UA114916C2 - Торцева пружна муфта - Google Patents

Abstract

Винахід належить до машинобудування. Торцева пружна муфта містить з'єднувальний елемент, виконаний у вигляді циліндричного стрижня, встановленого в зазорі між валами, у торцях валів виконано пази. На валах установлено зовнішню втулку, на циліндричному стрижні розміщено еластичну втулку. Зазначені пази розташовані перпендикулярно осям валів, виконані наскрізними циліндричними та охоплюють бічну поверхню стрижня. Торцеві поверхні останнього виконано радіусом, що дорівнює радіусу з'єднуваних валів. Торцеві поверхні циліндричного стрижня, еластичної втулки та бічні поверхні з'єднуваних валів, спряжені із внутрішньою поверхнею зовнішньої втулки. Технічним результатом є збільшення площі робочих поверхонь, рівномірний розподіл напруження та можливість передавати більший крутний момент.

Description

Винахід належить до машинобудування деталей машин загально технічного призначення, зокрема, до муфт - механізмів, призначених для з'єднання співвісних валів і передачі ними крутного моменту від ведучого вала до веденого.

Широке поширення одержали торцеві пружні муфти, які при передачі крутного моменту дозволяють компенсувати незначні відхилення валів, що допускаються (радіальні, осьові, кутові, іноді і їх комбінації), від їх правильного геометричного розташування. Крім того, наявність будь-якого пружного елемента в складі таких муфт дає можливість згладжувати (демпфірувати) вібрації та різкі зміни величини передаваного крутного моменту при остановах-запусках і реверсивному ходу.

Відоме з'єднання валів (патент на корисну модель Мо 62676 "З'єднання валів" МПК 168 31/00, Е160 1/00, Україна, Бюл. Мо 17, 2011 р.), що містить у собі ведучий і ведений вали, котрі з'єднуються між собою диском зі стрижнями по обидва боки, на яких виконано різі. При цьому стрижні виконано ексцентрично відносно загальної вісі з'єднуваних валів і вгвинчуються в їхні торці. Основний недолік такого технічного рішення полягає в тому, що при монтажу-демонтажу з'єднання в обов'язковому порядку потребує розсування з'єднуваних валів, що найчастіше неможливо або важко здійснити. Крім того, при вгвинчуванні стрижнів з диском у з'єднувані вали практично неможливо досягти повного збігу циліндричних поверхонь з'єднуваних валів із циліндричною поверхнею диска, що може викликати дисбаланс обертових валів, а отже, знижує міцність конструкції.

Найбільш близьким технічним рішенням є з'єднання валів (Патент РФ 2036340 "Соединение валов", МПК Е1601/00, опубл. 27.05 1995), що містить з'єднувальний елемент у вигляді циліндричного стрижня і розміщений в осьовому зазорі між взаємооберненими торцями з'єднуваних валів, профільовані кінці якого розміщено у відповідних пазах валів і обкреслені у вигляді двох взаємоперпендикулярних напрямках дугами окружностей.

Недоліками такого з'єднання валів є суттєві обмеження величини передаваного крутного моменту, оскільки циліндричний елемент виконано з ексцентриситетами, що створює різні по величині радіальні навантаження, які в результаті порушують баланс обертових мас. При цьому, за твердженням автора, надійність з'єднання валів підвищується зі збільшенням ексцентриситету, а це, у свою чергу, призводить до ще більшого дисбалансу обертових мас.

Зо Складання-розбирання з'єднання потребує, хоча й незначного, розсування валів. У запропонованому з'єднанні також відсутня можливість компенсації загальноприйнятих припустимих відхилень з'єднуваних валів (радіальні, осьові, кутові, іноді та їхні комбінації) від їх правильного геометричного розташування. Крім того, недоліком є технологічна складність виготовлення циліндричного елемента, що потребує спеціальної оснастки та спеціального устаткування для одержання сполучних трьох дугових поверхонь (К1, К2, КЗ), які виконуються на з'єднуваних валах та ексцентрично в циліндричному елементі. Всі вищезазначені недоліки знижують міцність конструкції.

В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення конструкції торцевої пружної муфти, у якій збільшення площі робочих поверхонь елементів муфти, що передають крутний момент, приводить до рівномірного розподілу напружень, підвищуючи, тим самим, і міцність конструкції, і можливість передавати більший крутний момент.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в торцевій пружній муфті що містить з'єднувальний елемент, виконаний у вигляді циліндричного стрижня, встановленого в зазорі між валами, у торцях яких виконано пази, відповідно до винаходу на валах установлено зовнішню втулку, на циліндричному стрижні розміщено еластичну втулку, а торці циліндричного стрижня виконано радіусом, що дорівнює радіусу з'єднуваних валів, пази виконано наскрізними циліндричними, перпендикулярно осям валів, при цьому циліндричний стрижень, еластична втулка та з'єднувані вали, спряжені із внутрішньою поверхнею зовнішньої втулки.

Наявність на торцях з'єднуваних валів наскрізних циліндричних пазів, у яких установлено циліндричний стрижень, дозволяє збільшити контактуючі робочі площі та знизити напруження, що виникають при деформації крутіння. Крім того, при складанні-розбиранні всього з'єднання не потрібно здійснювати розсування валів.

Наявність еластичної втулки дозволяє, з одного боку, компенсувати при складанні припустимі відхилення з'єднуваних валів від їх правильного геометричного розташування, з іншого - згладжувати (демпфірувати) різкі зміни величини передаваного крутного моменту, забезпечуючи плавну безшумну роботу муфти.

Наявність зовнішньої втулки, усередині якої розміщено циліндричний стрижень із еластичною втулкою, установлені в наскрізні циліндричні пази на торцях з'єднуваних валів, дозволяє рівномірно розподілити напруження від радіальних зусиль, що виникають при бо передачі крутного моменту.

На наведених кресленнях показано запропоновану торцеву пружну муфту:

Фіг. 1 - рронтальна проекція муфти,

Фіг. 2 - горизонтальна проекція муфти в осьовому розрізі А-А,

Фіг. З - муфта в розрізі Б-Б.

Запропонована торцева пружна муфта містить з'єднувані вали 1 і 2, на торцях яких перпендикулярно їхнім осям виконано наскрізні циліндричні пази З, у яких розміщено циліндричний стрижень 4 з надітою на нього еластичною втулкою 5. Поверхні торців стрижня 4 виконано циліндричними радіусом, що дорівнює радіусу з'єднуваних валів 71 і 2. Кінці з'єднуваних валів, 1 і 2, циліндричний стрижень 4 з еластичною втулкою 5 сполучені з внутрішньою поверхнею зовнішньої втулки б, що надіта на з'єднувані вали 1 і 2. Для забезпечення безпеки при можливій вібрації муфти зовнішня втулка б обмежена в осьовому переміщенні наявністю пружних розрізних кілець 7, установлених на з'єднуваних валах 1 і2 з обох її торців.

Складання торцевої пружної муфти відбувається в такий спосіб. На один з кінців співвісних з'єднуваних валів 1 або 2 до початку монтажу надівається зовнішня втулка 6 і відводиться уздовж вісі вала. Між з'єднуваними валами 1 і 2 установлюється необхідний монтажний зазор І.

Далі поворотом одного зі з'єднуваних валів 1 або 2 їх орієнтують так, щоб наскрізні циліндричні пази З на торцях обох валів були розташовані симетрично опозитно. Потім у зоні монтажного зазору І у наскрізні циліндричні пази З з'єднуваних валів 1 і 2 установлюють циліндричний стрижень 4 з еластичною втулкою 5. Після цього зовнішня втулка б переміщується уздовж вісі з'єднуваних валів 1 і 2 та встановлюється симетрично щодо циліндричного стрижня 4, забезпечуючи робочий стан. Від осьового переміщення зовнішньої втулки б уздовж вісі з'єднуваних валів 1 і 2 вона фіксується стандартними розрізними пружинними кільцями 7, які встановлюються в кільцевих проточуваннях з'єднуваних валів 1 ії 2. Складання завершено.

Розбирання здійснюється у зворотному порядку.

Торцева пружна муфта працює в такий спосіб.

Крутний момент від одного вала до іншого (1 або 2) передається через робочі поверхні циліндричного стрижня 4, еластичну втулку 5 і наскрізні циліндричні пази З на торцях валів! і2 по всьому їхньому діаметральному перерізу. При передачі крутного моменту на робочих

Зо поверхнях наскрізних циліндричних пазів З з'єднуваних валів 1 і 2, еластичної втулки 5 і циліндричного стрижня 4 виникають радіальні й осьові зусилля. Осьові зусилля сприймають стандартні підшипникові вузли (на фіг. не показано), звичайно встановлювані в механізмах з обертовими валами. Радіальні зусилля сприймаються зовнішньою втулкою 6, рівномірно розподіляючись по її внутрішній поверхні. Ці зусилля являють собою деформацію зминання, що у порівнянні з іншими деформаціями в опорі матеріалів мають найбільш припустимі напруження.

Поперечний діаметр циліндричного стрижня 4 розраховується, виходячи із заданого крутного моменту на з'єднуваних валах 1 і 2 та величини монтажного зазору І.

Запропонована торцева пружна муфта дозволяє, не порушуючи властивостей, передавати крутний момент в реверсному режимі.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Торцева пружна муфта, що містить з'єднувальний елемент, виконаний у вигляді циліндричного стрижня, встановленого в зазорі між валами, у торцях валів виконано пази, яка відрізняється тим, що на валах установлено зовнішню втулку, на циліндричному стрижні розміщено еластичну втулку, а зазначені пази розташовані перпендикулярно осям валів, виконані наскрізними циліндричними та охоплюють бічну поверхню стрижня, торцеві поверхні якого виконано радіусом, що дорівнює радіусу з'єднуваних валів, при цьому торцеві поверхні циліндричного стрижня, еластичної втулки та бічні поверхні з'єднуваних валів, спряжені із внутрішньою поверхнею зовнішньої втулки.