ЦЕПНАЯ МУФТА Российский патент 2003 года по МПК B21B35/14 F16D1/08 

Изобретение относится к компенсирующим муфтам, преимущественно к муфтам, допускающим передачу больших крутящих моментов при повышенных углах перекоса соединяемых валов, например к муфтам тяжелонагруженных механизмов прокатных станов.

Известна цепная муфта (аналог), включающая две зубчатые полумуфты, в которой в качестве силопередающего элемента используется роликовая цепь /см. П. Ф. Дунаев. Конструирование узлов и деталей машин. М.: Высшая школа, 1978 г., стр.199, 200; рис.13.9).

Недостатком муфты является невозможность передачи повышенных крутящих моментов между валами, соединяемыми при больших углах перекоса (свыше 1^o). В этом случае ролики цепи контактируют не по поверхностям впадин между зубьями полумуфт, а по кромкам впадин. Между роликами и кромками возникают большие контактные давления, что вызывает их повышенный износ, увеличение зазоров в соединениях цепи с зубьями на полумуфтах, повышение динамических нагрузок на цепь, ее быстрый выход из строя или аварийное разрушение.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является цепная муфта, включающая две фланцевые зубчатые полумуфты и пластинчатые цепи, звенья которых выполнены в виде наборов пластин, соединенных между собой осями (см. Справочник машиностроителя (в шести томах). Том 4, под редакцией Н. С. Ачеркана. М.: Гос. науч.-техн. из-во машиностроительной л-ры. 1962 г., стр. 182, схема 5).

Применение в этой муфте звеньев цепей, набранных из пластин, улучшает условия контактного взаимодействия зубьев полумуфт со звеньями за счет гибкости цепей и способствует повышению передаваемых муфтой крутящих моментов и углов перекоса соединяемых валов. Однако в прототипе не обеспечивается защита от остаточных деформаций и разрушения осей звеньев цепей при кратковременных перегрузках и пиковых крутящих моментах. Это ограничивает применение цепных муфт в тяжелонагруженных механизмах непрерывного действия, например в трансмиссиях привода роликов рольгангов непрерывных широкополосных станов горячей прокатки.

В известной цепной муфте цепь установлена непосредственно между фланцами полумуфт. Если один из соединяемых валов требует частой замены, например вал ролика рольганга, соединенный с валом двигателя, каждый раз возникает необходимость демонтажа, замены и монтажа новой цепи, а также полумуфты заменяемого вала. Это, во-первых, связано с большой трудоемкостью и длительной остановкой рольганга, во-вторых, снижает надежность муфты, так как нарушается приработанное состояние новой цепи, старой (на двигателе) и новой полумуфты на заменяемом валу. В результате снижается надежность и нагрузочная способность муфты.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности и нагрузочной способности цепной муфты.

Поставленная цель достигается тем, что в цепной муфте, включающей две фланцевые полумуфты и связанные с ними пластинчатые цепи, звенья которых выполнены в виде наборов пластин, муфта снабжена двумя кольцевыми дисками, соединенными между собой болтами и расположенными между фланцами полумуфт, пластинчатые цепи установлены между дисками и фланцами, оси, соединяющие звенья цепей, выполнены с хвостовиками различной конструкции, установленными по окружности в соосных отверстиях фланцев и дисков с изменением положения хвостовиков на противоположное на каждом шаге, с одной стороны хвостовики установлены в отверстиях фланцев и дисков по посадке с натягом и закреплены от осевого смещения гайками, с другой стороны на хвостовиках выполнены два кольцевых выступа, между которыми расположено эластичное уплотнительное кольцо, выступы установлены в отверстиях фланцев и дисков с радиальным зазором, на концах хвостовиков с кольцевыми выступами выполнены квадратные головки, а на фланцах закреплены кожухи, герметично закрывающие полости между фланцами и дисками.

Фиг.1. Цепная муфта, ступенчатый разрез по линии А-А на фиг.2.

Фиг.2. Вид по стрелке "Б" на фиг.1.

Цепная муфте включает две фланцевые полумуфты 1, 2 с фланцами 3, 4 и два кольцевых диска 5, 6, соединенные между собой болтами 7 и расположенные между фланцами 3 и 4. Болты 7 выполнены призонными для передачи крутящего момента от одного диска к другому и возможности разъединения соединяемых валов вместе с полумуфтами и связанными с ними дисками.

Между дисками и фланцами установлены пластинчатые цепи 8. Звенья цепей выполнены в виде наборов тонких пластин 9, соединенных между собой осями 10 диаметром d₁. Оси выполнены с хвостовиками различной конструкции, установленными по окружности в соосных отверстиях фланцев 3, 4 и дисков 5, 6 с изменением положения хвостовиков на противоположное на каждом шаге расположения отверстий. Хвостовики осей с одной стороны установлены в отверстиях диаметром d₂ фланцев и дисков по посадке с натягом, при этом диаметр d₂ принят меньше диаметра d₁ для надежной фиксации осей от осевого смещения гайками 11 со шплинтами на фланцах и дисках. С другой стороны на хвостовиках выполнены два кольцевых выступа 13, между которыми расположено эластичное уплотнительное кольцо 14. Оси выступами 13 установлены в отверстиях фланцев и дисков с радиальным зазором δ.

На концах хвостовиков с кольцевыми выступами 13 выполнены квадратные головки 15, необходимые для удержания осей 10 от поворота при затягивании гаек 11.

На фланцах 3 и 4 с помощью винтов 16 закреплены кожухи, выполненные в виде проходных крышек 18, установленных на фланцах, на которых по посадке с натягом закреплены цилиндрические обечайки 19. В кольцевых канавках на наружной цилиндрической поверхности дисков установлены уплотнительные шнуры 20, взаимодействующие с внутренней цилиндрической поверхностью обечаек. Благодаря этому герметично закрываются полости В и Г, образующиеся между фланцами и дисками. Эти полости заполняются густой смазкой. Благодаря применению кожухов исключается попадание в полости пыли и грязи и обеспечивается высокая работоспособность и долговечность цепей 8 и осей 10.

При работе муфты под действием крутящего момента оси 10 цепей как консоли упруго прогибаются в поле зазоров δ между отверстиями в дисках и фланцах. Благодаря этому пластины 9 цепей 8 оказываются практически равномерно нагруженными, что повышает нагрузочную способность цепей и муфты при повышенных углах перекоса соединяемых валов. При кратковременных перегрузках и пиковых крутящих моментах зазоры δ выбираются, и оси 10 кольцевыми выступами 13 упираются в стенки отверстий, в которых они расположены во фланцах 3, 4 и дисках 5, 6. В результате этого оси становятся двухопорными, что исключает их остаточную деформацию и разрушение и повышает несущую способность при кратковременных перегрузках и пиковых крутящих моментах. В сочетании с повышением нагрузочной способности цепей это обеспечивает общее повышение несущей способности и надежности цепной муфты в условиях работы с перегрузками и возможности возникновения кратковременных пиковых крутящих моментов. Это особенно важно для устойчивой работы агрегатов непрерывного действия, в частности тяжелых рольгангов непрерывных прокатных станов.

В предлагаемой цепной муфте благодаря использованию дисков 5 и 6, соединенных болтами 7, обеспечивается возможность замены одной из полумуфт с диском, кожухом и соединенным с ней валом без демонтажа цепей. При этом предварительно откручивают винты 16 и отводят кожухи полумуфт для доступа к болтам 7 с гайками. После этого разъединяют диски 5 и 6, открутив болты 7. Это существенно упрощает и сокращает процесс замены одного из соединяемых валов, например вала, выполненного заодно с роликом рольганга прокатного стана, при замене ролика. В этом случае на место вала с изношенным роликом устанавливают вал с новым роликом и собранной на нем полумуфтой и стягивают полумуфты болтами 7. Благодаря такой возможности не нарушается приработанное состояние незаменяемой полумуфты с цепью и исключается отрицательное взаимовлияние различного состояния старой и новой полумуфт на работоспособность муфты в целом, что, в конечном итоге, также способствует повышению надежности и ремонтопригодности муфты.

Таким образом, предлагаемая конструкция цепной муфты обеспечивает достижение поставленной цели изобретения - повышение ее надежности и нагрузочной способности.

Использование: изобретение относится к компенсирующим муфтам, преимущественно к муфтам, допускающим передачу больших крутящих моментов при повышенных углах перекоса соединяемых валов, например к муфтам тяжелонагруженных механизмов прокатных станов. Сущность: муфта включает две фланцевые полумуфты и расположенные между ними два диска, соединенные между собой призонными болтами. Между дисками и фланцами установлены пластинчатые цепи, звенья которых выполнены из наборов тонких пластин, соединенных между собой осями. Оси выполнены с хвостовиками разной конструкции, установленными в соосных отверстиях фланцев и дисков с изменением положения хвостовиков на противоположное на каждом шаге расположения отверстий. Хвостовики осей с одной стороны установлены во фланцах и дисках по посадке с натягом, а с другой стороны - с радиальным зазором в отверстиях фланцев и дисков. На фланцах закреплены кожухи, герметично закрывающие полости между фланцами и дисками. Изобретение обеспечивает повышение надежности и нагрузочной способности цепной муфты. 2 ил.

Цепная муфта, включающая две фланцевые полумуфты и связанные с ними пластинчатые цепи, звенья которых выполнены в виде наборов пластин, соединенных между собой осями, отличающаяся тем, что муфта снабжена двумя кольцевыми дисками, соединенными между собой болтами и расположенными между фланцами полумуфт, пластинчатые цепи установлены между дисками и фланцами, оси, соединяющие звенья цепей, выполнены с хвостовиками разной конструкции, установленными по окружности в соосных отверстиях фланцев и дисков с изменением положения хвостовиков на противоположное на каждом шаге, с одной стороны хвостовики установлены в отверстиях фланцев и дисков по посадке с натягом и закреплены от осевого смещения гайками, с другой стороны на хвостовиках выполнены два кольцевых выступа, между которыми расположено эластичное уплотнительное кольцо, выступы установлены в отверстиях фланцев и дисков с радиальным зазором, на концах хвостовиков с кольцевыми выступами выполнены квадратные головки, а на фланцах закреплены кожухи, герметично закрывающие полости между фланцами и дисками.