SU1160148A2

SU1160148A2 - Elastic coupling

Info

Publication number: SU1160148A2
Application number: SU833621530A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Васильевич Иевлев; Виталий Михайлович Рогачев
Original assignee: Предприятие П/Я А-1125; Северо-Западный Заочный Политехнический Институт
Priority date: 1983-07-15
Filing date: 1983-07-15
Publication date: 1985-06-07

Abstract

1. УПРУГАЯ МУФТА по авт. св. № 964298, отличающа с тем, что, с .целью расширени диапазона передаваемых моментов и повышени виброизолируюших свойств, она снабжена дополнительными упругими элементами с регулируемой жесткостью, закрепленными между гибкими стержн ми в средней их части. / 2.Муфта по п. 1, отличающа с тем, что дополнительный упругий элемент выполнен в виде пневматического амортизатора , а средства регулировани жесткости - в виде центробежного компрессора, установленного на одной из полумуфт и св занного с полостью амортизатора посредством регул тора. 3.Муфта.по п. 2, отличающа с тем, что регул тор выполнен в виде встроенного в пневматический амортизатор игольчатого клапана, игла, которого закреплена на одном из гибких стержней, а седло - на другом. (Л о: 001. ELASTIC COUPLING auth. St. No. 964298, characterized in that, in order to expand the range of transmitted moments and enhance vibration-isolating properties, it is provided with additional elastic elements with adjustable stiffness fixed between the flexible rods in their middle part. 2. A coupling according to claim 1, characterized in that the additional elastic element is designed as a pneumatic shock absorber, and the means for adjusting stiffness as a centrifugal compressor mounted on one of the coupling halves and connected to the cavity of the shock absorber by means of a regulator. 3. Mufta.po on p. 2, characterized in that the regulator is made in the form of a needle valve built into the pneumatic damper, the needle, which is fixed on one of the flexible rods, and the saddle - on the other. (L o: 00

Description

Изобретение относитс к машиностроению , в частности к устройствам дл передачи вращени , и используетс дл соединени валов в услови х перекосов и смещени осей, а также в услови х вибрации.The invention relates to mechanical engineering, in particular to devices for transmitting rotation, and is used to connect shafts under conditions of distortion and displacement of the axes, as well as under conditions of vibration.

Цель изобретени - расщирение диапазона передаваемых моментов и повыщение виброизолирующих свойств.The purpose of the invention is to expand the range of transmitted moments and increase the vibration-insulating properties.

На фиг. 1 изображена принципиальна схема муфты; на фиг. 2 - вариант конструкции муфты с дополнительными упругими элементами в виде пневматических амортизаторов; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - регул тор в виде игольчатого клапана, встроенного в пневматический амортизаторFIG. 1 is a schematic diagram of the coupling; in fig. 2 - a variant of the design of the coupling with additional elastic elements in the form of pneumatic shock absorbers; in fig. 3 shows section A-A in FIG. 2; in fig. 4 - regulator in the form of a needle valve embedded in a pneumatic shock absorber

Муфта содержит ведущую 1 и ведомую 2 полу муфты, на. обращенных одна к другой поверхност х которых выполнены выступы 3 и 4. Между выступами установлены упругие элементы в виде гибких стержней 5 и 6, расположенных тангенциально, которые одними соседними концами креп тс к выступам 3 ведущей полумуфты, а другими - к выступам 4 ведомой полумуфты.The clutch contains a master 1 and a slave 2 semi clutch, on. facing one another the surfaces of which protrusions 3 and 4 are made. Between the protrusions, elastic elements are installed in the form of flexible rods 5 and 6 arranged tangentially, which are attached to the projections 3 of the leading coupling half by one ends and the other driven half coupling by projections 4.

Средние части гибких стержней .5 и 6 упругих элементов соединены дополнительным упругим элементом 7 регулируемой жесткости. Дополнительные упругие элементы сообщены с источником 8 питаний через регул тор 9, управл емый датчиком 10 режима работы валопровода или механизма , например датчиком передаваемого крут щего момента.The middle parts of the flexible rods .5 and 6 of the elastic elements are connected by an additional elastic element 7 of adjustable stiffness. The additional elastic elements communicate with the power source 8 through the regulator 9, controlled by the sensor 10 of the operating mode of the shaft line or mechanism, for example, the sensor of the transmitted torque.

В варианте конструкции муфты (фиг. 2 и 3) дополнительные упругие элементы регулируемой жесткости выполнены в виде пневматического амортизатора 11, состо щего из эластичного элемента 12, соедин ющего торцевые стенки 13 и .образующего замкнутую полость 14. Торцевые стенки 13 закреплены на серединах гибких стержлей 5 и 6 упругого элемента. Пневматические амортизаторы соединены с источником питани , например, центробежным компрессором 15, установленным, например, на ведущей полумуфте 1. Камера 16 нагнетани центробежного компрессора 15 с помощью трубопроводов 17 сообщаетс с полост ми 14 пневматических амортизаторов.In the embodiment of the coupling design (Figs. 2 and 3), additional elastic elements of adjustable stiffness are made in the form of a pneumatic shock absorber 11 consisting of an elastic element 12 connecting the end walls 13 and forming a closed cavity 14. The end walls 13 are fixed on the middle of flexible rods 5 and 6 of the elastic element. Pneumatic shock absorbers are connected to a power source, for example, a centrifugal compressor 15 mounted, for example, on a leading coupling half 1. The discharge chamber 16 of the centrifugal compressor 15 is connected to the cavities 14 of pneumatic dampers by means of pipelines 17.

В одном или нескольких пневматических амортизаторах 11 встроец регул тор, вьни тненный, например, в виде нормально откр.. ioro клапана 18 игольчатого типа (фиг. 4).. Клапан 18 смонтирован на одной из торцевых стенок 13 пневматического амортизатора 11 и своей иглой 19 воздействует с седлом 20, выполненным с внутренней стороны , противоположной торцевой стенке 13.In one or several pneumatic shock absorbers 11, the regulator is adjustable, for example, in the form of a normally open .. ioro needle type valve 18 (Fig. 4) .. The valve 18 is mounted on one of the end walls 13 of the pneumatic shock absorber 11 and its needle 19 acts with a saddle 20, made on the inner side opposite the end wall 13.

Гибкие стержни 5 и 6 упругих элементов , деформаци которых зависит от величины передаваемого муфтой крут щего момента , одновременно выполн ют функции датчика режима работы валопровода.The flexible rods 5 and 6 of the elastic elements, the deformation of which depends on the magnitude of the torque transmitted by the clutch, simultaneously perform the functions of the shafting operating mode sensor.

Упруга муфта работает следующим образом .Elastic coupling works as follows.

При передаче крут щего момента гибkиe стержни 5 и 6 упругих элементов нагружаютс продольными силами, которые вызывают изгиб гибких стержней упругих элементов и перемещение их средних частей навстречу один другому. Этому перемещению преп тствует доЪолнительный упругий элемент 7 регулируемой жесткости , при сжатии которого возникают восстанавливающие усили , уменьшающие деформации гибких стержней упругих элементов .When transmitting torque, the flexible rods 5 and 6 of the elastic elements are loaded with longitudinal forces that cause the flexible rods of the elastic elements to bend and move their middle parts towards one another. This movement is prevented by an additional elastic element 7 of adjustable stiffness, during compression of which there are restoring forces that reduce the deformations of the flexible rods of the elastic elements.

Вследствие этого увеличиваетс крити , ческое значение крут щего момента, при котором гибкие стержни 5 и 6 упругих элементов тер ют устойчивость, а крутильна жесткость муфты принимает минимальное значение, близкое к нулевому. Поэтому . дл вывода упругой муфты на оптимальный режим работы, при котором ее виброизолирующие свойства станов тс наилучшими , требуетс больший крут щий момент .As a result, the critical value of the torque increases, at which the flexible rods 5 and 6 of the elastic elements lose stability and the torsional rigidity of the coupling takes on a minimum value close to zero. Therefore . in order to bring the elastic coupling to the optimum mode of operation, in which its vibration-insulating properties become the best, a greater torque is required.

Таким образом, введение дополнительных упругих элементов 7 регулируемой жесткости позвол ет существенно повысить нагрузочную способность упругой муф . ты.Thus, the introduction of additional elastic elements 7 of adjustable stiffness can significantly increase the load capacity of the elastic sleeves. you.

Настройка упругой муфты на оптимальный режим работы, при котором обеспечиваютс повышенные вифоизолирующие свойства ее, осуществл етс путем автоматического регулировани жесткости дополнительных упругих элементов 7 за счет энергии источника 8 питани , поступление которой определ етс регул тором 9. Послед5 НИИ управл етс сигналами от датчика 10 режима работы валопровода или механизма , например датчика крут щего момента.Adjusting the elastic coupling to the optimum mode of operation, in which its enhanced insulating properties are provided, is carried out by automatically adjusting the stiffness of the additional elastic elements 7 due to the energy of the power source 8, the flow of which is determined by the regulator 9. The sequence of the scientific research institute is controlled by signals from the mode sensor 10 shaft line or mechanism, such as a torque sensor.

Таким образом существенно расщир етс диапазон эффективной работы упругойIn this way, the effective performance range of the elastic

0 муфты, в котором она имеет повыщенные виброизолирующие свойства, так как управление жесткостью дополнительных упругих элементов 7 обеспечивает возможность ра- боты гибких стержней 5 и 6 упругих элементов вблизи, зоны потери ими устойчивости в широких пределах изменени передаваемого крут щего момента0 of the coupling, in which it has enhanced vibration-insulating properties, since the control of the stiffness of the additional elastic elements 7 allows the flexible rods 5 and 6 of elastic elements to work close to the zone where they lose stability over a wide range of variation of the transmitted torque

При работе упругой муфты питание рабочей средой (воздухом) пневматических амортизаторов 11 осуществл етс от цен0 трабежного компрессора 15, который подает сжатый воздух из камеры 16 нагнетани по трубопроводам 17 в полости 14 пневматических амортизаторов 11, откуда выходит через нормал1; но открытый клапан 18 (фиг. 2 и 3).During the operation of the elastic coupling, the working medium (air) of the pneumatic shock absorbers 11 is supplied from a centrifugal compressor 15, which supplies compressed air from the pressure chamber 16 through pipelines 17 into the cavity 14 of the pneumatic shock absorbers 11, from which it leaves through the normal1; but open valve 18 (Fig. 2 and 3).

5 Жесткость пневматических амортизаторов 11 зависит от величины давлени воздуха в их полост х 14 и/с увеличением давлени увеличиваетс .5 The stiffness of the pneumatic shock absorbers 11 depends on the magnitude of the air pressure in their cavities 14 and / with increasing pressure increases.

При вращении упругой муфты в камере 16 нагнетани центробежного компрессора создаетс избыточное давление воздуха , величина которого зависит от частоты вращени муфты.During the rotation of the elastic coupling in the pressure chamber 16 of the centrifugal compressor, an excessive air pressure is created, the value of which depends on the rotation frequency of the coupling.

При работе упругой муфты на холостом ходу (без передачи крут щего момента) деформаци гибких стержней 5 и 6 упругих элементов отсутствует, клапаны 18 открыты и в полост х 14 пневматических амортизаторов 11 избыточное давление возДуха равно нулю, а их жесткость минимальна .When the elastic coupling is idling (without torque transfer), the deformation of the flexible rods 5 and 6 of the elastic elements is absent, the valves 18 are open and in the cavity 14 of the pneumatic shock absorbers 11 the air overpressure is zero and their rigidity is minimal.

При приложении крут щего момента благодар деформации (изгибу) - гибких стержней 5 и 6 упругих элементов муфты происходит уменьщение зазора между иглой 19 и седлом 20 клапанов 18, т. е, увеличение сопротивлени клапанов 18 и соответственно увеличение давлени воздуха в полост х 14 и жесткости пневматических амортизаторов 11. По вл етс восстанавливаю ее усилие от пнев1У(атических амортизаторов ., преп тствующих деформации гибких стержней 5 и 6 упругих элементов упругой муфты. Чем больше жесткость .(давление воз.духа в полост х 14) пневматических амортизаторов 11, тем больший крут щий момент может передать упруга муфта и, следовательно, больше ее нагрузочна способность.When a torque is applied, due to the deformation (bending) of the flexible rods 5 and 6 of the elastic elements of the coupling, the gap between the needle 19 and the seat 20 of the valve 18 decreases, i.e., the resistance of the valves 18 increases and, accordingly, the air pressure in the cavity 14 increases and rigidity pneumatic shock absorbers 11. I regain its force from pneumatic shock absorbers that prevent the deformation of the flexible rods 5 and 6 of the elastic elements of the elastic coupling. The greater the stiffness (air pressure in the cavity 14) of the pneumatic shock absorbers 11, the greater the torque that the clutch can transfer, and, consequently, the greater its load capacity.

При определенной частоте вращени и определенном крут щем моменте давление воздуха в пневматических амортизаторах (их жесткость) станов тс такими, что наступает равновесие между восстанавливающими усили ми, действующими от пневматических амортизаторов на гибкие стержни 5 и 6 упругих элементов, и поперечными силами, возникающими при деформаци х , когда гибкие стержни 5 и 6 начинают тер ть устойчивость. В этот момент крутильна жесткость упругой муфты становитс минимально близкой к нулевой следовательно, ее виброизолирующие свойст ва - максимальными.At a certain frequency of rotation and a certain torque, the air pressure in the pneumatic shock absorbers (their stiffness) becomes such that an equilibrium between the restoring forces acting from the pneumatic shock absorbers on the flexible rods 5 and 6 of the elastic elements and the transverse forces arising during deformation x, when flexible rods 5 and 6 begin to lose stability. At this moment, the torsional stiffness of the elastic coupling becomes minimally close to zero, hence its vibration-isolating properties are maximum.

При повышении частоты вращени и св занного с этим крут щего момента увеличиваетс давление в камере 16 нагнетани центробежного компрессора 15, а значит и в полост х 14 пневматических амортизаторов 11. При этом повышаетс их жесткость , увеличиваютс . восстанавливающиеWith an increase in the frequency of rotation and the associated torque, the pressure in the pressure chamber 16 of the centrifugal compressor 15 increases, and hence in the cavity 14 of the pneumatic shock absorbers 11. At the same time, their rigidity increases. restoring

усили от пневматических амортизаторов 11 на гибкие стержни 5 и 6 упругих элементов. Благодар этому компенсируетс увеличение крут щего момента, а гибкие стержни 5 и 6 поддерживаютс в состо нии, близком к потере устойчивости. Таким образом автоматически обеспечиваютс повышенньЕе виброизолирующие свойства упругой муфты на новом режиме работы..force from the pneumatic shock absorbers 11 to the flexible rods 5 and 6 of the elastic elements. Due to this, the increase in torque is compensated, and the flexible rods 5 and 6 are maintained in a state close to loss of stability. Thus, the enhanced vibration-insulating properties of the elastic coupling on the new mode of operation are automatically ensured.

Чем больше увеличение жесткости (давление воздуха в полост х 14) пневматических амортизаторов И, тем больще крут щий момент может передать упруга муфта и, следовательно, больше ее нагрузочна способность.The greater the increase in stiffness (air pressure in the cavity 14) of the pneumatic shock absorbers AND, the greater the torque that the elastic coupling can transmit and, consequently, the more its load capacity.

Закон изменени жесткости пневматических амортизаторов 11 в зависимости от режима работы валопровода или механизма , при котором поддерживаютс повышенные виброизолирующие свойства упругой муфты, обеспечиваетс подбором расходных характеристик клапанов 18 и центробежного компрессора 15. ,The law of change in stiffness of pneumatic shock absorbers 11, depending on the mode of operation of the shafting or mechanism, which maintains the increased vibration-insulating properties of the elastic coupling, is ensured by the selection of the flow characteristics of the valves 18 and the centrifugal compressor 15.,

Таким образом, конструкци предлагаемой упругой муфты в отличие от известной обладает повышенной нагрузочной способностью , благодар введению дополнительных упругих элементов и повыщенным виброизолирующим свойствам в широком диапазоне изменени крут щего момента за счет возможности регулировани жесткости дополнительных упругих элементов в зависимости от режима работы, валопровода или механизма и, следовательно, позвол ет расширить диапазон эффективной работы упругой муфты, сохран высокие компенсирующие свойства, присущие известной муфте.Thus, the design of the proposed elastic coupling, in contrast to the known one, has an increased load capacity due to the introduction of additional elastic elements and enhanced vibration-proofing properties in a wide range of torque variation due to the possibility of adjusting the stiffness of additional elastic elements depending on the operation mode, shaft line or mechanism and therefore, it allows to expand the range of effective operation of the elastic coupling, retaining the high compensating properties inherent in famous clutch.

Технико-экономическа эффективность при использовании предложенной упругой муфты заключаетс в том, что повышаетс нагрузочна способность при сохранении габаритных и жесткостных характеристик гибких стержней упругих элементов при незначительном увеличении осевых габаритов муфты, улучшаютс виброизолируюшие свойства в широком диапазоне нагрузок , кроме того оптимальный режим работы муфты, при котором ее крутильна жесткость минимальна , устанавливаетс автоматически , гибкие упругих элементов совмещают функции как виброизолирующих элементов, передающих крут щий момент, так и датчика режима работы валопровода или мех:анизма.Technical and economic efficiency when using the proposed elastic coupling is that it increases the load capacity while maintaining the overall and stiffness characteristics of the flexible rods of elastic elements with a slight increase in the axial dimensions of the coupling, improves the vibration-insulating properties in a wide range of loads, moreover, the optimum operation mode of the coupling, with in which its torsional stiffness is minimal is established automatically, the flexible elastic elements combine the functions of vibration damping uyuschih elements transmitting the torque, and sensor mode shafting or fur: anizma.

Claims

1. ELASTIC COUPLING by ed.

St. No. 964298, characterized in that, in order to expand the range of transmitted moments and increase vibration isolation properties, it is equipped with additional elastic elements with adjustable stiffness, fixed between the flexible rods in their middle part. / '

2. Coupling in π. 1, characterized in that the additional elastic element is made in the form of a pneumatic shock absorber, and the means for controlling stiffness are in the form of a centrifugal compressor mounted on one of the coupling halves and connected to the cavity of the shock absorber by means of a regulator.

3. The coupling, according to p. 2, characterized in that the regulator is made in the form of a needle valve built into the pneumatic shock absorber, a needle which is mounted on one of the flexible rods, and the saddle on the other.

FIG. 1