МУФТА КОМПЕНСИРУЮЩАЯ Российский патент 2005 года по МПК F16D3/50 F16D3/60 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для передачи вращения.

Известна пластинчатая муфта по патенту Российской Федерации №2016280 С1, МКИ F 16 D 3/50, 3/60, содержащая две фланцевые полумуфты, связанные пакетами гибких пластин.

Недостатками указанной муфты являются:

1. Известно, что эластичность гибких пластин при их деформациях от изгиба и растяжения находятся в зависимости от их длины, чем больше длина - тем эластичнее пластина. В данной конструкции увеличение длины пластин ведет к значительному увеличению габарита и массы муфты.

2. Консольное крепление гибких пластин для исключения деформации болтов при передаче крутящего момента приводит к увеличению диаметров болтов, размеров гибких пластин и фланцев полумуфт, а следовательно, и к увеличению габаритов и массы муфты.

3. Данная конструкция не обеспечивает взаимозаменяемость гибких пластин и затрудняет их сборку, т.к. при изготовлении реальные отклонения расположения отверстий под крепежные болты в полумуфтах и гибких пластинах не обеспечат их совмещение.

4. Долговечность работы муфты находится в прямой зависимости от допустимого числа циклов гибких пластин. Одной из составляющей этого числа является радиус перегиба гибкой пластины. При передаче крутящего момента и расцентровке механизмов по излому или осевому смещению натянутая гибкая пластина в месте ее заделки будет изгибаться и вызывать дополнительное напряжение изгиба знакопеременного значения (по мере вращения муфты). И чем больше радиус перегиба, тем больше циклов может выдержать гибкая пластина. В рассматриваемой конструкции радиус перегиба мал, следовательно, долговечность муфты мала.

Известна также соединительная муфта по патенту Англии №2154692 А, МКИ F 16 D 3/60, F 16 Н 21/12, принятая в качестве прототипа.

Муфта по патенту №2154692 А содержит ведущую и ведомую фланцевые полумуфты, соединенные между собой тягами, состоящими из набора упругих пластин.

Однако упомянутая муфта имеет следующие недостатки:

не обеспечивает предварительное натяжение тяг при сборке, необходимое для сохранения центровки (соосности) ведомой части муфты относительно ведущей;

не обеспечивает надежное обжатие тяг крепежными болтами;

исключает взаимозаменяемость тяг при ремонтных работах в эксплуатации;

расположение пластин тяг нагруженных (передающих крутящий момент) между пластинами тяг разгруженных приводит к износу их боковых поверхностей и снижению срока службы, т.к. нагруженные тяги растягиваются, а разгруженные выпучиваются и трутся в местах их контакта друг о друга;

звенья 14 и 15 через кольцевые секторы 22 крепятся болтами 24 к фланцу 2а с зазором по диаметру болтов, сохраняя взаимное расположение только за счет сил трения от усилия затяжки болтов. В процессе эксплуатации затяжка болтов может быть ослаблена и произойдет смещение концов звеньев 14 и 15, а следовательно, и смещение ведущей части муфты относительно ведомой, - что вызовет дисбаланс в муфте, возникновение центробежной силы и разрушение муфты или соседнего механизма.

значительная сложность конструкции и большая трудоемкость изготовления муфты.

Цель изобретения - повышение несущей способности, эластичности, долговечности, надежности работы муфты, упрощение конструкции, снижение трудоемкости изготовления.

Достигается это следующим: места расположения тяг переднего и заднего хода расположены по разные стороны;

наружный и внутренний ободы полумуфт выполнены П-образного сечения, в полостях которых размещены концы тяг с крепящими болтами; в одной стенке обода установлены обжимные втулка с буртиками, буртики обращены внутрь полости, а в противоположной стенке отверстия под крепление болта с внешней стороны выполнены с заходными конусами;

крепежные болты выполнены ступенчатыми с заходным конусом с одного конца;

для обеспечения натяжения тяг при сборке расстояние между отверстиями в тягах меньше расстояния между отверстиями для крепления тяг в наружном и внутреннем ободах.

На фиг.1 представлена муфта в изометрии, фиг.2 - общий вид муфты, фиг.3 - вид А, фиг.4 - схема расположения тяг, фиг.5 - узел Б (узел крепления тяг), фиг.6 - узел промежуточной сборки и крепления тяг, фиг.7 - схема работы муфты при изломе осей муфты по отношению к теоретической оси механизма на угловую величину α (без смещения осей), фиг.8 - схема работы муфты при смещении осей муфты по отношению к теоретической оси механизма (без излома осей), фиг.9 - схема работы муфты при смещении и изломе осей муфты по отношению к теоретической оси механизма.

Компенсирующая муфта содержит ведущую полумуфту 1 и ведомую 2 одинакового конструктивного исполнения, отличающиеся только зеркальным отражением. Каждая полумуфта содержит наружный и внутренний П-образные ободы 3 и 4. Внутренние ободы 4 каждой полумуфты соединены между собой жестко валом-проставышем 5. Ободы 3 и 4 связаны между собой тягами переднего хода 6 и заднего хода 7, выполненными из упругого материала. Концы тяг размещены в полостях П-образных ободов 3 и 4.

Тяги обеспечивают полумуфтам эластичность в осевом направлении и по углу поворота (излому). В стенках ободов 3 и 4 имеются отверстия для размещения болтов 8 крепления тяг 6 и 7.

Межцентровое расстояние между отверстиями в тягах 6 и 7 меньше межцентрового расстояния между отверстиями для крепления тяг в наружном и внутреннем ободах. Это позволяет при сборке обеспечить натяжение тяг.

Тяги 6 и 7 поджимаются болтами 8 через обжимные втулки с буртиками 9 и накладки 10 к стенкам ободов 3 и 4. Каждым болтом 8 крепятся две тяги, одна из них переднего хода, другая - заднего. Втулка 9 размещена в отверстиях в одной из стенок ободов 3 и 4, буртики втулки обращены внутрь полостей ободов 3 и 4, а в противоположных стенках отверстия под болты 8 имеют заходные конусы, расположенные с наружной стороны. Заходные конусы служат для обеспечения возможности захода болта 8 в отверстие тяг. Болты 8 для крепления тяг 6 и 7 имеют конусы, расположенные между резьбовым концом болта и цилиндрической частью.

Затяжка болтов производится гайками 11, соединение контрится шплинтами 12.

Натяжение тяг при сборке производится следующим образом.

Тяги переднего и заднего хода 6 и 7, не затягивая до упора гаек 11, крепятся болтами 8 к внутреннему ободу 4. Затем совмещаются отверстия свободных двух концов тяг переднего и заднего хода и наружного обода 3 и вставляется болт 8 (см. фиг.6). В таком положении ось болта 8 (обозначена буквой "а") будет смещена относительно оси посадочного отверстия (обозначена буквой "б") в наружном ободе, т.к. межцентровое расстояние между отверстиями в тягах выполнено меньше межцентрового расстояния между отверстиями под их болты в ободах. Дальнейшим продвижением болта за счет конусов на конце болта с одной стороны и в посадочном отверстии стенки обода с другой стороны происходит натяжение тяг совмещением осей болта и отверстий под болт.

Компенсирующая муфта работает следующим образом.

При приложении крутящего момента к наружному ободу ведущей полумуфты в работу вступает одна часть тяг ведущей и ведомой полумуфт переднего или заднего хода. При обратном вращении работает вторая половина тяг.

Каждая полумуфта в радиальном направлении имеет большую жесткость: в осевом направлении и по излому осей - большую эластичность.

Радиальная эластичность муфты в целом обеспечивается за счет большой эластичности по углу поворота (излому) каждой полумуфты, размещая их на некотором расстоянии друг от друга. Возможна работа муфты и с комбинированными расцентровками (одновременно с изломом и смещением).

Эти свойства позволяют работать ей со значительными расцентровками как по смещению осей подсоединяемых валов, так и по излому.

Кинематическая работа муфты при изломах и смещениях подсоединяемых валов изображена на фиг.7, 8, 9.

На фиг.7 показана схема работы муфты при изломе осей муфты по отношению к теоретической оси механизма на угловую величину α (без смещения осей).

В этом случае происходит излом только в одной полумуфте.

На фиг.8 изображена схема работы муфты при смещении осей муфты по отношению к теоретической оси механизма (без излома осей).

В этом случае в обеих полумуфтах происходит излом осей на угол β, где β=arcsin Δ/L.

На фиг.9 изображена схема работы муфты при смещении и изломе осей муфты по отношению к теоретической оси механизма.

В этом случае одна полумуфта получает излом β=arcsin Δ/L; другая полумуфта получает излом γ, где γ=α+β.

Из анализа схем работы муфты при изломе и смещениях видно, что теоретическая ось ведомого механизма остается без изменений.

Изобретение относится к муфтам, допускающим возможность смещения соединяемых валов. Компенсирующая муфта содержит две полумуфты, каждая полумуфта имеет наружный (3) и внутренний ободы П-образного сечения. Внутренние ободы соединены жестким валом-проставышем. В полостях П-образного сечения ободов размещены концы тяг (6, 7) переднего и заднего хода с крепежными болтами (8). В одной стенке ободов (3) установлены обжимные втулки (9) с буртиками, которые обращены внутрь полостей. Тяги (6, 7) поджимаются болтами (8) и гайками (12) через обжимные втулки (9) с буртиками и накладки (10). Межцентровое расстояние между отверстиями в тягах (6, 7) меньше межцентрового расстояния между отверстиями для крепления этих тяг (6, 7) в наружном и внутреннем ободах. Натяжение тяг (6, 7) обеспечивается ступенчатыми крепежными болтами (8), которые выполнены с заходным конусом с одного конца, так что в начале сборки ось болта (8) смещена относительно оси посадочного отверстия в наружном ободе (3). Техническое решение направлено на обеспечение предварительного натяжения тяг при сборке для сохранения соосности частей муфты и на надежное обжатие тяг крепежными элементами. 9 ил.

Компенсирующая муфта, содержащая две полумуфты с тягами и крепежом, отличающаяся тем, что каждая полумуфта имеет наружный и внутренний ободы П-образного сечения, внутренние ободы соединены жестким валом-проставышем, в полостях П-образного сечения ободов размещены концы тяг с крепежными болтами, в одной стенке обода установлены обжимные втулки с буртиками, буртики втулок обращены внутрь полостей, а в противоположной стенке отверстия под крепежные болты с внешней стороны выполнены с заходным конусом, крепежные болты выполнены ступенчатыми с заходным конусом с одного конца, причем межцентровое расстояние между отверстиями в тягах меньше межцентрового расстояния между отверстиями для крепления этих тяг в наружном и внутреннем ободах.