УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ВАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК F16D11/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к соединительным валам специальных конструкций, и может быть использовано при испытаниях, обкатке и контрольной приемке двигателей и агрегатов на стендах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для соединения валов, содержащее две соединенные между собой промежуточным валом втулочно-пальцевые муфты, на свободном конце каждого пальца которых выполнены заходные конусы, одна из муфт снабжена элементом фиксирования ее полумуфт от поворота относительно друг друга, при этом полумуфты установлены концентрично с возможностью их относительного осевого перемещения, а элемент фиксирования полумуфт от проворота выполнен в виде, по меньшей мере, одного стержня, смонтированного на свободном конце пальца и закрепленного на наружной полумуфте [1]
Недостатком данного устройства является его низкая надежность, поскольку во время испытаний возможна самопроизвольная расстыковка ДВС с балансирной машиной, так как промежуточный вал не фиксируется в осевом направлении. В то же время к недостаткам данного устройства можно отнести отсутствие автоматической расстыковки валов балансирной машины и испытываемого ДВС, что необходимо при переходе с режима обкатки на режим контрольной приемки. Эта операция особенно необходима в условиях массового производства, когда происходит обкатку каждый двигатель. Указанные недостатки сужают функциональные возможности устройства, снижают удобства эксплуатации и производительность испытательного оборудования.

Задача заявляемого изобретения состоит в устранении указанных недостатков, а именно в расширении его функциональных возможностей, повышении эффективности и надежности испытательного оборудования и получения технического результата, заключающегося в возможности фиксирования промежуточного вала в осевом направлении во время холодной и горячей обкатки ДВ0с с помощью подвижной промежуточной опоры, связанной с приводом, и вместе с тем автоматической расстыковки с помощью этой же опоры балансирной машины и ДВС в режиме контрольной приемки.

Для получения указанного технического результата устройство для соединения валов, содержащее промежуточный вал, установленный в расположенной в средней его части опоре с возможностью осевого перемещения и связанный с одним из соединяемых валов посредством упругой муфты, а с другим посредством муфты сцепления, снабжено приводом перемещения опоры, на концах промежуточного вала выполнены шлицы, муфта сцепления выполнена в виде связанной с валом плавающей втулки со шлицами на внутренней поверхности, один конец промежуточного вала связан с полумуфтой упругой муфты шлицевым соединением с возможностью относительного осевого перемещения, а второй конец расположен с возможностью соединения посредством шлицевого соединения с плавающей втулкой, опора выполнена в виде корпуса, установленного в направляющих и связанного с приводом, и шарикового подшипника, внутренняя обойма которого жестко закреплена на промежуточном валу, а наружная обойма связана с корпусом посредством эластичных элементов.

Выполнение промежуточного вала с двумя шлицевыми концами, взаимодействующими с упругой муфтой и плавающей шлицевой втулкой, и эластичной промежуточной опорой, связанной с приводом автоматической расстыковки /стыковки/ балансирной машины с ДВС, позволяет автоматически перемещать и фиксировать вал во время проведения испытаний в крайних положениях, обеспечивая при этом все предусмотренные технологией режимы испытаний, т.е. горячую обкатку, холодную обкатку и контрольную приемку, что в конечном счете значительно расширяет функциональные возможности испытательного оборудования при одновременном повышении его надежности, степени автоматизации и производительности.

На фиг.1 изображен общий вид устройства для соединения валов.

На виг.2 фрагмент 1 на фиг.1 в увеличенном масштабе.

Устройство содержит промежуточный вал 1 с двумя шлицевыми концами 2 и 3, первый из которых связан с упругой муфтой 4, состоящей из полумуфт 5 и 6. Полумуфта 6 выполнена с возможностью осевого перемещения установленного в ней промежуточного вала 1 без выхода шлицевого конца 2 из зацепления. Другой шлицевой конец 3 промежуточного вала 1, снабженный заходными фасками по боковым граням и наружному диаметру шлиц /на чертеже не показаны/ взаимодействует с плавающей шлицевой втулкой 7, размещенной в технологическом диске 8, с возможностью осевого перемещения промежуточного вала 1 с выходом шлицевого конца 3 из зацепления с плавающей шлицевой втулкой 7. Последняя снабжена ответными заходными фасками со стороны промежуточного вала /на чертеже не показаны/ и фиксируются в технологическом диске 8 при помощи фланцев 9 и резиновых колец 10, при этом шлицевая втулка 7 имеет сферическую поверхность 11, которая допускает возможность углового смещения в случае несовпадения осей валов балансирной машины 12 и испытываемого двигателя /ДВС/ 13. Крутящий момент от плавающей шлицевой втулки 7 на технологический диск 8 /и наоборот/ передается через шарики 14, при этом технологический диск 8 жестко соединен с маховиком 15 двигателя 13. В средней части промежуточного вала 1 размещена промежуточная опора 16, выполненная в виде шарикоподшипника 17, внутренняя обойма 18 которого жестко зафиксирована на валу 1 стопорными кольцами 19, а наружная обойма 20 связана с корпусом 21 промежуточной опоры 16 через эластичные элементы 22 и 23. Эластичные элементы 22, например, выполненные в виде цилиндрических резиновых роликов, размещены вокруг наружной обоймы 20 в корпусе 21, а эластичные элементы 23, выполненные в виде колец круглого сечения, размещены в крышках 24, соединенных с корпусом 21, и взаимодействуют с торцами этой обоймы. Корпус 21 расположен на направляющих 25 и связан с приводом 26 автоматической расстыковки /стыковки/, в данном случае пневмоцилиндром.

Устройство работает следующим образом.

ДВС 13 с заранее присоединенным к его маховику 15 технологическим диском 8 устанавливается на резиновые подушки стенда /на чертеже не показан/ с целью уменьшения влияния вибраций, возникающих при работе. Поэтому возможна несоосность валов балансирной машины 12 и ДВС 13, для компенсации которой предусмотрена упругая муфта 4, выполненная из двух полумуфт 5 и 6 с эластичным элементом между ними, что обеспечивает угловое смещение промежуточного вала 1 относительно оси балансирной машины 12. Угловое смещение промежуточного вала относительно оси вала ДВС обеспечивается при помощи плавающей шлицевой втулки 7, имеющей к тому же для этой цели сферическую поверхность 11. Так как промежуточный вал 1 может иметь угловое смещение, то шарикоподшипник 17 смещается вместе с ним, благодаря эластичным элементам 22 и 23.

Предлагаемое устройство для соединения валов передает крутящий момент, например от маховика 15 ДВС 13 к валу балансирной машины 12 или наоборот, в зависимости от вида обкатки /горячей или холодной/. Кроме того, оно обеспечивает фиксацию промежуточного вала 1 в крайних положениях и автоматическую расстыковку /стыковку балансирной машины 12 и ДВС 13/.

Перед началом испытаний с помощью привода 26, перемещающегося по направляющим 25 корпус 21 промежуточной опоры 16, промежуточный вал 1 своим правым шлицевым концом 3 вводится в зацепление с плавающей шлицевой втулкой 7, которая через технологический диск 8 связан с маховиком 15 ДВС 13. Таким образом, происходит стыковка валов балансирной машины 12 и ДВС 13, причем для более качественной стыковки шлицевой конец 3 снабжен заходными фасками по боковым граням и наружному диаметру шлиц, а плавающая шлицевая втулка 7 снабжена ответными заходными фасками со стороны промежуточного вала 1 /на чертеже не показаны/. Промежуточный вал приводом 26 фиксируется в этом положении, а затем по программе, обеспечиваемой электронной системой управления производится холодная обкатка ДВС, горячая обкатка и контрольная приемка с автоматическим переходом с режима на режим без остановок. При этом во время последней осуществляется автоматическая расстыковка валов балансирной машины 12 и ДВС 13, при которой шлицевой конец 3 промежуточного вала 1 с помощью пневмопривода 26 автоматически выводится из зацепления с плавающей шлицевой втулкой 7 и фиксируется в исходном положении.

При установке следующего двигателя цикл испытаний повторяется.

Использование: для соединения валов при испытаниях, обкатке и контрольной приемке двигателей и агрегатов на стендах. Сущность изобретения: промежуточный вал 1, соединяющий балансирную машину 12 и двигатель 13, выполнен с двумя шлицевыми концами 2 и 3. Первый из концов взаимодействует с упругой муфтой 4 с возможностью осевого перемещения промежуточного вала без выходы его из зацепления с ней. Другой шлицевой конец 3 взаимодействует с плавающей шлицевой втулкой 7, смонтированной в технологическом диске 8, с возможностью выхода вала из зацепления с указанной втулкой. Промежуточная опора 16 вала 1 выполнена в виде шарикоподшипника 17, внутренняя обойма 18 которого жестко зафиксирована на валу стопорными кольцами 19, а наружная обойма 20 связана с корпусом 21 опоры 16 через эластичные элементы 22 и 23. Корпус 21 расположен на направляющих 25 и связан с приводом 26 автоматической расстыковки (стыковки) балансирной машины 12 и двигателем 13. 2 ил.

Устройство для соединения валов, содержащее промежуточный вал, установленный средней его частью в опоре и связанный с одним из соединяемых валов посредством упругой муфты, а с другим посредством муфты сцепления, отличающееся тем, что оно снабжено приводом перемещения опоры, на концах промежуточного вала выполнены шлицы, муфта сцепления выполнена в виде связанной с валом плавающей втулки со шлицами на внутренней поверхности, один конец промежуточного вала связан с полумуфтой упругой муфты шлицевым соединением с возможностью относительного осевого перемещения, а второй конец расположен с возможностью соединения посредством шлицевого соединения с плавающей втулкой, опора состоит из корпуса, установленного в направляющих и связанного с приводом, и шарикового подшипника, внутренняя обойма которого жестко закреплена на промежуточном валу, а наружная обойма связана с корпусом посредством эластичных элементов.