ПЕРЕДАЧА ВРАЩЕНИЯ ИЗ ОДНОЙ ИЗОЛИРОВАННОЙ ПОЛОСТИ В ДРУГУЮ Российский патент 1998 года по МПК F16H21/48 

Изобретение относится к механизмам для передачи вращательного движения из одной полости в другую через герметичную оболочку и может быть применено в машиностроении, в частности в машинах, работающих по циклу Стирлинга, для удержания высокого давления рабочего тела. Оно является усовершенствованием известного устройства, описанного в [1], которое содержит корпус, соосно установленные в нем ведущий и ведомый валы с закрепленными на них кривошипами, кинематически связанными между собой посредством двуплечего коромысла, герметизирующую эластичную оболочку, выполненную в виде стакана с фланцем, надетую на плечо коромысла и закрепленную фланцем на корпусе. Одно плечо коромысла закреплено шарнирно в кривошипе ведущего вала, а другое закреплено шарнирно в кривошипе ведомого вала. Герметизирующая оболочка выполнена из эластичного материала с плавным переходом от фланца к стакану, на нее надет стальной колпачок, являющийся внутренним кольцом качения или скольжения.

Основным недостатком вышеуказанной передачи вращения является малая надежность ее работы при повышенной температуре и высокой нагрузке на шарнир в кривошипе ведомого вала. Материал герметизирующей эластичной оболочки, резина или полиуретан, плохо проводит теплоту от стального колпачка к плечу коромысла, выделяющуюся при работе трения в шарнире кривошипа ведомого вала. Кроме этого эластичный материал теряет свои первоначальные свойства при повышенной температуре в указанном кривошипе, вследствие чего снижается надежность герметизации изолированной полости от внешней среды.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы герметизирующей оболочки.

Поставленная задача решается тем, что герметизирующая оболочка изготовлена из упругой высокопрочной стали, а в месте плавного перехода от фланца к стакану выполнены канавки (гофры), расположенные по окружностям с центрами на ее оси симметрии, равномерно по каждой окружности и в шахматном порядке относительно канавок по окружности, расположенной рядом.

На фиг. 1 показана конструкция передачи вращения из одной изолированной полости в другую; на фиг. 2 - герметизирующая оболочка отдельно, вне сборки, вид А на фиг. 1.

Передача состоит из корпусов 1 и 2, между которыми закреплен фланец 3 герметизирующей оболочки 4. Соосно установленные ведущий 5 и ведомый 6 валы имеют по кривошипу 7 и 8, в которых выполнены цилиндрические отверстия 9 и 10. Валы 5 и 6 кинематически связаны между собой посредством двуплечего коромысла 11, одно плечо 12 которого закреплено шарнирно в отверстии 9 на роликах 13. На другое плечо 14 коромысла 11 надет стакан 15 герметизирующей оболочки 4. Подшипник 16 скольжения закреплен неподвижно в отверстии 10 вала 6, вращающегося в подшипнике 17, закрепленном в корпусе 2. Общая ось 18 валов 5 и 6 и ось 19 коромысла 11 расположены под углом α , который выбирают конструктивно. Вал 5 вращается в подшипниках 20 качения, установленных в корпусе 1. Торцевые подшипники 21 и 22 воспринимают осевые силы от действия давления газа или жидкости в полости 23. К торцу вала 6 прикреплено зубчатое колесо 24 штифтами 25, которое сцепляется с шестерней 26. Антифрикционная вставка 27 служит для фиксирования вала 6 вдоль оси 18. Эластичная шайба 28 установлена на коромысле 11 и прижата к герметичной оболочке 4. Эластичная шайба 29 установлена на корпусе 1, с торца ограничена шайбой 30 и прижата к фланцу 3. Корпусные детали 1, 2, 31, 32 стянуты шпильками 33. Шайба 34 и шарики 21 воспринимают силы, действующие вдоль оси 19. Но благодаря шайбе 29 эти силы уменьшены на 50%. На участке герметизирующей оболочки 4, плавно переходящем от фланца 3 к стакану 15, выполнены штамповкой канавки (гофры) 35, 36, 37, 38, которые расположены по окружностям, каждая с центром на общей оси симметрии стакана, фланца и оболочки 4, равномерно по каждой окружности и в шахматном порядке относительно канавки по окружности, расположенной рядом. Диаметры окружностей 39, 40, 41, 42, а также размеры перемычек 43, 44, 45 между канавками и элементы канавок выбирают конструктивно или путем расчета на компьютере. Благодаря наличию канавок герметизирующая оболочка в местах ее деформации при работе передачи становится эластичной.

Вращательное движение от ведущего вала 5 передается плечу 12 коромысла 11. Второе плечо 14 совершает такое же движение, что и плечо 12, и вращает ведомый вал 6. Если во внутреннем контуре двигателя Стирлинга вращается вал 6, то это движение передается наружному валу 5. Упругая деформация герметизирующей оболочки не превышает, например, относительную упругую деформацию пружины выпускного клапана ДВС, работающей длительное время при повышенной температуре. Следовательно, стальная герметизирующая оболочка будет иметь большой ресурс работы и надежно герметизировать внутреннюю полость 23 от внешней среды.

Передача вращения из одной изолированной полости в другую содержит корпус, соосно установленные в нем ведущий 5 и ведомый 6 валы с закрепленными на них кривошипами 7 и 8, которые кинематически связаны между собой посредством двуплечего коромысла 11. Передача содержит также герметизирующую оболочку 4 из упругой высокопрочной стали в виде стакана 15 с фланцем 3. Оболочка 4 надета на плечо коромысла 14 и закреплена фланцем 3 на корпусе. В месте плавного перехода от фланца 3 к стакану 15 герметизирующей оболочки 4 выполнены канавки, расположенные по окружности, с центрами на ее оси симметрии, равномерно по каждой окружности в шахматном порядке относительно канавок по окружности, расположенной рядом. 2 ил.

Передача вращения из одной изолированной полости в другую, содержащая корпус, соосно установленные в нем ведущий и ведомый валы с закрепленными на них кривошипами, кинематически связанными между собой посредством двуплечего коромысла, герметизирующую оболочку, выполненную из упругой высокопрочной стали в виде стакана с фланцем, надетую на плечо коромысла и закрепленную фланцем на корпусе, отличающаяся тем, что в месте плавного перехода от фланца к стакану герметизирующей оболочки выполнены канавки, расположенные по окружностям с центрами на ее оси симметрии, равномерно по каждой окружности и в шахматном порядке относительно канавок по окружности, расположенной рядом.