RU173549U1

RU173549U1 - SAFETY CLUTCH WITH DESTRUCTIVE ELEMENTS

Info

Publication number: RU173549U1
Application number: RU2017106647U
Authority: RU
Inventors: Максим Николаевич Казанцев; Илья Александрович Флегентов; Станислав Николаевич Зозуля
Original assignee: Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть")
Priority date: 2017-03-01
Filing date: 2017-03-01
Publication date: 2017-08-30

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к предохранительным муфтам с разрушающимися элементами, используемым при передаче вращательного движения с ведущего вала на ведомый с одновременной защитой механизмов от перегрузок, превышающих расчетные, в условиях эксплуатации магистральных нефтепроводов. Предохранительная муфта с разрушающимися элементами состоит из соосно установленных верхней и нижней полумуфт и разрушающихся элементов, при этом в обеих полумуфтах в радиальных направлениях имеются пазы, выполненные с возможностью установки и замены в них разрушающихся элементов в виде сегментов из листового проката. При этом высота и толщина сегмента разрушающегося элемента рассчитывается в зависимости от предела текучести материала листового проката. Причем пазы и разрушающиеся элементы в виде сегментов выполнены в сечении прямоугольной формы. Таким образом, обеспечивается защита элементов трубопроводной арматуры от превышения максимально допустимого крутящего момента в результате неправильной настройки привода, установки привода с большим крутящим моментом и т.п. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to mechanical engineering, namely to safety couplings with collapsing elements used when transmitting rotational motion from a drive shaft to a driven shaft while protecting mechanisms from overloads exceeding the calculated ones under operating conditions of main oil pipelines. A safety coupling with collapsing elements consists of coaxially mounted upper and lower coupling halves and collapsing elements, while in both coupling halves in radial directions there are grooves made with the possibility of installing and replacing collapsing elements in them in the form of segments from sheet metal. The height and thickness of the segment of the collapsing element is calculated depending on the yield strength of the material of sheet metal. Moreover, the grooves and collapsing elements in the form of segments are made in a rectangular section. Thus, the protection of the elements of the pipeline valves from exceeding the maximum allowable torque as a result of improper adjustment of the actuator, installation of the actuator with high torque, etc. 2 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к предохранительным муфтам с разрушающимися элементами, используемым при передаче вращательного движения с ведущего вала на ведомый с одновременной защитой механизмов от перегрузок, превышающих расчетные, в условиях эксплуатации нефте- и нефтепродуктопроводов.The utility model relates to mechanical engineering, namely to safety couplings with collapsing elements used in the transmission of rotational motion from the drive shaft to the driven shaft with simultaneous protection of mechanisms from overloads exceeding the calculated ones in the conditions of operation of oil and oil pipelines.

Известна комбинированная муфта, предохранительная часть которой содержит полумуфты, соединенные двумя предохранительными штифтами. Цилиндрическими посадочными поверхностями полумуфты сопрягаются между собой через бронзовые втулки, которые центрируют полумуфты и работают как подшипник скольжения при срезании штифтов с последующим проворотом полумуфт друг относительно друга. (Ряховский О.А., Иванов С.С. Справочник по муфтам. Л.: Политехника, 1991, с. 369, рис. 8.7). Недостаток данной конструкции в том, что износ втулок при проворачивании нарушает центровку и, в конечном итоге, снижает надежность работы муфты.Known combination clutch, the protective part of which contains half-couplings connected by two safety pins. The cylindrical seating surfaces of the coupling halves are interconnected through bronze bushings that center the coupling halves and act as a sliding bearing when cutting the pins with subsequent rotation of the coupling halves relative to each other. (Ryakhovsky O.A., Ivanov S.S. Handbook of couplings. L .: Polytechnic, 1991, p. 369, Fig. 8.7). The disadvantage of this design is that the wear of the sleeves during rotation disrupts alignment and, ultimately, reduces the reliability of the coupling.

Известна предохранительная муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты и расположенные коаксиально между ними, по меньшей мере, две волнистые пружины, ведущая полумуфта выполнена с пазами, в которых размещены гребни наружной волнистой пружины, а ведомая полумуфта выполнена с пазами, в которых расположены впадины внутренней волнистой пружины. При этом каждая волнистая пружина выполнена наборной из нескольких соосных кольцевых элементов (патент RU 2510470, F16/D 7/10, D43/208, 22.10.2012). Недостатками известной муфты является необходимость соблюдения высоких требований к перекосу и смещению осей соединяемых валов для достижения компактности технического устройства, большое количество промежуточных наборных элементов муфты, что снижает надежность работы муфты.Known safety clutch containing the leading and driven half-couplings and at least two wave springs located coaxially between them, the leading half-clutch is made with grooves in which the ridges of the outer wave spring are located, and the driven half-coupling is made with grooves in which the hollows of the internal wave springs. Moreover, each wave spring is made of several coaxial ring elements (patent RU 2510470, F16 / D 7/10, D43 / 208, 10.22.2012). The disadvantages of the known coupling is the need to comply with high requirements for the skew and displacement of the axes of the connected shafts to achieve the compactness of the technical device, a large number of intermediate typesetting elements of the coupling, which reduces the reliability of the coupling.

Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является предохранительная муфта с разрушающимися элементами, состоящая из соосно расположенных верхней и нижней полумуфт (патент SU 1287693 A1, F16D 9/00, 06.02.1985 г). При этом разрушающиеся элементы выполнены из срезанных штифтов, размещенных во втулках, установленных в отверстиях полумуфт, на торцевой поверхности фланца, одной из которых выполнены гнезда, а упругий элемент установлен между дном гнезда и буртиком на срезном штифте.The closest to the utility model in terms of technical nature and the achieved result is a safety coupling with collapsing elements, consisting of coaxially located upper and lower coupling halves (patent SU 1287693 A1, F16D 9/00, 02/06/1985 g). At the same time, the collapsing elements are made of cut pins placed in bushings installed in the holes of the coupling halves on the end surface of the flange, one of which is made of a socket, and an elastic element is installed between the bottom of the socket and the shoulder on the shear pin.

Недостатком этой муфты, как и всех вышеприведенных, является сложность конструкции разрушающегося звена, что снижает надежность при длительной эксплуатации. Кроме того, превышение крутящего момента и разрушение предохранительных элементов и разрушающихся звеньев в условиях эксплуатации магистральных нефтепроводов резко ухудшают условия обслуживания в связи с трудностями замены и изготовления элементов предохранительной муфты.The disadvantage of this coupling, as well as all of the above, is the design complexity of the collapsing link, which reduces reliability during long-term operation. In addition, excess torque and the destruction of safety elements and collapsing links under operating conditions of oil trunk pipelines sharply worsen service conditions due to difficulties in replacing and manufacturing safety clutch elements.

Задачей полезной модели является защита элементов трубопроводной арматуры от превышения максимально допустимого крутящего момента при неправильной настройке привода, установке привода с большим крутящим моментом и т.п.The objective of the utility model is to protect elements of pipeline valves from exceeding the maximum allowable torque when the drive is incorrectly configured, installing a drive with high torque, etc.

Технический результат заключается в повышении надежности и увеличении долговечности путем снижения влияния эксплуатационных факторов.The technical result is to increase reliability and increase durability by reducing the impact of operational factors.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что предохранительная муфта с разрушающимися элементами, состоящая из соосно установленных верхней и нижней полумуфт, разрушающихся элементов, при этом в обеих полумуфтах в радиальных направлениях имеются пазы, выполненные с возможностью установки и замены в них разрушающихся элементов в виде сегментов из листового проката.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the safety clutch with collapsing elements, consisting of coaxially mounted upper and lower coupling halves, collapsing elements, while in both coupling halves in radial directions there are grooves made with the possibility of installation and replacement in them collapsing elements in the form of segments from sheet metal.

При этом высота и толщина разрушающегося элемента в виде сегмента рассчитывается в зависимости от предела текучести материала листового проката.The height and thickness of the collapsing element in the form of a segment is calculated depending on the yield strength of the material of sheet metal.

Причем пазы и разрушающиеся элементы в виде сегментов выполнены в сечении прямоугольной формы.Moreover, the grooves and collapsing elements in the form of segments are made in a rectangular section.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 - общий вид предохранительной муфты, на фиг. 2 - вид сверху.A utility model is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 is a general view of the safety clutch; FIG. 2 is a plan view.

Устройство состоит верхней полумуфты 1, нижней полумуфты 2, разрушающихся элементов в виде сегментов из листового проката 3.The device consists of an upper coupling half 1, a lower coupling half 2, collapsing elements in the form of segments of sheet metal 3.

Работает предохранительная муфта следующим образом.Works safety clutch as follows.

При вращении выходного узла электропривода трубопроводной арматуры верхняя полумуфта 1 посредством зацепления воспринимает крутящий момент и передает его через разрушающиеся элементы в виде сегментов из листового проката на нижнюю полумуфту 2, которая посредством зацепления передает крутящий момент на бугельный узел трубопроводной арматуры магистрального трубопровода.When the output node of the electric valve assembly rotates, the upper coupling half 1 receives the torque by means of gearing and transmits it through collapsing elements in the form of rolled metal segments to the lower coupling half 2, which, by means of the gearing, transmits the torque to the towbar assembly of the main pipeline armature.

Расчет разрушающихся элементов в виде сегментов выполняется как расчет шпонки призматической на срез (В.И. Анурьев. «Справочник конструктора-машиностроителя, Т2, Глава IX «Разъемные соединения», Раздел «Шпоночные соединения», подраздел «Соединения» и подраздел «Расчет Шпонок», с. 885), и, в зависимости от предела текучести материала (указывается в сертификате на прокат листовой), проводят расчет высоты h и толщины s сегмента.The calculation of collapsing elements in the form of segments is performed as the calculation of a prismatic key into a slice (V.I. Anuryev. “Mechanical Engineering Designer Handbook, T2, Chapter IX“ Removable Connections ”, Section“ Key Connections ”, subsection“ Connections ”and subsection“ Key Analysis ”, P. 885), and, depending on the yield strength of the material (indicated in the sheet hire certificate), the height h and thickness s of the segment are calculated.

Пазы и разрушающиеся элементы в виде сегментов выполнены в сечении прямоугольными (установлено авторами экспериментально), так как такая форма наиболее оптимальна для надежности и долговечности работы узла муфты в целом и не требует дополнительной механической доработки в условиях магистральной работы трубопроводной арматуры.The grooves and collapsing elements in the form of segments are rectangular in cross section (experimentally established by the authors), since such a shape is most optimal for the reliability and durability of the coupling assembly as a whole and does not require additional mechanical refinement in the conditions of the main operation of pipeline valves.

Конфигурация и размеры сопряженных поверхностей пазов и разрушающихся элементов в виде сегментов позволяет исключить использование дополнительных крепежных, предохранительных элементов, что повышает надежность и долговечность при эксплуатации.The configuration and dimensions of the mating surfaces of the grooves and collapsing elements in the form of segments eliminates the use of additional fastening, safety elements, which increases reliability and durability during operation.

На начальных этапах работы муфты разрушающиеся элементы в виде сегментов могут быть установлены не во все пазы. Однако, именно предлагаемая конструкция позволяет при ремонте, в случае отсутствия листового проката достаточной толщины или высоты, или с требуемым пределом текучести, а также в случае «закусывания» разрушившегося сегмента и невозможности его извлечения из паза, провести замену или установить в свободные пазы дополнительные сегменты, что повышает надежность и долговечность работы предохранительной муфты в условиях эксплуатации нефте- и нефтепродуктопроводов, в полевых условиях.At the initial stages of the coupling operation, collapsing elements in the form of segments may not be installed in all grooves. However, it is the proposed design that allows repair, in the absence of sheet metal of sufficient thickness or height, or with the required yield strength, as well as in the case of a “bite” of the collapsed segment and the inability to remove it from the groove, to replace or install additional segments in free grooves , which increases the reliability and durability of the safety clutch in the operation of oil and oil pipelines, in the field.

Таким образом, предлагаемая предохранительная муфта компактна, технологична в изготовлении, долговечна при эксплуатации, надежна, т.к. предохраняет промышленное оборудование от поломок при перегрузках, превышающих расчетные, в критических условиях эксплуатации нефте- и нефтепродуктопроводов.Thus, the proposed safety clutch is compact, manufacturable, durable during operation, reliable, because protects industrial equipment from breakdowns during overloads exceeding calculated ones in critical operating conditions of oil and oil product pipelines.

Claims

1. Safety clutch with collapsing elements, consisting of coaxially mounted upper and lower coupling halves, collapsing elements, characterized in that in both coupling halves in radial directions there are grooves made with the possibility of installing and replacing collapsing elements in them in the form of segments from sheet metal.

2. The coupling according to claim 1, characterized in that the height and thickness of the collapsing element in the form of a segment is calculated depending on the yield strength of the sheet metal material.

3. The coupling according to claim 1, characterized in that the grooves and collapsing elements in the form of segments are made in a rectangular section.