КОМПЕНСАЦИОННАЯ МУФТА Российский патент 1995 года по МПК F16D3/68 

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

Известна упругая муфта, содержащая две фланцевые полумуфты, соединенные с помощью упругих элементов, выполненных в виде отрезков каната, в которой для 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 соединенные с разными полумуфтами [1]
Недостатками известной муфты являются наличие осевых сил на валах, соединенных муфтой, агрегатов при передаче крутящего момента, которые влияют на долговечность подшипниковых узлов этих агрегатов, кроме этого, у них низка надежность в работе, допускает небольшие величины рассогласований соосности валом агрегатов, сложны при монтаже упругих элементов.

Известна упругая муфта, содержащая две полумуфты, имеющие на торцах фланцев отверстия, через которые пропущен соединяющий их гибкий канат, одна из полумуфт снабжена установленной соосно подпружиненной и подвижной в осевом направлении фланцевой обоймой с отверстиями на торце для каната, соединяющего ее с обоими полумуфтами [2]
Эта муфта позволяет работать агрегатам с большими рассогласованиями соосности их валов, чем предыдущая муфта, но не обеспечивает высокой надежности и продолжительности работы агрегатов без ремонта, так как при передаче крутящего момента этой муфтой на подшипниковых узлах соединяемых агрегатов появляются вредные осевые силы, вызванные тем, что при работе муфты ее полумуфты стремятся подтянуть торцы соединяемых валов друг к другу.

Известно также компенсационная канатная муфта, 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 [3]
Использование шлицевого вала и подвижных на нем в осевом направлении шлицевых втулок, между которыми находится упругий элемент, позволило повысить компенсирующую способность муфты и исключить вредные осевые силы при ее работе.

Недостатками известной муфты является сложность конструкции, а также значительное число подвижно сопрягаемых элементов, что затрудняет ее балансировку, а это приводит к снижению долговечности и надежности соединяемых агрегатов.

Наиболее близким устройством по конструкции к изобретению является упругая компенсационная муфта, содержащая две концентрично установленные полумуфты со сквозными радиальными пазами и кольцевыми канавками, соединенные между собой предварительно натянутыми неметаллическими упругими соединительными звеньями, помещенными в пазы полумуфт и зафиксированными пружинными кольцами, расположенными в кольцевых канавках полумуфт, причем каждое соединительное звено выполнено замкнутым, обхватывающим пружинные кольца, и расположено в плоскости, проходящей через ось муфты [4]
К преимуществам этой муфты относятся простота и надежность конструкции, невозможность возникновения осевых сил во время работы.

Недостатком известной муфты является невысокая компенсирующая способность при наличии радиальных смещений валов, которая возможна только за счет деформации неметаллических упругих соединительных звеньев.

Целью изобретения является повышение компенсирующей способности при радиальных смещениях соединяемых валов агрегатов.

Это достигается тем, что в компенсационной муфте, содержащей две полумуфты, выполненные в виде концентрично установленных стаканов с продольными окнами в их стенках, гибкие звенья, размещенные в радиальных плоскостях и связывающие полумуфты между собой, и пружинное кольцо, расположенное перпендикулярно по оси муфты, охватывающее гибкие звенья, согласно изобретению гибкие звенья выполнены в виде отрезков троса, концы которых закреплены на наружном стакане, пружинно кольцо расположено свободно в полости внутреннего стакана в контакте со средними участками тросов, а ветви тросов пропущены через продольные окна.

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

Устройство компенсационной муфты содержит две полумуфты в виде двух концентрично установленных стаканов 1 и 2 с продольными окнами 3 в их стенках, гибкие звенья 4, размещенные в радиальных плоскостях и связывающие полумуфты между собой, пружинное кольцо 5, расположенное свободно в полости внутреннего стакана перпендикулярно оси муфты, охватывающее средние участки гибких звеньев, которые выполнены в виде отрезков троса, концы которых пропущены через продольные окна и закреплены на наружном стакане.

При приложении крутящего момента к внутреннему стакану 1 он своими боковыми поверхностями продольных окон 3 будет воздействовать на отрезки троса 4, увлекая их. А так как концы отрезков закреплены на наружном стакане 2, то он будет вовлекаться во вращении этими отрезками с некоторым угловым опозданием, преодолевая момент сопротивления. Одновременно своими средними частями отрезки троса вовлекут во вращение пружинное кольцо 5, которое будет деформироваться в соответствии с натяжением отдельных ветвей. Кроме того, будет иметь место проскальзывание средних частей отрезков троса по пружинному кольцу. Величина проскальзывания также зависит от натяжения ветвей.

Наличие радиальных смещений валов отрабатывается в муфте за счет деформации пружинного кольца и за счет возможности перемещения средних частей ветвей гибкого звена по пружинному кольцу.

Применение свободно расположенного пружинного кольца позволяет использовать компенсационную муфту в условиях значительных радиальных смещений валов агрегатов большой мощности.

Использование: в машиностроении для соединения валов и передачи крутящего момента в условиях наличия перекосов и смещения осей валов соединяемых агрегатов. Сущность изобретения: компенсационная муфта содержит две полумуфты в виде двух концентрично установленных стаканов 1 и 2 с продольными окнами 3 в их стенках и гибкие звенья 4, выполненные в виде отрезков троса. Концы звеньев 4 пропущены через окна 3 и закреплены на наружном стакане 2. Средние участки звеньев 4 охватывают пружинное кольцо 5, расположенное свободно. При приложении крутящего момента к внутреннему стакану 1 боковые поверхности продольных окон 3 будут воздействовать на звенья 4, которые в свою очередь передадут вращение наружному стакану 2. Одновременно своими средними частями звенья 4 вовлекут во вращение пружинное кольцо 5, которое деформируется в соответствии с натяжением ветвей. Компенсация радиальных смещений валов в муфте происходит за счет деформации пружинного кольца 5 и возможности перемещения средних частей ветвей гибкого звена по пружинному кольцу. 2 ил.

КОМПЕНСАЦИОННАЯ МУФТА, содержащая две полумуфты, выполненные в виде концентрично установленных стаканов с продольными окнами в их стенках, гибкие звенья, размещенные в радиальных плоскостях, связывающие полумуфты между собой, и пружинное кольцо, расположенное перпендикулярно по оси муфты, охватывающее гибкие звенья, отличающаяся тем, что, с целью повышения компенсирующей способности при радиальных смещениях соединяемых валов, гибкие звенья выполнены в виде отрезков троса, концы которых закреплены на наружном стакане, пружинное кольцо расположено свободно в полости внутреннего стакана в контакте со средними участками тросов, а ветви тросов пропущены через продольные окна.