СОЕДИНЕНИЕ СООСНЫХ ВАЛОВ Российский патент 2000 года по МПК F16D1/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых передачах, в том числе реверсивных, тяжело нагруженных машин.

Известно соединение соосных валов, включающее установленные на валах фланцевые полумуфты, неподвижно соединенные между собой болтами [1].

Недостаток подобного соединения: отсутствие самоцентровки валов в процессе монтажа и компенсирующих возможностей при эксплуатации, усложненный демонтаж соединения.

Известно также соединение валов, содержащее соединительную муфту, стопорное устройство, обращенные друг к другу торцы валов с соосно расположенными центровыми углублениями и шарик, установленный в углублениях [2].

Недостаток данного соединения: ограниченные функциональные возможности, в частности невозможность передачи вращающего момента при использовании в составе тяжело нагруженных машин; недостаточно высокая надежность, поскольку ведущий вал соединен с корпусом посредством резьбы, которая стопорится лишь контргайкой; усложненный демонтаж соединения.

Техническая задача: расширение функциональных возможностей и повышение надежности работы.

Поставленная задача решается тем, что соединительная муфта выполнена в виде двух фланцевых полумуфт, центровые углубления выполнены напроход на торцах полумуфт, которые установлены на валах с зазором между их торцами, в зазор помещен диск с центральным отверстием, охватывающим шарик, и с отверстиями на периферии, в которые посажены пальцы, пропущенные в U-образные пазы, выполненные на фланцах полумуфт, при этом образующие пазов имеют выпуклости. Стопорное устройство выполнено в виде штифтов на каждой полумуфте, при этом половина сечения проходит через полукруглые проточки на валах; отношение зазора между торцами полумуфт и толщины диска равно (1,6...2,0) : 1; выпуклости на образующих пазов выполнены по тороидальной поверхности.

На фиг. 1 изображен общий вид соединения соосных валов в разрезе; на фиг. 2 - вид сбоку (в торец валов) на соединение.

Соединение соосных валов включает валы 1 и 2 с однотипными шлицевыми концами, две совершенно одинаковые фланцевые полумуфты 3 и 4, посаженные на валах и обращенные торцами друг к другу. Муфты зафиксированы от осевого смещения стопорным устройством в виде штифтов 5, при этом половина сечения штифтов проходит через полукруглые проточки 6 на валах. На торцах полумуфт 3 и 4 напроход выполнены центровые углубления 7; соосность углублений предопределяется одинаковой конфигурацией полумуфт и, следовательно, идентичной технологией их изготовления. Между торцами полумуфт в углублениях 7 установлен относительно крупный шарик 8; диаметр последнего и начальные диаметры углублений 7 подобраны таким образом, что между торцами полумуфт образован зазор l. В этот зазор помещен диск 9 с центральным отверстием, охватывающим шарик 8, и с отверстиями на периферии, в которые посажены пальцы 10. Отношение зазора l и толщины h диска 9 равно (1,6...2,0):1. Пальцы 10 пропущены в U-образные пазы 11, выполненные на фланцах полумуфт 3 и 4; образующие пазов имеют выпуклости, выполненные по тороидальной поверхности. Пальцы 10 и образующие пазов 11 подвергнуты поверхностному упрочнению.

Соединение соосных валов работает следующим образом. При сборке соединения полумуфты 3 и 4 устанавливают на шлицах соответственно валов 1 и 2 и стопорят штифтами 5, пропуская их через полукруглые проточки 6 на валах. После установки с натягом пальцев 10 в периферийные отверстия на диске 9 в центральное отверстие последнего помещают шарик 8. К шарику своими центровыми углублениями 7 примыкают торцы полумуфт 3 и 4 - происходит центрирование друг относительно друга полумуфт и, следовательно, валов 1 и 2 (валы становятся соосными). Одновременно с этим выступающие из диска 9 концы пальцев 10 пропускают в U-образные пазы 11 на фланцах полумуфт 3 и 4.

При вращении одного из валов, например вала 1, в любую сторону вращающий момент передается через шлицы вала на полумуфту 3. Фланец этой полумуфты своими пазами 11 увлекает пальцы 10, воздействующие на пазы смежной полумуфты 4; пальцы передают ей вращающий момент, который в свою очередь через шлицы передается на вал 2. При передаче момента от вала 1 к валу 2 (а также от вала 2 к валу 1) диск 9 несет функции держателя пальцев 10 и посредством шарика 8 - центратора пальцев относительно пазов 11 на фланцах полумуфт 3 и 4. Компенсирующие свойства соединения проявляются за счет некоторого увеличения зазора l между фланцами полумуфт 3 и 4; незначительного перекоса валов 1 и 2 друг относительно друга, при этом пальцы 10 будут самоустанавливаться относительно тороидальных выпуклостей на образующих пазов 11, а образовавшаяся некоторая неравномерность зазора l не влияет на вращение диска 9, поскольку его толщина h существенно меньше размера l. При этих эволюциях шарик 8 продолжает центрировать полумуфты 3 и 4 (и валы 1 и 2) и поддерживать диск 9, обеспечивая стабильный контакт пальцев 10 на диске с пазами 11 на фланцах полумуфт. Повышенное контактное давление между пальцами 10 и образующими пазов 11 воспринимается их поверхностно упрочненными плоскостями контакта. Демонтаж (разъединение) соединения заключается в основном в раздвижке валов 1 и 2 с полумуфтами 3 и 4 и при необходимости извлечении штифтов 5.

Таким образом, соединение простыми средствами обеспечивает самоцентровку валов и передачу (с возможностью реверсирования) повышенного вращающего момента. Эти расширенные функциональные возможности подтверждены при использовании соединения в передаче момента от трактора на ротационные рабочие органы тяжело нагруженной машины для извлечения корней солодки. Одновременно с этим соединение допускает некоторые компенсации взаимного положения валов. Повышенная надежность работы соединения достигается за счет простоты устройства, стопорения деталей и принципа действия, стабильного (без регулировки) расположения деталей и возможности передачи повышенного силового потока. Соединение характеризуется также простотой демонтажа.

Источники информации:
1. Иванов М.Н. Детали машин. - Издание 5-е, перераб. - М.: Высшая школа, 1991. - С. 342 - 343, рис. 17.Ч.

2. SU N 614261, МПК F 16 D 1/02. Соединение соосных валов /Дулькин Б.В. - Заявлено 1976. Опубликовано 1978.

Изобретение относится к машиностроению и касается соединения соосных валов силовых передач, в том числе реверсивных, тяжелонагруженных машин. Соединение имеет соединительную муфту со стопорным устройством, обращенные друг к другу торцы валов с соосно расположенными углублениями и шарик, установленный в углубления. Муфта выполнена из двух фланцевых полумуфт. На торцах полумуфт центровые углубления выполнены напроход. Полумуфты установлены на валах с зазором между их торцами. В зазор помещен диск с центральным отверстием, охватывающим шарик. Диск имеет отверстия на периферии, в которые посажены пальцы, пропущенные в U-образные пазы, выполненные на фланцах полумуфт. Образующие пазов имеют выпуклости. Стопорное устройство может быть выполнено из штифтов на каждой полумуфте. Половина сечения штифтов проходит в этом случае через полукруглые проточки на валах. Отношение зазора между торцами полумуфт и толщины диска может быть равно (1,6-2,0) : 1. Выпуклости на образующих пазов целесообразно выполнять по тороидальной поверхности. Технический результат реализации изобретения заключается в расширении функциональных возможностей и в повышении надежности эксплуатации соединения соосных валов. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Соединение соосных валов, содержащее соединительную муфту со стопорным устройством, обращенные друг к другу торцы валов с соосно расположенными центровыми углублениями и шарик, установленный в углубления, отличающееся тем, что соединительная муфта выполнена в виде двух фланцевых полумуфт, центровые углубления выполнены напроход на торцах полумуфт, которые установлены на валах с зазором между их торцами, в зазор помещен диск с центральным отверстием, охватывающим шарик, и с отверстиями на периферии, в которые посажены пальцы, пропущенные в U-образные пазы, выполненные на фланцах полумуфт, при этом образующие пазов имеют выпуклости. 2. Соединение по п. 1, отличающееся тем, что стопорное устройство выполнено в виде штифтов на каждой полумуфте, при этом половина сечения штифтов проходит через полукруглые проточки на валах. 3. Соединение по п.1 или 2, отличающееся тем, что отношение зазора между торцами полумуфт и толщины диска равно (1,6 - 2,0) : 1. 4. Соединение по п.1, отличающееся тем, что выпуклости на образующих пазов выполнены по тороидальной поверхности.