного элемента 8 имеет форму кольцевого фланца и зажат между опорной защитной крышкой 7 и корпусом 1. Под кольцевым фланцем упругого элемента 8 в торцевых канавках 12 корпуса 1 установлены уплотнительные кольца 13. Опорные защитные крышки 7 выполнены в форме кольцевого диска, закрепленного в корпусах 1 муфты посредством стопорных колец 14.The gear coupling is a symmetrical assembly consisting of two identically executed and mirror-mounted parts, each of which includes the housing 1 and the hub 2 located coaxially, the hub 2 is located inside the housing 1 and has an external gear ring 3, and the housing is equipped with an internal gear crown 4, which together with the ring gear 3 of the hub 2 forms a gearing, the teeth of which are able to move relative to each other. On the housings 1, from the side of their connection with each other, flanges 5 are made, interconnected by bolts 6, and on the other hand on the housings 1 are mounted protective covers 7. In the cavity between the housing 1 and the hub 2, coaxially located, there is an annular elastic toroidal sealing element 8, one end 9 of which has the shape of a cylinder and is fixed on the hub 2 by means of screws 10 with clamping flanges 11. The other end of the toroidal sealing element 8 is in the form of an annular flange and is sandwiched between the supporting protective cover 7 and the housing 1. By d the annular flange of the elastic element 8 in the end grooves 12 of the housing 1, the sealing rings 13 are installed. The supporting protective covers 7 are made in the form of an annular disk fixed in the coupling bodies 1 by means of the lock rings 14.

Для более надежного удержания смазки и создания уплотнения ступица 2 снабжена кольцевыми канавками 15 на поверхности контакта с упругим элементом 8. На торцевой поверхности фланцев 5 корпусов 1 выполнены канавки 16 и установлены уплотнительные кольца 17, которые уплотняют внутреннюю полость муфты после стягивания фланцев 5 болтами 6. Для удобства обслуживания в корпуса муфты установлены съемные внутренние крышки 18 с уплотнительными кольцами 19. В состоянии поставки муфта разделена на две части (полумуфты) и комплект крепежа и, чтобы при транспортировке ступица 2 не повредила упругий элемент 8 и внутреннюю крышку 18, в кольцевые канавки 20 корпусов 1 установлены разрезные опорные кольца 21. Для снижения износа и облегчения относительного перемещения зубчатых венцов 3 и 4 в корпуса 1 муфты заливается, а при техническом обслуживании меняется, смазка. Это можно сделать, снимая внутреннюю крышку 18 или на муфте, установленной на валах привода (на чертеже не изображены) - отворачивая пробки 22 с шайбами 23.To more reliably maintain lubrication and create a seal, the hub 2 is equipped with annular grooves 15 on the contact surface with the elastic element 8. On the end surface of the flanges 5 of the housings 1, grooves 16 are made and sealing rings 17 are installed that seal the internal cavity of the coupling after tightening the flanges 5 with bolts 6. For ease of maintenance, removable inner covers 18 with o-rings 19 are installed in the coupling housing. In the delivery state, the coupling is divided into two parts (half-couplings) and a fastener set, and so The hub 2 was not damaged by the elastic element 8 and the inner cover 18, split support rings 21 are installed in the annular grooves 20 of the housings 1. To reduce wear and facilitate the relative movement of the ring gears 3 and 4, the clutch housings 1 are filled, and during maintenance, the lubricant changes . This can be done by removing the inner cover 18 or on the coupling mounted on the drive shafts (not shown in the drawing) - by unscrewing the plugs 22 with washers 23.

Установку упругого тороидального уплотнительного элемента 8 осуществляют следующим образом. На цилиндрический участок 9 уплотнительного элемента 8 ближе к тороидальному участку свободно устанавливают прижимной фланец 11. Цилиндрический участок 9 упругого элемента 8 надевают на участок ступицы 2 с кольцевыми канавками 15. В ступицу 2 устанавливают винты 10, поочередно вворачивая, притягивают фланец к ступице 2. Ступицу 2 с упругим элементом 8 заводят по зубчатым венцам в корпус, в торцевую канавку 12 корпуса 1 укладывают уплотнительное кольцо 13, прижимают опорной крышкой 7 и предварительно укладывают стопорное кольцо 14. Часть муфты (полумуфту) в сборе устанавливают фланцем на стол пневматического, гидравлического или винтового пресса, ходом пресса вниз нажимают на опорную крышку 7, щипцами заводят стопорное кольцо 14 в паз корпуса 1. Ходом пресса вверх освобождают сжатые уплотнительное кольцо и упругий элемент 8, которые надежно фиксируют стопорное кольцо 14.The installation of an elastic toroidal sealing element 8 is as follows. A clamping flange 11 is freely mounted on the cylindrical section 9 of the sealing element 8 closer to the toroidal section 11. The cylindrical section 9 of the elastic element 8 is put on the section of the hub 2 with annular grooves 15. Screws 10 are installed in the hub 2, turning them one by one, they attract the flange to the hub 2. The hub 2 with an elastic element 8 lead along the gears into the housing, the sealing ring 13 is placed in the end groove 12 of the housing 1, pressed by the support cover 7 and the retaining ring 14. is preliminarily laid. Part of the coupling (half UFT) assembled with a flange on the table of a pneumatic, hydraulic or screw press, press the back cover 7 with the press down, force the circlip 14 into the groove of the housing with forceps 1. Release the compressed sealing ring and elastic element 8 that securely fix the circlip ring 14.

Главными преимуществами предлагаемой зубчатой муфты являются следующие:The main advantages of the proposed gear clutch are as follows:

- упругие элементы при соосном расположении между корпусом и ступицей имеют возможность упруго деформироваться и обеспечивать при осевом и угловом относительном перемещении ступиц перевод корпуса муфты в оптимальное (среднее) положение относительно ступиц.- elastic elements with a coaxial arrangement between the housing and the hub have the ability to elastically deform and provide, with axial and angular relative movement of the hubs, the transfer of the coupling body to the optimal (average) position relative to the hubs.

- упругие тороидальные элементы состоят из полимерного материала, имеющего высокие упругие и демпфирующие свойства.- elastic toroidal elements consist of a polymeric material having high elastic and damping properties.

- геометрия упругого элемента выполнена таким образом, что один конец упругого элемента имеет форму цилиндра, другой - форму кольцевого диска, а средняя часть имеет тороидальную форму (1/4 часть поверхности тора).- the geometry of the elastic element is made in such a way that one end of the elastic element has the shape of a cylinder, the other has the shape of an annular disk, and the middle part has a toroidal shape (1/4 of the surface of the torus).

- опорные крышки закреплены в корпусе муфты посредством стопорных колец и установлены после предварительного сжатия уплотнительных колец и упругого элемента.- the bearing caps are fixed in the coupling body by means of the locking rings and are installed after preliminary compression of the sealing rings and the elastic element.

Собрать и разобрать уплотнение можно только специальным инструментом - щипцами и с помощью пресса, в процессе работы нарушение свойств уплотнения невозможны. Тороидальная форма уплотнения в сочетании с опорной крышкой позволяют получить пружинящий элемент с прогрессивной характеристикой упругости, что позволяет незамедлительно переводить корпус муфты в оптимальное положение при быстрых и значительных отклонениях валов, что особенно важно в скоростном транспорте.It is possible to assemble and disassemble the seal only with a special tool - tongs and with the help of a press; during operation, violation of seal properties is impossible. The toroidal shape of the seal in combination with the support cover allows you to get a spring element with a progressive characteristic of elasticity, which allows you to immediately translate the clutch housing in the optimal position for fast and significant deviations of the shafts, which is especially important in high-speed transport.

Использование предложенной зубчатой муфты открывает возможность герметизировать полость между ступицами и корпусом муфты, как снаружи вовнутрь, так и в обратном направлении, благодаря чему невозможен выход смазочного материала из полостей наружу, а также вход абразивных и влажных сред внутрь зубчатого зацепления, что позволяет длительно защищать от износа зубчатые венцы корпусов и ступиц, потому что зубчатая муфта остается смазанной в течение всего срока службы.The use of the proposed gear clutch opens up the possibility of sealing the cavity between the hubs and the clutch housing, from the outside to the inside, and in the opposite direction, which makes it impossible for the lubricant to exit from the cavities to the outside, as well as the entry of abrasive and wet media into the gear, which allows long-term protection against wear the gear crowns of the housings and hubs, because the gear coupling remains lubricated over the entire service life.

Благодаря упругому элементу, имеющему как уплотняющие, так и пружинящие свойства, а также закрепленному, соответственно, на корпусе муфты и на одной из ступиц, и являющемуся подвижной закрытой стенкой по всему периметру зубчатого зацепления, получается простое конструктивное решение, благодаря чему могут экономиться расходы на материал и время на сборку и обслуживание. Таким образом, предложенное техническое решение может быть эффективно использовано в приводах железнодорожного подвижного состава.Due to the elastic element having both sealing and springing properties, as well as fixed, respectively, on the coupling body and on one of the hubs, and which is a movable closed wall around the entire perimeter of the gearing, a simple constructive solution is obtained, due to which costs can be saved material and time for assembly and maintenance. Thus, the proposed technical solution can be effectively used in drives of railway rolling stock.

Claims

1. A gear coupling, consisting of two identically executed and mirror-arranged parts, each of which includes a housing and a hub located coaxially, the hub being located inside the housing and having an external gear rim, and the housing is equipped with an internal gear rim, which together with the gear rim the hub forms a gearing, the teeth of which can move relative to each other, moreover, on the housings from the side of their connection with each other, flanges are made, bolted together, and on the other torons on the housings are equipped with protective covers, characterized in that in the cavity between the coupling housing and the hub, coaxially there is an annular elastic toroidal sealing element, one end of which has the shape of a cylinder and is mounted on the hub, and the other end has the shape of an annular flange and is fixed between supporting protective cover and housing.

2. The gear coupling according to claim 1, characterized in that the supporting protective cover is made in the form of an annular disk fixed in the coupling body by means of a locking ring, after preliminary compression of the sealing ring and the elastic toroidal sealing element.