МУФТА УПРУГАЯ ПАЛЬЦЕВО-ДИСКОВАЯ Российский патент 2006 года по МПК F16D3/78 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, в частности, для соединения концов горизонтальных соосных валов.

Известна муфта упругая втулочно-пальцевая (ГОСТ 21424-75), содержащая две фланцевые полумуфты, пальцы, смонтированные на одной из них, и упругие втулки, надетые на пальцы, размещенные в сопрягаемых отверстиях второй полумуфты.

В данном решении упругие втулки являются наименее прочным звеном, подверженным знакопеременным циклическим нагрузкам, обуславливающим низкий ресурс (долговечность). Кроме того, аварийные перегрузки выше расчетных обуславливают полный выход муфты из эксплуатации.

Известна также муфта с торообразным упругим элементом (ГОСТ 20884-82), содержащая две фланцевые полумуфты, соединенные горообразной оболочкой с помощью винтов и нажимных колец. Торообразная оболочка, как наименее прочное звено, обуславливает низкий ресурс, а при перегрузках разрывается (т.е. работает как предохранитель). Сложность монтажа и демонтажа обуславливает длительный простой.

Известна также муфта упругая пальцево-дисковая (ГОСТ 25021-81), принятая за прототип, содержащая две фланцевые полумуфты, пальцы, смонтированные неподвижно и поровну на каждой, упругий диск с центральным отверстием, установленный на пальцах между полумуфтами. В сопряжениях пальцев с упругим диском возникают циклические нагрузки от крутящего момента и перекоса валов, что обуславливает низкий ресурс, а при перегрузках, как и в первом решении, выход муфты из эксплуатации.

В основу изобретения поставлена задача разработать конструкцию упругой муфты, у которой введение новых элементов и конструктивное изменение известных позволило бы увеличить ресурс упругого диска и сделать муфту предохранительной.

Для решения поставленной залачи в муфте упругой пальцево-дисковой, содержащей две фланцевые полумуфты, пальцы, смонтированные поровну на каждой, упругий диск с центральным отверстием, установленный на пальцах между полумуфтами, в соответствии с изобретением, упругий диск снабжен наружным и внутренним бандажами.

Кроме того, наружный бандаж установлен на упругий диск с натягом, а внутренний - без натяга.

Кроме того, каждый из бандажей снабжен двумя ребордами.

Кроме того, упругий диск выполнен составным.

Кроме того, каждый палец одной из полумуфт у основания и фланца снабжен местным ослаблением поперечною сечения, например проточкой.

Таким образом, наружный бандаж создает в наружной зоне упругого диска предварительные напряжения сжатия, вследствие чего в ней не возникают знакопеременные напряжения, которые носят усталостный характер при знакопеременных нагрузках от реверса. Внутренний бандаж обеспечивает устойчивость упругого диска (его форму) при деформациях от внешних нагрузок. Для снижения местных напряжений, возникающих в сопряжениях пальцев с упругим диском от несоосности и перекосов валов, последний выполнен составным из набора элементов, делающих его более податливым. Толщина каждого элемента в 3...5 раз меньше, чем у монолитного. Надежность фиксации бандажей на упругом диске от осевого смещения при перекосах валов обеспечивается за счет реборд, выполненных на бандажах и охватывающих диск с торцов. Выполнение пальцев на одной из полумуфт (обычно моторной) с ослаблением сечения у основания позволяет при перегрузках предохранить муфту от полного разрушения, т.е. пальцы второй полумуфты и сам упругий элемент остаются неразрушенными. Срез пальцев происходит целенаправленно по ослаблениям на пальцах моторной муфты. Срезанные пальцы заменяются на новые.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показан общий вид упругой муфты в сечении А-А, на фиг.2 - вид на муфту слева, на фиг.3 - увеличенный элемент I упругого диска.

Муфта упругая пальцево-дисковая содержит две фланцевые полумуфты 1 и 2, пальцы 3, смонтированные неподвижно и поровну на каждой из полумуфт упругий диск 4 с центральным отверстием, установленный на пальцах между фланцами полумуфт. Упругий диск снабжен наружным 5 и внутренним 6 бандажами. Каждый из бандажей снабжен двумя ребордами 7. Упругий диск набран из элементов 8. Пальцы одной из полумуфт (фиг.3) снабжены проточками 9.

Муфта работает в следующей последовательности. Крутящий момент с вала двигателя через шпонку (на чертеже не показано) передается на полумуфту 1 и через пальцы 3 этой полумуфты на бандажированное упругое кольцо 4. При этом участки упругого диска между пальцами двух полумуфт работают через один на сжатие и растяжение (фиг.2). Под действием крутящего момента полумуфта 1 поворачивается относительно полумуфты 2. Усилия деформации упругого диска через пальцы второй полумуфты передаются на полумуфту 2 и через ее шпонку на вал машины (на чертеже не показано). Как только силы деформации упругого диска превысят силы сопротивления вала машины, последний начнет вращаться в ту же сторону. При установившемся режиме крутящий момент снизится в 1,5...2 раза, при этом уменьшится деформация упругого диска и угол закручивания полумуфт. При динамических нагрузках (от технологических нагрузок или при реверсе) пиковые нагрузки сглаживаются за счет поглощения этой энергии деформацией упругого диска. Местные деформации от перекоса пальцев при несоосности валов будут компенсироваться деформацией, в основном, крайних элементов 8 упругого диска; последние более податливы, чем у монолитного, что снижает местные напряжения. При аварийной перегрузке усилия деформации упругого диска превысят допускаемые напряжения в ослабленных сечениях пальцев одной из полумуфт, по которым произойдет срез. При этом срезанные пальцы не выпадают, а остаются в упругом диске, а он, в свою очередь, на пальцах второй полумуфты, которая остановится вместе с валом машины. Моторная муфта остановится после выключения двигателя. После устранения причин аварии срезанные пальцы заменяются на новые, и муфта снова готова к работе.

Применение упругой муфты с бандажированным упругим диском позволит увеличить ресурс в 5...6 раз по сравнению с прототипом и придать муфте свойства предохранительной.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для соединения концов горизонтальных соосных валов. Муфта содержит две фланцевые полумуфты, пальцы, смонтированные неподвижно и поровну на каждой, а также упругий диск, установленный на пальцах между полумуфтами. Упругий диск снабжен наружным и внутренним бандажами. Наружный бандаж установлен на упругий диск с натягом. Каждый из бандажей снабжен двумя ребордами. Упругий диск может быть выполнен составным. Каждый палец одной из полумуфт у основания ее фланца выполнен с местным ослаблением поперечного сечения, например с проточкой. Техническим результатом является увеличение ресурса упругого диска. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Муфта упругая пальцево-дисковая для соединения концов горизонтальных соосных валов, содержащая две фланцевые полумуфты, пальцы, смонтированные неподвижно и поровну на каждой, упругий диск, установленный на пальцах между полумуфтами, отличающаяся тем, что упругий диск снабжен наружным и внутренним бандажами.2. Муфта упругая пальцево-дисковая по п.1, отличающаяся тем, что наружный бандаж установлен на упругий диск с натягом.3. Муфта упругая пальцево-дисковая по п.1, отличающаяся тем, что каждый из бандажей снабжен двумя ребордами.4. Муфта упругая пальцево-дисковая по п.1, отличающаяся тем, что упругий диск выполнен составным.5. Муфта упругая пальцево-дисковая по п.1, отличающаяся тем, что каждый палец одной из полумуфт у основания ее фланца выполнен с местным ослаблением поперечного сечения, например проточкой.