МУФТА Российский патент 2002 года по МПК B21B35/14 F16D1/04 

Изобретение относится к прокатному оборудованию и может быть использовано в других отраслях промышленности, где требуются передача значительных крутящих моментов и частая разборка соединяемых валов и где при наличии зазоров в соединяемых деталях могут возникнуть значительные динамические нагрузки.

Известна соединительная муфта прокатного валка [1], содержащая обойму, охватывающую конец валка, снабженный лысками, закрепленные на обойме и расположенные между обоймой и лысками валка шпонки, а также закрепленную па торце обоймы крышку.

Известен также универсальный шарнир [2], содержащий обойму с тремя цилиндрическими расточками, охватывающими три угла трехгранного конца валка, и установленные между расточками и гранями валка пары промежуточных элементов с плоскими и цилиндрическими поверхностями.

Недостатками этих конструкций являются отсутствие центрирования валка, возможность биения муфты на валке из-за ее смещения с оси валка вследствие исходных монтажных зазоров и износа сопрягаемых поверхностей обоймы, шпонок и валка, а также отсутствие возможности выборки зазоров из-за жесткого крепления шпонок к обойме.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков, создание самоцентрирующегося и самозатягивающегося соединения элементов привода, снижение динамических нагрузок в приводных элементах, обеспечение легкой и простой сборки валка с муфтой.

Указанная цель достигается тем, что в известной муфте, например, для соединения прокатного валка со шпиндельным валом, содержащей обойму с тремя цилиндрическими расточками, охватывающими три угла трехгранного конца валка, расположенные между обоймой и валком шпонки, а также закрепленную па торце обоймы крышку, шпонки попарно расположены по обе стороны oт оси каждой расточки между соответствующими плоскостями углов валка и цилиндрическими поверхностями расточек, и в каждой расточке между шпонками установлены упругие элементы, выполненные в виде кольцевых секторов из упругого материала, например, резины.

Для облегчения посадки муфты на горизонтально расположенный валок, которая часто производится краном и требует наличия больших зазоров между плоскими поверхностями шпонок и гранями валка, шпонки прижимаются к цилиндрическим поверхностям расточек в обойме с помощью упомянутых упругих элементов.

Кроме того, крышка снабжена тремя плоскими параллельными оси муфты выступами, обращенными внутрь обоймы, на которые при снятии муфты с валка опираются обращенные к крышке выступы шпонок, причем расстояния от опорных плоскостей выступов до оси муфты выбраны одинаковыми, обеспечивающими необходимый монтажный зазор при сборке муфты с валком.

Муфта также снабжена диском, установленным на дне обоймы и снабженным тремя гранями, на которые при снятии муфты с валка опираются обращенные к диску выступы шпонок, причем расстояние граней до оси муфты выполнены одинаковыми, обеспечивающими необходимый монтажный зазор при сборке муфты с валком и возможность поворота сегментных шпонок относительно осей расточек в обойме при приложении нагрузки. За счет такого поворота происходит самоцентрирование муфты на валке, соединение затягивается и становится безлюфтовым. В то же время происходит выравнивание контактных нагрузок на сопрягаемых поверхностях шпонок с валком и обоймой, что снижает износ этих поверхностей.

На фиг. 1 показан разрез вдоль продольной оси муфты, надетой на валок;
на фиг.2 - разрез А - А на фиг.1;
на фиг.3 - разрез Б - Б на фиг. 1;
на фиг.4 - разрез В - В на фиг. 1.

Муфта включает обойму 1, охватывающую трехгранный конец валка 2, и снабжена плоской лопастью 3, которая в случае использования муфты для прокатных валков входит в зев шпиндельного вала (не показан). Крутящий момент передается от шпиндельного вала к муфте и далее через нее к прокатному валку. Аналогично может использоваться муфта и в других машинах и механизмах, где требуется передача крутящих моментов oт одних валов к другим.

Обойма 1 муфты снабжена тремя цилиндрическими расточками 4, охватывающими три плоских угла 5 трехгранною конца валка. По обе стороны oт оси каждой расточки между соответствующими гранями валка и цилиндрическими поверхностями расточек 4 установлены шпонки 6.

Обойма 1 со стороны валка закрывается крышкой 7, которая болтами 8 крепится к обойме. Крышка 7 снабжена тремя плоскими выступами 9, обращенными внутрь обоймы. На выступы 9 опираются соответствующие выступы 10 шпонок. С противоположной стороны, обращенной к лопасти 3, шпонки снабжены выступами 11, которые опираются на грани 12 центрирующею диска 13. Выступы 9 крышки 7 и грани 12 диска 13 параллельны относительно оси обоймы, причем расстояние их до оси выбрано так, чтобы обеспечить необходимый монтажный зазор при сборке муфты с валком.

В каждой цилиндрической расточке обоймы между шпонками, охватывающими каждый угол валка, установлены упругие элементы 14, выполненные в виде кольцевых секторов из упругого материала, например, резины. Крепление упругих элементов может быть выполнено с помощью клеевого соединения или известных резьбовых или шпоночных соединений.

При сборке муфты с валком упругие элементы 14 прижимают торцы 15 соседних шпонок каждой грани валка друг к другу и совместно с плоскими выступами 9 крышки 7 и гранями 12 диска 13 предотвращают сваливание шпонок внутрь полости обоймы и тем самым обеспечивают легкую посадку краном муфты на горизонтально расположенный валок.

При работе передаваемый муфтой крутящий момент вызывает поворот муфты относительно трехгранного конца валка (за счет имеющихся сборочных зазоров). При вращении, например, муфты по часовой стрелке в направлении, показанном стрелкой на фиг.3, шпонки 6а проскальзывают относительно расточки обоймы и смещаются вдоль соответствующей грани валка в направлении вращения, сжимая упругие элементы. При этом происходит выборка монтажных зазоров и одновременно центрирование муфты относительно валка. За счет этого при задаче металла в валки и резком повышении крутящего момента снижаются динамические нагрузки в приводе, а также нагрузки, вызываемые несоосностью сопрягаемых деталей привода. После прокатки, при резком сбросе нагрузки, возможные "обратные" динамические удары воспринимаются шпонками 6в, которые работают аналогично шпонкам 6а, выбирая монтажные зазоры и одновременно центрируя муфту относительно валка.

Таким же образом работают элементы муфты и при реверсивной прокатке, а также при использовании такой муфты в приводных валах в других отраслях промышленности.

Источники информации
1. Авт. св. СССР 270407, кл. B 21 B 35/14, 1970.

2. Авт.св. СССР 1434165, кл. F 16 D 3/20, 1988.

Изобретение относится к прокатному оборудованию, но может быть использовано и в других отраслях промышленности, где требуется передача значительных крутящих моментов и частая разборка соединяемых валов и где при наличии зазоров в соединяемых деталях могут возникать значительные динамические нагрузки. Муфта включает обойму с тремя цилиндрическими расточками, охватывающими три угла трехгранного конца валка и расположенные между обоймой и валком шпонки, а также закрепленную на торце обоймы крышку. Шпонки попарно расположены по обе стороны от оси расточек и в каждой расточке между шпонками, охватывающими каждый угол валка, установлены упругие элементы, выполненные в виде кольцевых секторов из упругого материала, например, резины. Крышка снабжена тремя плоскими выступами, обращенными внутрь обоймы, на которые при снятии муфты с валка опираются обращенные к крышке выступы шпонок. Муфта снабжена также диском, опирающимся на дно обоймы и снабженным тремя гранями, на которые при снятии муфты с валка опираются обращенные к дну обоймы выступы шпонок. Расстояние выступов крышки до оси обоймы и расстояние граней диска до оси обоймы выбрано так, чтобы обеспечить необходимый монтажный зазор при сборке муфты с валком. Техническим результатом является возможность самоцентрирования и самозатягивания соединяемых элементов, снижение динамических нагрузок в приводных элементах, обеспечение быстрого соединения валов. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Муфта, например, для соединения прокатного валка со шпиндельным валом, содержащая обойму с тремя цилиндрическими расточками, охватывающими три угла трехгранного конца валка, расположенные между обоймой и валком шпонки, а также закрепленную на торце обоймы крышку, отличающаяся тем, что шпонки попарно расположены по обе стороны от оси каждой расточки между соответствующими плоскостями углов валка и цилиндрическими поверхностями расточек и в каждой расточке между шпонками установлены упругие элементы, выполненные в виде кольцевых секторов из упругого материала, например, резины. 2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что крышка снабжена тремя плоскими выступами, обращенными внутрь обоймы, на которые при снятии муфты с валка опираются обращенные к крышке выступы шпонок, причем расстояние выступов до оси выбрано так, чтобы обеспечить необходимый монтажный зазор при сборке муфты с валком. 3. Муфта по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она снабжена диском, опирающимся на дно обоймы и снабженным тремя гранями, на которые при снятии муфты с валка опираются обращенные к дну обоймы выступы шпонок, причем расстояние граней до оси выбрано так, чтобы обеспечить необходимый монтажный зазор при сборке муфты с валком.