КОМПЕНСАЦИОННАЯ МУФТА Российский патент 1995 года по МПК F16D3/52 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для соединения валов и передачи крутящего момента в условиях наличия перекосов и смещения осей валов соединяемых агрегатов.

Известна упругая муфта [1] содержащая две фланцевые полумуфты, соединенные с помощью упругих элементов, выполненных в виде отрезков троса, в которой для повышения компенсирующих свойств и снижения давления на валы она снабжена кольцом, расположенным между полумуфтами, а упругие элементы выполнены в виде скоб, радиально огибающих кольцо, и соединенных обоими концами с одной из полумуфт, при этом соседние упругие элементы соединены с разными полумуфтами.

Недостатком известной муфты является наличие осевых сил на валах, соединенных муфтой, агрегатов при передаче крутящего момента, которые отрицательно влияют на долговечность подшипниковых узлов этих агрегатов, кроме этого, у них низкая надежность в работе, допускают сравнительно небольшие величины рассогласований соосности валов агрегатов, сложны при монтаже упругих элементов.

Известна упругая муфта [2] содержащая две полумуфты, имеющие на торцах фланцев отверстия, через которые пропущен соединяющий их гибкий трос, в которой для улучшения пусковых характеристик муфты одна из ее полумуфт снабжена установленной соосно подпружиненной и подвижной в осевом направлений фланцевой обоймой с отверстиями на торце для упомянутого троса, соединяющего ее с обеими полумуфтами.

Недостатком известной муфты являются осевые силы, действующие на подшипниковые узлы соединяемых агрегатов и возникающие в связи с тем, что жестко сидящие на валах агрегатов полумуфты при передаче крутящего момента стремятся подтянуть торцы соединяемых валов друг к другу.

Наиболее близким устройством по конструкции к изобретению является компенсационная муфта [3] содержащая две полумуфты, соединенные посредством гибкого звена, средняя часть которого расположена в выполненных на одной из полумуфт равномерно по окружности отверстиях, а концы закреплены на другой полумуфте, а также средство натяжения гибкого звена, выполненное в виде пружины сжатия, в которой для повышения надежности и долговечности путем снижения осевых усилий на полумуфты при их осевом смещении, полумуфты расположены концентрично, внутренняя полумуфта выполнена в виде шлицевого вала и двух установленных на нем с возможностью осевого перемещения шлицевых втулок, гибкое звено выполнено в виде отдельных отрезков, концы которых закреплены на шлицевых втулках, отверстия под средние части отрезков выполнены на наружной полумуфте, и расположены в зоне средней части участка шлицевого вала между втулками, а пружина сжатия расположена между взаимообращенными торцами последних.

При вращении ведомой полумуфты по мере возрастания прикладываемого момента концы гибких звеньев начинают тянуть шлицевые втулки вдоль вала навстречу друг другу. Находящаяся между ними пружина сжатия препятствует их сближению, позволяя лишь частично приблизиться друг к другу. Благодаря возможности осевого смещения фланцевых втулок по шлицевому валу устраняется возможность передачи осевых усилий на валы соединяемых агрегатов, возникающих при натяжении канатных ветвей полумуфты, а наличие гибкой связи позволяет эффективно передавать крутящий момент при значительных рассогласованиях соосности валов соединяемых агрегатов.

Недостатком известной муфты является низкая ее надежность и незначительная долговечность. Это связано, во-первых, с наличием отдельных ветвей гибкого звена, которым из-за сложности крепления на фланцах трудно обеспечить одинаковую длину при монтаже, что вызывает различное их натяжение при работе, а значит и преждевременный выход из строя наиболее нагруженной ветви, во-вторых, места крепления ветвей гибкого звена на фланцах полумуфты являются слабыми звеньями, что резко снижает надежность работы муфты.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности компенсационной муфты путем обеспечения равномерного распределения нагрузки.

Это достигается тем, что в компенсационной муфте, содержащей две концентрично расположенные полумуфты, внутренняя полумуфта выполнена в виде шлицевого вала и двух фланцев, один из которых жестко закреплен на шлицевом валу, а другой установлен на нем с возможностью перемещения, наружная полумуфта выполнена в виде стакана с отверстиями в дне, гибкое звено, пропущенное сквозь отверстия в стакане и связанное с внутренней полумуфтой, а также пружину сжатия, установленную в контакте с подвижным фланцем, согласно изобретению она снабжена сухарями полукруглой формы, закрепленными на торцах фланцев с их внешней стороны между отверстиями, гибкое звено выполнено непрерывным, во фланцах внутренней полумуфты выполнены равномерно расположенные по окружности отверстия, соосные отверстиям в дне стакана, в которые последовательно пропущено гибкое звено с образованием петель, охватывающих сухари, а второй конец пружины сжатия размещен в контакте с неподвижным фланцем внутренней полумуфты.

На фиг. 1 изображена компенсационная муфта, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2.

Устройство компенсационной муфты содержит две концентрично расположенные полумуфты: ведущую полумуфту в виде шлицевого вала 1 и двух фланцев 2 и 3, один из которых жестко закреплен на шлицевом валу, а другой установлен на нем с возможностью осевого перемещения; ведомую полумуфту в виде стакана 4 с отверстиями 5 в дне. Гибкое звено 6, последовательно пропущенное сквозь отверстия 5 в стакане и отверстия 7 во фланцах ведущей полумуфты, направляется в них при помощи сухарей полукруглой формы 8. Причем отверстия 5 и 7 расположены равномерно по окружности и соосны. Натяжение гибкого звена осуществляется пружиной сжатия 9, один из концов которой контактирует с неподвижным фланцем, а другой с подвижным фланцем ведущей полумуфты.

При приложении крутящего момента к ведущей полумуфте отверстия 7, расположенные на ее фланцах, опережают отверстия 5, расположенные в дне стакана ведомой полумуфты, на которую действует момент сопротивления, на некоторый угол. Это вызывается тем, что крутящий момент передается от шлицевого вала 1 на фланцы 2 и 3 через гибкое звено 6, последовательно пропущенное через отверстия 5 и 7, на стакан ведомой полумуфты.

Так как со стороны ведомой полумуфты действует момент сопротивления, то средняя часть ветвей гибкого звена, опирающаяся на поверхность отверстий 5 стакана, начинает следовать за ведущей полумуфтой после преодоления ею момента сопротивления с отставанием на некоторый угол. При начале вращения ведомой полумуфты по мере возрастания прикладываемого момента ветви гибкого звена будут испытывать увеличивающееся натяжение, увлекая за собой подвижный вдоль оси шлицевого вала фланец 3, который будет стремиться сблизиться с жестко закрепленным фланцем 2. Находящаяся между ними пружина сжатия 9 препятствует этому сближению, сжимаясь пропорционально величине момента сопротивления.

За счет единой связи отдельных ветвей гибкого звена и возможности их направления сухарями полукруглой формы 8 в отверстия фланцев ведущей полумуфты происходит выравнивание натяжения ветвей гибкого звена с равномерным распределением нагрузки между ними. Наличие рассогласования соосности валов соединяемых агрегатов компенсируется в муфте за счет возможности осевого перемещения вдоль ветвей непрерывного гибкого звена одной полумуфты относительно другой, за счет частичного смещения, ограничиваемого пружиной сжатия, подвижного фланца ведущей полумуфты, за счет перераспределения натяжения ветвей гибкого звена. Использование непрерывного гибкого звена с улучшением условий его работы в связи с применением направляющих сухарей, а также отсутствием многочисленных мест заделок концов ветвей гибкого звена позволило повысить надежность и долговечность компенсационной муфты в три раза.

Компенсационная муфта позволяет использовать ее в тяжелонагруженных машинах и механизмах большой мощности.

Использование: в машиностроении для соединения валов и передачи крутящего момента при перекосах и смещениях осей валов соединяемых агрегатов. Сущность изобретения: ведущая полумуфта выполнена в виде шлицевого вала 1 и двух фланцев 2 и 3, один из которых жестко закреплен на шлицевом валу 1, а другой установлен на нем с возможностью осевого перемещения. Ведомая полумуфта выполнена в виде стакана 4 с отверстиями 5 в дне и установлена концентрично шлицевому валу. Гибкое звено 6 последовательно пропущено сквозь отверстия 5 в стакане и в отверстия 7 во фланцах ведущей полумуфты. Направляющими гибкого звена служат сухари 8 полукруглой формы. Натяжение гибкого звена осуществляется пружиной сжатия 9, находящейся в контакте одним концом с неподвижным фланцем 2, а другим концом - с подвижным фланцем 3 ведущей полумуфты. При вращении происходит выравнивание натяжения ветвей гибкого звена 6 с равномерным распределением нагрузки между ними. 3 ил.

КОМПЕНСАЦИОННАЯ МУФТА, содержащая две концентрично расположенные полумуфты, внутренняя полумуфта выполнена в виде шлицевого вала и двух фланцев, один из которых жестко закреплен на шлицевом валу, а другой установлен на нем с возможностью перемещения, наружная полумуфта выполнена в виде стакана с отверстиями в дне, гибкое звено, пропущенное сквозь отверстия в стакане и связанное с внутренней полумуфтой, а также пружину сжатия, установленную в контакте с подвижным фланцем, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности путем обеспечения равномерного распределения нагрузки, она снабжена сухарями полукруглой формы, закрепленными на торцах фланцев с их внешней стороны между отверстиями, гибкое звено выполнено непрерывным, во фланцах внутренней полумуфты выполнены равномерно расположенные по окружности отверстия, соосные с отверстиями в дне стакана, в которые последовательно пропущено гибкое звено с образованием петель, охватывающих сухари, а второй конец пружины сжатия размещен в контакте с неподвижным фланцем внутренней полумуфты.