СБОРНАЯ КОМПОЗИТНАЯ ВИБРОИЗОЛИРУЮЩАЯ СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ МУФТА Российский патент 2014 года по МПК F16D3/04 

Изобретение относится к области податливых невыключаемых муфт со средствами, допускающими возможность перемещения соединяемых деталей во время работы.

Известна конструкция соединительной муфты из полимерных композиционных материалов, сформированная из двух мембран, допускающая взаимные перемещения соединяемых деталей (United States Patent, No 6 095 924, F16D 3/72, Jan. 23, 1998) - прототип.

Однако такая конструкция, обеспечивающая компенсацию расцентровок соединяемых валов и снижение реакций подшипников в условиях стационарной передачи крутящего момента, недостаточно эффективна при снижении резонансных амплитуд крутильных колебаний водопроводов, обусловленных нестационарностью передачи крутящего момента, поскольку не позволяет обеспечить ее надежность в резонансных режимах вынужденных колебаний, так как максимальное значение коэффициента механических потерь такой конструкции η_mах не превышает величину 0,01.

Задачей предполагаемого изобретения является повышение надежности сборной композитной виброизолирующей соединительной муфты за счет снижения резонансных амплитуд крутильных, изгибных, сдвиговых и осевых колебаний валопровода при одновременном сохранении прочности и деформативности сборной композитной виброизолирующей муфты.

Это достигается тем, что в состав конструкции сборной композитной виброизолирующей соединительной муфты, имеющей мембраны, объединенные с промежуточным валом посредством болтового соединения, по изобретению введен слой мягкого вибропоглощающего полимерного материала, расположенный между жесткими наружными слоями мембран - несущего внешнего и прикрывающего внутреннего, изготовленных из конструкционного полимерного композиционного материала и соединенных между собой слоем мягкого вибропоглощающего полимерного материала, толщиной, составляющей не более 0,1 толщины жестких наружных слоев мембраны, при этом внутренний диаметр кольцевой пластины прикрывающего внутреннего слоя выполнен превышающим внутренний диаметр кольцевой пластины несущего внешнего слоя.

Кроме того, в качестве конструкционного полимерного композиционного материала жестких наружных слоев мембран и промежуточного вала используются стеклопластик, углепластик, органопластик или аналогичные им материалы.

Наряду с этим, в качестве мягкого вибропоглощающего полимерного материала используется композиция типа ВПС-2,5 или аналогичные ей составы.

Введение дополнительного слоя мягкого вибропоглощающего полимерного материала, расположенного между жесткими наружными слоями мембраны, обеспечивает повышение диссипативных характеристик (вибропоглощающих свойств) сборной композитной виброизолирующей соединительной муфты при кручении, изгибе, сдвиге и осевом растяжении на один десятичный порядок.

Выполнение внутреннего диаметра кольцевой пластины прикрывающего внутреннего слоя, превышающим внутренний диаметр кольцевой пластины несущего внешнего слоя, позволяет обеспечить возможность реализации взаимных линейных и угловых перемещений жестких наружных слоев за счет отсутствия механической связи внутренней кромки жесткого прикрывающего внутреннего слоя с ведущим или ведомым валом.

Сущность изобретения поясняется рисунками, где на Фиг.1 показана конструкция сборной композитной виброизолирующей соединительной муфты, на Фиг.2 показано сечение мембраны в зоне присоединения сборной композитной виброизолирующей соединительной муфты к контрфланцу ведущего или ведомого вала.

Сборная композитная виброизолирующая соединительная муфта имеет мембраны 1, которые объединены с промежуточным валом 2 посредством болтового соединения (на рисунке не показано) (Фиг.1). Мембраны представляют собой трехслойные кольцевые пластины, состоящие из жестких наружных слоев - несущего внешнего 3 и прикрывающего внутреннего 4, соединенных между собой слоем мягкого вибропоглощающего материала 5 (Фиг.2) толщиной, составляющей не более 0,1 толщины жестких наружных слоев мембран, для обеспечения возможности реализации взаимных линейных и угловых перемещений жестких наружных слоев за счет отсутствия механической связи внутренней кромки жесткого прикрывающего внутреннего слоя с ведущим или ведомым валом (на рисунке не показаны). Кольцевая пластина мембраны прикрывающего внутреннего слоя имеет внутренний диаметр, превышающий внутренний диаметр кольцевой пластины несущего внешнего слоя.

Предлагаемая сборная композитная виброизолирующая соединительная муфта используется следующим образом.

Одновременно с передачей крутящего момента от ведущего вала к ведомому мембраны, объединенные с промежуточным валом посредством болтового соединения, обеспечивают компенсацию осевых, угловых и сдвиговых смещений соединяемых валов друг относительно друга, а также крепление сборной композитной виброизолирующей соединительной муфты к контрфланцам ведущего и ведомого валов.

Жесткие наружные слои мембраны, соединенные между собой слоем мягкого вибропоглощающего полимерного материала, в котором происходит рассеяние (диссипация) потенциальной энергии деформации, накапливаемой при крутильных, изгибных, сдвиговых и продольных колебаниях сборной композитной виброизолирующей соединительной муфты до величины коэффициента механических потерь η_max=0,1. Указанное рассеяние энергии деформации приводит к снижению резонансных амплитуд крутильных, изгибных, сдвиговых и продольных колебаний муфты на один десятичный порядок и, следовательно, к повышению ее надежности в резонансных режимах вынужденных колебаний.

Практическая реализация заявляемого технического решения промышленной сложности не представляет, что позволяет сделать вывод о соответствии этого решения условию патентоспособности «промышленная применимость».

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение вибропоглощающих свойств, приводящее к снижению резонансных амплитуд крутильных, изгибных, сдвиговых и продольных колебаний сборной композитной виброизолирующей соединительной муфты и, следовательно, к повышению ее надежности, что выгодно отличает его от прототипа.

Изобретение относится к области податливых невыключаемых муфт со средствами, допускающими возможность перемещения соединяемых деталей во время работы. Сборная композитная виброизолирующая соединительная муфта имеет мембраны (1), которые объединены с промежуточным валом (2) посредством болтового соединения. Мембраны (1) представляют собой трехслойные кольцевые пластины, состоящие из жестких наружных слоев - несущего внешнего (3) и прикрывающего внутреннего (4), соединенных между собой слоем мягкого вибропоглощающего материала. Толщина вибропоглощающего слоя составляет не более 0,1 толщины жестких наружных слоев мембран. Внутренний диаметр кольцевой пластины прикрывающего внутреннего слоя выполнен превышающим внутренний диаметр кольцевой пластины несущего внешнего слоя. Обеспечивается повышение надежности работы муфты. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Сборная композитная виброизолирующая соединительная муфта, имеющая мембраны, объединенные с промежуточным валом посредством болтового соединения, отличающаяся тем, что мембраны выполнены в виде трехслойных кольцевых пластин, состоящих из жестких наружных слоев - несущего внешнего и прикрывающего внутреннего, изготовленных из конструкционного полимерного композиционного материала и соединенных между собой слоем мягкого вибропоглощающего полимерного материала толщиной, составляющей не более 0,1 толщины жестких наружных слоев мембраны, при этом внутренний диаметр кольцевой пластины прикрывающего внутреннего слоя выполнен превышающим внутренний диаметр кольцевой пластины несущего внешнего слоя.

2. Сборная композитная виброизолирующая соединительная муфта по п.1, отличающаяся тем, что в качестве конструкционного полимерного композиционного материала жестких наружных слоев мембран и промежуточного вала используется преимущественно стеклопластик.

3. Сборная композитная виброизолирующая соединительная муфта по п.1, отличающаяся тем, что в качестве мягкого вибропоглощающего полимерного материала используется композиция типа ВПС-2,5.