RU177158U1 - Устройство для передачи вращения между приводным и ведомым валами - Google Patents
Устройство для передачи вращения между приводным и ведомым валами Download PDFInfo
- Publication number
- RU177158U1 RU177158U1 RU2017132209U RU2017132209U RU177158U1 RU 177158 U1 RU177158 U1 RU 177158U1 RU 2017132209 U RU2017132209 U RU 2017132209U RU 2017132209 U RU2017132209 U RU 2017132209U RU 177158 U1 RU177158 U1 RU 177158U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- drive
- driven shafts
- slots
- tips
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области энергомашиностроения, а именно к устройствам для передачи вращения между приводным и ведомым валами, и может найти применение при испытании высокооборотных центробежных колес компрессоров авиационных двигателей, для привода нагнетателя в газоперекачивающих агрегатах наземных газотурбинных двигателей, в стационарных или передвижных энергетических установках.Предлагаемая полезная модель обеспечивает снижение уровня вибраций приводного и ведомого валов, что позволяет создать устройство для передачи вращения между приводным и ведомым валами в широком диапазоне частот вращения от 15000 до 70000 об/мин при различных расстояниях между валами.Сущность полезной модели заключается в том, что угол конусности наконечников промежуточного вала составляет 45°-60°, на боковой поверхности цилиндра большего диаметра каждого из наконечников выполнены дополнительные шлицы, размеры которых определяются исходя из определенных соотношений, а положение наконечников зафиксировано относительно трубы при помощи ограничителей осевого перемещения с образованием разъемного соединения. 5 ил.
Description
Полезная модель относится к области энергомашиностроения, а именно к устройствам для передачи вращения между приводным и ведомым валами, и может найти применение при испытании высокооборотных центробежных колес компрессоров авиационных двигателей для привода нагнетателя в газоперекачивающих агрегатах наземных газотурбинных двигателей, в стационарных или передвижных энергетических установках.
Техническая проблема, возникающая при создании высокооборотных устройств для передачи вращения между приводным и ведомым валами, применяемых в авиационных двигателях или в установках для испытания компрессоров и турбин, заключается в том, что при относительно небольших диаметрах валов, определяемых внутренним диаметром высокооборотных шариковых подшипников, необходимо передать большой крутящий момент, обеспечивая при этом высокую надежность и долговечность соединения валов во всем диапазоне рабочих оборотов, что возможно при минимальной массе устройства. Наиболее рациональным решением этой проблемы является выполнение устройства в виде шлицевых наконечников, соединенных с тонкостенной трубой.
Известно устройство для передачи вращения между приводным и ведомым валами, содержащее промежуточный вал, выполненный в виде трубы с жестко закрепленными на ее концах фланцами, на наружном диаметре которых выполнены шлицы (Н.И. Огарко и др. Отчет о научно-исследовательской работе «Результаты обкатки ходовой части высоконапорной центробежной ступени», инв. №100-3742, ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова», Москва, 2002 г., с. 27). В известном техническом решении шлицы, расположенные на фланцах, вводят в зацепление со шлицами чашечных муфт, расположенных соответственно на приводном и ведомом валах. Недостатком известного технического решения является возникновение вибраций на приводном и ведомом валах при высокой частоте вращения (более 20000 об/мин), обусловленных конструкцией и большой массой устройства.
Известно устройство для передачи вращения между приводным и ведомым валами, представляющее собой муфту в виде трубы со шлицами, выполненными на концах последней на ее внутренней поверхности и предназначенными для зацепления с соответствующими шлицами на приводном и ведомом валах (Ю.М. Никитин. «Конструирование элементов деталей и узлов авиационных двигателей», ГНТИ, Оборонгиз, Москва, 1961 г., с. 144, фиг. 5.16). В известном техническом решении диаметр шлицов устройства определяется диаметром шлицов на приводном и ведомом валах. Недостатком известного технического решения является возникновение при передаче вращения значительных местных (по концам шлицов) перегрузок, снижающих надежность устройства, обусловленных малым диаметром шлицов, их длиной и расстоянием между приводным и ведомым валами при частоте вращения от 3000 до 10000 об/мин.
Наиболее близким по технической сущности и назначению к предлагаемой полезной модели является устройство для передачи вращения между приводным и ведомым валами, содержащее промежуточный вал, выполненный в виде трубы с размещенными на ее концах конусообразными наконечниками, конусная часть каждого из которых своими основаниями сопряжена соответственно с основаниями цилиндров меньшего и большего диаметров, причем на боковой поверхности цилиндров меньшего диаметра выполнены шлицы, предназначенные для зацепления со шлицами соответственно приводного и ведомого валов и центрирующие пояски (RU 30987, 2003). В известном техническом решении промежуточный вал связан с наконечниками при помощи сварки с образованием неразъемного соединения. Существенным недостатком известного технического решения является невозможность его применения при изменении расстояния между приводным и ведомым валами или при изменении частоты вращения, что может привести к появлению критических частот вращения устройства и возникновению дисбаланса, и, как следствие, к разрушению устройства.
Техническая проблема, решаемая созданием заявляемой полезной модели, заключается в создании устройства для передачи вращения между приводным и ведомым валами в широком диапазоне частот вращения от 15000 до 70000 об/мин при различных расстояниях между валами.
Технический результат, обеспечиваемый предлагаемой полезной моделью, заключается в обеспечении снижения уровня вибраций приводного и ведомого валов.
Заявленный технический результат достигается тем, что в устройстве для передачи вращения между приводным и ведомым валами, содержащем промежуточный вал, выполненный в виде трубы с размещенными на ее концах конусообразными наконечниками, конусная часть каждого из которых своими основаниями сопряжена соответственно с основаниями цилиндров меньшего и большего диаметра, причем на боковой поверхности цилиндров меньшего диаметра выполнены шлицы, предназначенные для зацепления со шлицами соответственно приводного и ведомого валов и центрирующие пояски, угол конусности наконечников составляет 45°-60°, на боковой поверхности цилиндра большего диаметра каждого из наконечников выполнены дополнительные шлицы, предназначенные для зацепления с соответствующими дополнительными шлицами, выполненными на внутренней поверхности трубы, и дополнительные центрирующие пояски, предназначенные для взаимодействия с внутренней поверхностью трубы, при этом значение большего диаметра D цилиндра определяется из соотношения
где n - рабочая частота вращения трубы;
L - длина трубы с наконечниками;
ρ - плотность материала трубы;
Е - модуль упругости материала трубы;
длина Lд.ш. дополнительных шлицов определяется в зависимости от длины Lш шлицов и диаметров Dш шлицов и Dд.ш. дополнительных шлицов соответственно меньшего и большего цилиндров из соотношения
а положение наконечников зафиксировано относительно трубы при помощи ограничителей осевого перемещения с образованием разъемного соединения.
Совокупность существенных признаков достаточна для решения указанной технической проблемы и достижения заявленного технического результата.
Выполнение угла конусности наконечников в диапазоне 45°-60° обеспечивает снижение уровня вибраций приводного и ведомого валов, что, в свою очередь, повышает надежность использования устройства при частотах вращения в диапазоне от 15000 до 70000 об/мин и различных расстояниях между валами.
Выполнение на боковой поверхности цилиндра большего диаметра каждого из наконечников дополнительных шлицов, предназначенных для зацепления с соответствующими дополнительными шлицами, выполненными на внутренней поверхности трубы, и дополнительных центрирующих поясков, предназначенных для взаимодействия с внутренней поверхностью трубы при выборе значения большего диаметра D цилиндра и при выполнении длины Lд.ш. дополнительных шлицов в зависимости от длины Lш шлицов и диаметров Dш и Dд.ш. соответственно меньшего и большего цилиндров по определенным соотношениям обеспечивает надежность использования устройства при скоростях вращения от 15000 до 70000 об/мин и различных расстояниях между валами различных скоростях вращения за счет обеспечения при беззазорной посадке между наконечниками и трубой снижения уровня вибраций приводного и ведомого валов.
Выполнение положения наконечников зафиксированным относительно трубы при помощи ограничителей осевого перемещения с образованием разъемного соединения обеспечивает снижение уровня вибраций приводного и ведомого валов за счет возможности использования труб различной конфигурации и геометрических размеров.
Предложенное техническое решение поясняется последующим подробным описанием конструкции устройства для передачи вращения между приводным и ведомым валами и его работы со ссылкой на фиг. 1-5, где
- на фиг. 1 изображена схема установки устройства для передачи вращения между приводным и ведомым валами испытуемых объектов;
- на фиг. 2 изображен график зависимости между относительной критической скоростью вращения и углом конусности наконечника;
- на фиг. 3 изображена схема устройства для передачи вращения между приводным и ведомым валами;
- на фиг. 4 изображен вид А на фиг. 3;
- на фиг. 5 изображены варианты выполнения трубы.
Устройство для передачи вращения между соосными приводным валом 1, расположенным в корпусе 2, и ведомым валом 3, расположенным в корпусе 4, содержит промежуточный вал, выполненный в виде трубы 5 с размещенными на ее концах конусообразными наконечниками 6 (фиг. 1). Угол конусности наконечников 6 составляет 45°-60°, причем указанный диапазон определяется зависимостью угла конусности от относительной частоты вращения (фиг. 2). Конусная часть каждого из наконечников 6 своими основаниями сопряжена соответственно с основаниями цилиндра 7 меньшего и цилиндра 8 большего диаметров (фиг. 3). При этом значение большего диаметра цилиндра 8 выбирается из соотношения
,
где n - рабочая частота вращения трубы;
L - длина трубы с наконечниками;
ρ - плотность материала трубы;
Е - модуль упругости материала трубы.
На боковой поверхности каждого из цилиндров 7 меньшего диаметра выполнены шлицы 9 с соответствующим центрирующим пояском 10, а на боковой поверхности каждого из цилиндров 8 большего диаметра выполнены дополнительные шлицы 11 с соответствующим дополнительным центрирующим пояском 12 (фиг. 4). Длина Lд.ш. дополнительных шлицов 11 определяется в зависимости от длины Lш шлицов 9 и диаметров Dш шлицов меньшего цилиндра 7 и Dд.ш. дополнительных шлицов 11 большего цилиндра 8 из соотношения
На концах внутренней поверхности трубы 5 выполнены соответствующие дополнительные шлицы 13. Дополнительные шлицы 11 наконечников 6 при помощи соответствующих дополнительных центрирующих поясков 12 находятся в зацеплении с соответствующими дополнительными шлицами 13 трубы 5. В дополнительных поясках 12 выполнены радиальные отверстия (на чертеже не показаны), предназначенные для размещения ограничителей осевого перемещения наконечников 6. Ограничители выполнены в виде установленных в отверстиях соответствующих штифтов 14, закрепление которых от выпадения осуществляется, например, кернением. При этом штифты 14 фиксируют положение наконечников 6 относительно трубы 5, образуя в результате разъемное соединение.
Устройство работает следующим образом.
Шлицы 9 при помощи соответствующих центрирующих поясков 10 вводятся в зацепление соответственно со шлицами приводного вала 1 и шлицами ведомого вала 3. При этом центрирование при помощи соответствующих дополнительных центрирующих поясков 12 обеспечивает беззазорную посадку между наконечниками 6 и трубой 5, что позволяет достичь при передаче вращения минимально возможного дисбаланса устройства. При переходе на рабочие частоты вращения в диапазоне от 15000 до 70000 об/мин или в случае изменения расстояния между приводным и ведомым валами, например при испытаниях нового объекта, критические частоты вращения могут оказаться в рабочем диапазоне. Выполнение соединения наконечников 6 и трубы 5 разъемным позволяет вывести критические числа оборотов за пределы рабочих частот вращения за счет выполнения трубы 5 другой длины и диаметра (фиг. 5).
Значение большего диаметра D цилиндра 8 определяется из соотношения
где n - рабочая частота вращения трубы, об/мин;
L - длина трубы с наконечниками, м;
ρ - плотность материала трубы, н/с2/м4;
Е - модуль упругости материала трубы, н/м2.
Толщина δ стенки трубы определяется передаваемой мощностью N:
где [τ] - допустимое касательное напряжение материала трубы, н/м2;
Rср. - средний радиус поперечного сечения трубы, м.
При этом необходимым условием является проведение проверки стенки трубы на устойчивость:
δу≥2,06 [(Nkу/nE)2/Rср.]1/5
при
где δу - толщина стенки трубы, определяемая проверкой на устойчивость, м;
kу - коэффициент запаса на устойчивость, равный 2-3.
Если δу≥δ, то толщина трубы выбирается равной δу.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет решить проблему создания устройства для передачи вращения между приводным и ведомым валами в широком диапазоне частот вращения от 15000 до 70000 об/мин при различных расстояниях между валами, которое за счет беззазорной посадки между элементами устройства обеспечивает снижение уровня вибраций приводного и ведомого валов, и уменьшение дисбаланса и местных (по концам шлицов) перегрузок, снижающих надежность устройства.
Claims (9)
- Устройство для передачи вращения между приводным и ведомым валами, содержащее промежуточный вал, выполненный в виде трубы с размещенными на ее концах конусообразными наконечниками, конусная часть каждого из которых своими основаниями сопряжена соответственно с основаниями цилиндров меньшего и большего диаметров, причем на боковой поверхности цилиндров меньшего диаметра выполнены шлицы, предназначенные для зацепления со шлицами соответственно приводного и ведомого валов и центрирующие пояски, отличающееся тем, что угол конусности наконечников составляет 45°-60°, на боковой поверхности цилиндра большего диаметра каждого из наконечников выполнены дополнительные шлицы, предназначенные для зацепления с соответствующими дополнительными шлицами, выполненными на внутренней поверхности трубы, и дополнительные центрирующие пояски, предназначенные для взаимодействия с внутренней поверхностью трубы, при этом значение большего диаметра D цилиндра определяется из соотношения
- где n - рабочая частота вращения трубы;
- L - длина трубы с наконечниками;
- ρ - плотность материала трубы;
- Е - модуль упругости материала трубы,
- длина Lд.ш. дополнительных шлицов определяется в зависимости от длины Lш шлицов и диаметров Dш шлицов и Dд.ш. дополнительных шлицов соответственно меньшего и большего цилиндров из соотношения
- Lд.ш.=Lш*D2 ш/D2 д.ш.,
- а положение наконечников зафиксировано относительно трубы при помощи ограничителей осевого перемещения с образованием разъемного соединения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017132209U RU177158U1 (ru) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | Устройство для передачи вращения между приводным и ведомым валами |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017132209U RU177158U1 (ru) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | Устройство для передачи вращения между приводным и ведомым валами |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU177158U1 true RU177158U1 (ru) | 2018-02-12 |
Family
ID=61227191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017132209U RU177158U1 (ru) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | Устройство для передачи вращения между приводным и ведомым валами |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU177158U1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU796520A1 (ru) * | 1977-12-12 | 1981-01-15 | Предприятие П/Я А-7701 | Сцепна муфта |
US4285251A (en) * | 1978-09-13 | 1981-08-25 | U.S. Flywheels, Inc. | Rim for use in flywheels for kinetic energy storage |
US20130111989A1 (en) * | 2009-12-10 | 2013-05-09 | Stefano Casadio | Coupling for rotor balancing |
-
2017
- 2017-09-15 RU RU2017132209U patent/RU177158U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU796520A1 (ru) * | 1977-12-12 | 1981-01-15 | Предприятие П/Я А-7701 | Сцепна муфта |
US4285251A (en) * | 1978-09-13 | 1981-08-25 | U.S. Flywheels, Inc. | Rim for use in flywheels for kinetic energy storage |
US20130111989A1 (en) * | 2009-12-10 | 2013-05-09 | Stefano Casadio | Coupling for rotor balancing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2978885A (en) | Rotary output assemblies | |
RU2665374C2 (ru) | Усовершенствованный промежуточный корпус газотурбинного двигателя и приводной узел коробки приводов агрегатов | |
EP1961936A1 (en) | Hybrid turbocharger | |
US20170191502A1 (en) | Compressor cover, centrifugal compressor, and turbocharger, and compressor cover manufacturing method | |
EP3306140A1 (en) | Planetary gear box assembly | |
CN109027180A (zh) | 减速器和机器人 | |
RU177158U1 (ru) | Устройство для передачи вращения между приводным и ведомым валами | |
WO2019162989A1 (ja) | 過給機 | |
EP3065275A1 (en) | Gas turbine engine with magnetic gearbox | |
US10006520B2 (en) | System for regulating stresses in ring gears | |
US11821433B2 (en) | Rotary machine with improved shaft | |
RU2689229C2 (ru) | Коробка приводов агрегатов турбомашины, оснащенная центробежным насосом | |
RU2693541C2 (ru) | Приводная коническая втулка для упорного подшипника | |
CN109178268A (zh) | 一种外驱动式船用推进系统 | |
CN105308271A (zh) | 用于高压涡轮的耳轴以及包括该耳轴的涡轮喷气发动机 | |
CN210464922U (zh) | 一种同轴同侧式加载装置 | |
CN208902413U (zh) | 一种挠性盘飞轮机型发动机台架试车装置 | |
CN106481736A (zh) | 双原动力驱动用齿轮箱和超越离合器集成 | |
JP6824604B2 (ja) | ターボチャージャーのローラー支持システム | |
US11326523B2 (en) | Gas turbine engine with accessory gearbox | |
US11852079B2 (en) | Aircraft turbomachine arrangement comprising a lubrication pump driven by two oblique gears | |
EP3492722B1 (en) | Coupling device for rotably coupling a shaft with a gearbox in a geared turbo fan engine | |
RU86664U1 (ru) | Опора ротора компрессора газотурбинного двигателя | |
US20200003075A1 (en) | Bearing device for load reduction | |
CN219932379U (zh) | 一种活塞连杆 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190916 |