RU198909U1

RU198909U1 - Clutch

Info

Publication number: RU198909U1
Application number: RU2020111267U
Authority: RU
Inventors: Михаил Владимирович Грязнов; Минас Арменакович Минасян; Армен Минасович Минасян; Евгений Степанович Цилюрик; Иван Андреевич Щенников; Олег Витальевич Абызов
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2020-07-31

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к упругим соединениям, в частности к муфтам, и может быть использована для передачи крутящего момента между вращающимися деталями в различных областях техники. Муфта содержит ведущие и ведомые опорные элементы и установленные между ними упругие элементы. Ведущие и ведомые опорные элементы выполнены квазитавровой формы и размещены таким образом, что их стойки расположены в одной плоскости. Упругие элементы выполнены трубчатой формы (цельными или составными из пластинчатых пружин). Технический результат - повышение амортизации ударных нагрузок и вибрации.The utility model relates to the field of mechanical engineering, namely to elastic connections, in particular to couplings, and can be used to transfer torque between rotating parts in various fields of technology. The clutch contains leading and driven supporting elements and elastic elements installed between them. The leading and driven supporting elements are made of quasi-T-shape and are placed in such a way that their posts are located in the same plane. Elastic elements are made of tubular shape (one-piece or composite from leaf springs). The technical result is an increase in shock and vibration damping.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к упругим соединениям, в частности к муфтам, и может быть использована для передачи крутящего момента между вращающимися деталями в различных областях техники.The utility model relates to the field of mechanical engineering, namely to elastic connections, in particular to couplings, and can be used to transfer torque between rotating parts in various fields of technology.

Известна муфта для упругого соединения, включающая две полумуфты, на фланце одной из которых расположены кулачки, а в пазах второй полумуфты - упругие элементы из резины (Поляков В.С., Барбаш И.Д., Ряховский О.А. Справочник по муфтам. - Л.: Машиностроение, 1979, рис. III. 61).Known coupling for an elastic connection, including two half couplings, on the flange of one of which there are cams, and in the grooves of the second coupling half - elastic elements made of rubber (Polyakov V.S., Barbash I.D., Ryakhovsky O.A. Handbook of couplings. - L .: Mechanical Engineering, 1979, Fig. III. 61).

Однако при передаче крутящего момента в каждом направлении сжимающую нагрузку воспринимает только половина упругих элементов, через один, что приводит к неравномерности распределения нагрузки между упругими элементами и разрушению указанных элементов, воспринимающих нагрузку. Кроме того, при работе муфты упругие элементы нагреваются до значительных температур (до 80-100°С), превышающих рабочую температуру резины, что также увеличивает разрушаемость элементов. Все это обуславливает возможность применения описанной муфты только для передачи малых крутящих моментов.However, when the torque is transmitted in each direction, the compressive load is perceived by only half of the elastic elements, through one, which leads to uneven distribution of the load between the elastic elements and the destruction of these elements that receive the load. In addition, during the operation of the clutch, the elastic elements are heated to significant temperatures (up to 80-100 ° C), exceeding the operating temperature of rubber, which also increases the destructibility of the elements. All this leads to the possibility of using the described clutch only for transmitting low torques.

Наиболее близкой по технической сущности является муфта, содержащая ведущие опорные элементы, выполненные в форме ковшей, ведомые опорные элементы, выполненные в форме стержней и расположенные во внутренней полости ковшей, а также упругие элементы, установленные между каждой боковой внутренней поверхностью ковша и стержня (SU988198, опубл. 07.01.83). Упругие элементы выполнены в виде нескольких витков троса, проходящих через отверстия вспомогательных элементов, жестко связанных ведущими и ведомыми опорными элементами. При этом витки троса соосны и параллельны между собой, а две точки крепления каждого витка троса с помощью опорных элементов жестко связаны с ведущими и ведомыми опорными элементами и расположены на оси перпендикулярной оси привода ведущей и ведомой частей.The closest in technical essence is a clutch containing leading support elements made in the form of buckets, driven support elements made in the form of rods and located in the inner cavity of the buckets, as well as elastic elements installed between each side inner surface of the bucket and the rod (SU988198, publ. 07.01.83). The elastic elements are made in the form of several turns of the cable passing through the holes of the auxiliary elements, rigidly connected by the leading and driven supporting elements. In this case, the cable turns are coaxial and parallel to each other, and the two attachment points of each cable turn by means of support elements are rigidly connected to the leading and driven support elements and are located on the axis perpendicular to the drive axis of the driving and driven parts.

Конструктивное исполнение и расположение ведущих и ведомых опорных элементов обуславливает сложность конструкции, а также приводит к их смещению друг относительно друга (и ведущей и ведомой частей) и, следовательно, невозможности передавать крутящие моменты, в том числе большие крутящие моменты. Кроме того, расположение упругого элемента между каждой боковой поверхностью ковша и стержня также усложняет конструкцию муфты, что предопределяет особые требования в облуживании и уходе. При этом выполнение упругого элемента в виде витков троса приводит к тому, что они контактируют с поверхностями опорных элементов точечно, а это также повышает риск смещения ведущих и ведомых опорных элементов друг относительно друга, приводит к их деформации, а в некоторых случаях - к разрушению и снижению демпфирования динамических нагрузок и, следовательно, невозможности выполнения муфтой своей функции (передачи крутящего момента) при длительных и/или больших нагрузках, а также при больших скоростях вращения соединяемых деталей.The design and location of the leading and driven supporting elements causes the complexity of the design, and also leads to their displacement relative to each other (both the driving and driven parts) and, therefore, the impossibility of transmitting torques, including large torques. In addition, the location of the elastic element between each side surface of the bucket and the rod also complicates the design of the clutch, which predetermines special requirements for service and maintenance. At the same time, the implementation of the elastic element in the form of rope turns leads to the fact that they come into contact with the surfaces of the support elements pointwise, and this also increases the risk of displacement of the leading and driven support elements relative to each other, leads to their deformation, and in some cases - to destruction and reducing the damping of dynamic loads and, consequently, the inability of the clutch to perform its function (transmission of torque) under prolonged and / or large loads, as well as at high speeds of rotation of the parts to be connected.

Технической проблемой является создание простой надежной муфты, способной передавать большие крутящие моменты.A technical challenge is to provide a simple, reliable clutch capable of transmitting high torques.

Техническим результатом является повышение амортизации ударных нагрузок и вибрации.The technical result is to increase shock absorption and vibration absorption.

Технический результат достигается тем, что в муфте, содержащей ведущие и ведомые опорные элементы и установленные между ними упругие элементы, согласно полезной модели, ведущие и ведомые опорные элементы выполнены квазитавровой формы и размещены таким образом, что их стойки расположены в одной плоскости, а упругие элементы выполнены трубчатой формы.The technical result is achieved by the fact that in the clutch containing the leading and driven supporting elements and elastic elements installed between them, according to the utility model, the leading and driven supporting elements are made of quasi-T-shape and are placed in such a way that their posts are located in the same plane, and the elastic elements made of tubular shape.

В частных вариантах исполнения устройства каждый упругий элемент выполнен трубчатой формы цельным и/или составным из пластинчатых пружин.In particular versions of the device, each elastic element is made of tubular form as one-piece and / or composite of leaf springs.

Конструктивные особенности выполнения и расположения опорных элементов (квазитавровая форма и размещение стоек в одной плоскости) обеспечивают упрощение конструкции устройства и позволяют расположить элементы наиболее компактным образом, т.е. по кругу и стойками в одной плоскости, что позволяет при последующем соединении опорных элементов с соответствующими деталями (ведущими и ведомыми) равномерно распределить нагрузку между ними и исключить их смещение друг относительно друга. Выполнение упругих элементов трубчатой формы приводит к повышению площади контакта с поверхностями опорных элементов и исключению смещения опорных элементов друг относительно друга. В результате равномерное распределение нагрузки между опорными элементами, исключение их смещения друг относительно друга и повышение площади контакта с поверхностями опорных элементов в совокупности приводит к повышению амортизации ударных нагрузок и вибрации при передаче крутящего момента между вращающимися деталями.The design features of the execution and arrangement of the supporting elements (quasi-T-shape and the placement of the racks in one plane) simplify the design of the device and allow the elements to be arranged in the most compact way, i.e. in a circle and uprights in the same plane, which allows, during the subsequent connection of the supporting elements with the corresponding parts (leading and driven), to evenly distribute the load between them and eliminate their displacement relative to each other. The execution of tubular elastic elements leads to an increase in the contact area with the surfaces of the support elements and the elimination of displacement of the support elements relative to each other. As a result, the uniform distribution of the load between the support elements, the elimination of their displacement relative to each other and an increase in the contact area with the surfaces of the support elements together leads to an increase in shock absorption and vibration during the transfer of torque between rotating parts.

Выполнение упругих элементов трубчатой формы цельными или составными из пластинчатых пружин дополнительно усиливает достижение технического результата.The execution of tubular elastic elements as integral or composite of leaf springs further enhances the achievement of the technical result.

Заявленная полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид муфты, на фиг. 2 - опорный элемент (аксонометрическая проекция), на фиг. 3 - опорный элемент (вид сверху), на фиг. 4 - опорный элемент с упругим элементом (вид сверху), на фиг. 5 - опорный элемент с упругим элементом, выполненным трубчатой цельной формы (вид сбоку), на фиг. 6 - опорный элемент с упругим элементом трубчатой формы, выполненный составным из пластинчатых пружин (вид сбоку).The claimed utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a general view of the clutch, FIG. 2 - support element (axonometric projection), in Fig. 3 - support element (top view), in Fig. 4 - a supporting element with an elastic element (top view), Fig. 5 - a supporting element with an elastic element made of tubular one-piece shape (side view), FIG. 6 - a supporting element with a tubular elastic element made of leaf springs (side view).

Муфта содержит ведущие 1 и ведомые 2 опорные элементы, расположенные через один, и расположенные между ними упругие элементы 3. Количество опорных элементов 1, 2 соответствует четному числу.The clutch contains leading 1 and driven 2 supporting elements located through one, and located between them elastic elements 3. The number of supporting elements 1, 2 corresponds to an even number.

Ведущие и ведомые опорные элементы 1, 2 выполнены квазитавровой формы, т.е. имеющие форму двутавра со стойкой G в виде сектора кольца и расположенными под углом друг к другу полками A и B как показано на фиг. 2-4. На стойке G каждого опорного элемента выполнены отверстия D, E, F для крепежных элементов (на фиг. не показаны), с помощью которых ведущие опорные элементы 1 крепятся в ведущей вращающейся детали (например, ведущему валу), а ведомые опорные элементы 2 - к ведомой вращающейся детали. На полках A и B выполнены отверстия C для крепежных элементов 4, с помощью которых к полкам крепятся упругие элементы 3.The leading and driven supporting elements 1, 2 are made of a quasi-T-shape, i.e. I-beam-shaped with a column G in the form of a ring sector and angled flanges A and B as shown in FIG. 2-4. On the post G of each supporting element, holes D, E, F are made for fasteners (not shown in the figure), with the help of which the leading supporting elements 1 are attached to the driving rotating part (for example, the drive shaft), and the driven supporting elements 2 to driven rotating part. On the shelves A and B, holes C are made for fasteners 4, with which elastic elements 3 are attached to the shelves.

Опорные элементы 1, 2 являются взаимозаменяемыми, поскольку выполнены одинаковой формы, что значительно упрощает конструкцию устройства, его эксплуатацию и обслуживание.The supporting elements 1, 2 are interchangeable, since they are made of the same shape, which greatly simplifies the design of the device, its operation and maintenance.

Упругие элементы 3 выполнены трубчатой формы и в частных вариантах реализации могут быть выполнены цельными (в форме цилиндров как на фиг. 5) или составными из пакета пластинчатых пружин, образующих цилиндр, как изображено на фиг. 6, и каждый из них крепится с одной стороны к ведущему опорному элементу 1, а с другой - к ведомому опорному элементу 2. Упругие элементы 3 выполнены из материала с малоизменяющимися со временем упругими свойствами, например, из металла, в частности из стали, или из композиционных материалов.The elastic elements 3 are made of tubular shape and in particular implementations can be made in one piece (in the form of cylinders as in Fig. 5) or composed of a package of leaf springs, forming a cylinder, as shown in Fig. 6, and each of them is attached on one side to the leading supporting element 1, and on the other to the driven supporting element 2. The elastic elements 3 are made of a material with elastic properties that do not change much over time, for example, metal, in particular steel, or made of composite materials.

В качестве крепежных элементов 4 (и крепежных элементов для соединения опорных элементов 1, 2 с ведущим и ведомыми деталями) могут быть использованы хомуты, винты с гайками и планками, болты с хомутами, шпильки с планками или болты с планками. В одной муфте могут быть использованы различные типы крепежных элементов 4, например, как представлено на фиг. 1.Clamps, screws with nuts and strips, bolts with clamps, studs with strips or bolts with strips can be used as fasteners 4 (and fasteners for connecting the supporting elements 1, 2 with the driving and driven parts). Different types of fasteners 4 can be used in a single sleeve, for example as shown in FIG. 1.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При приложении крутящего момента к устройству появляются силы, действующие в поперечной плоскости упругих элементов 3 и стремящиеся раздвинуть или сблизить полки А и В ведущего опорного элемента 1 и ведомого опорного элемента 2, жестко связанных с ведущей и ведомой частями соответственно. Возникающие при этом относительные смещения ведущей и ведомой частей устраняются за счет деформации упругих элементов 3, работающих на сжатие, растяжение и сдвиг. При этом в варианте реализации устройства с упругими элементами 3 в виде пакета пластинчатых пружин (фиг. 6) демпфирование ударных нагрузок происходит в том числе и за счет сил трения между пластинами в пакете (помимо упругой деформации элементов 3 в целом).When a torque is applied to the device, forces appear that act in the transverse plane of the elastic elements 3 and tend to move apart or bring together the shelves A and B of the driving support element 1 and the driven support element 2, rigidly connected to the driving and driven parts, respectively. The resulting relative displacements of the driving and driven parts are eliminated due to the deformation of the elastic elements 3 working in compression, tension and shear. In this case, in the embodiment of the device with elastic elements 3 in the form of a package of leaf springs (Fig. 6), shock loads are damped, among other things, due to friction forces between the plates in the package (in addition to the elastic deformation of elements 3 as a whole).

Таким образом достигается повышение амортизации ударных нагрузок и вибрации и обеспечивается получение простой надежной муфты, способной передавать большие крутящие моменты (более 220000 Н*м).Thus, an increase in shock and vibration damping is achieved and a simple, reliable clutch is obtained, capable of transmitting large torques (more than 220,000 N * m).

Claims

1. A clutch containing leading and driven support elements and elastic elements installed between them, characterized in that the leading and driven support elements are made of quasi-T-shape and are placed in such a way that their posts are located in the same plane, and the elastic elements are made of tubular shape.

2. The clutch of claim. 1, characterized in that each elastic element is made in one piece.

3. The clutch according to claim. 1, characterized in that each elastic element is made up of leaf springs.