Силовой агрегат Н.И.Гребенникова Советский патент 1984 года по МПК F16F15/04 

2.Агрегат поп. 1, отличающийся тем, что корпус каждого амортизатора выполнен двухступенчатым, меньшая ступень которого имеет резьбу, шток - трехступенчатым, амортизатор снабжен резьбовой втулкой, ввернутой в резьбу корпуса и в отверстие которой большей ступенью входит шток, одетой на среднюю ступень штока шайбой, размешенным на меньшей ступени штока резьбовым наконечником с фланцем и двумя коническими пружинами, одна из которых - меньшей жесткости размешена на штоке между резьбовой втулкой и шайбой, а другая - большей жесткости - между фланцем наконечника и шайбой.

3.Агрегат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что муфты выполнены противоударными.

4.Агрегат по пп. 1, 2 и 3, отличающийся тем, что, с целью облегчения поворота двигателя при вертикальной установке последнего, амортизаторы оперты на подпятник скольжения или качения.

5.Агрегат по пп. , отличающийся тем, что упор снабжен упругими элементами, которые выполнены в виде конических пружин.

6.Агрегат по пп. 1, 2 и 3, отличающийся тем, что, с целью предотвращения опрокидывания промежуточного редуктора с несоосными валами при соединении двигателя с машиной через него, силовой агрегат снабжен дополнительными амортизаторами, на которые установлен промежуточный редуктор, двумя размешенными друг напротив друга ограничителями и расположенной между ними планкой, закрепленной на редукторе так, что ее продольная ось параллельна оси двигателя и расположена с ней в одной вертикальной плоскости.

I. Силовой агрегат, содержащий закрепляемую на фундаменте машину или двигатель, амортизаторы, на которые установлен двигатель или машина, упор для восприятия реактивного момента, устанавливаемый на фундаменте, закрепленную на двигателе или машине планку, взаимодействующую с упором, и муфту, соединяющую и цент; рирующую валы двигателя и машины, отличающийся тем, что, с целью уменьшения динамических нагрузок на валы двигателя и машины, упор установлен в одной плоскости с одной из подшипниковых опор машины или двигателя. (Л 00 ел

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для соединения машин и механизмов с двигателем. Пъд силовым агрегатом понимается устройство, соетояшее из двигателя (электрического, теплового, гидравлического, пружинного и т.п.), машины (исполнительного механизма, редуктора привода и т.п.), фундамента (рамы, станины и т.п.) и муфты, соединяюшей валы двигателя и машины непосредственно или через промежуточные валы.

Известен силовой агрегат, содержаший двигатель с одним выпущенным концом вала, машину, фундамент и компенсирующую жесткую или упругую муфту, соединяющую валы двигателя и машины непосредственно или через один и более промежуточных валов, также соединенных между собой компенсирующими муфтами и установленных на самостоятельных подшипниковых опорах, укрепленных на фундаменте. Эти агрегаты используются самостоятельно или входят в состав привода различных машин и механизмов и широко распространены во всех отраслях народного хозяйства, например в прокатном производстве 1.

В известном силовом агрегате двигатель, машина и опоры промежуточных валов прикреплены к фундаменту жестко, что исключает воз.можность соединения валов агрегата наиболее простыми в изготовлении и экономичными в эксплуатации глухими муфтами. Поэтому в известном силбвом агрегате используется компенсирующая муфта, которая самоустанавливается относительно соединяемых ею валов и тем самым значительно ослабляет вредное влияние их несоосности на работу агрегата. Однако всякая компенсирующая муфта представляет собой механическую передачу того или иного вида (зубчатая муфта - зубчатую передачу, цепная - цепную передачу и т.д.). Вследствие несовпадения и перекоса осей валов двигателя и машины (а также и промежуточных валов) компенсирующая муфта работает в более тяжелых условиях, чем соответствующая ей механическая передача.

При несоосности валов компенсирующие муфты полностью не устраняют ни вибраций агрегата, ни вредных нагрузок на валы и опоры.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является силовой агрегат, содержащий закрепленную на фундаменте мащину или двигатель, амортизаторы, на которые установлен двигатель или машина, упор для восприятия реактивного момента, устанавливаемый на фундаменте, закрепляемую на двигателе или машине планку, взаимодействуюшую с упором, и муфты, соединяюшие и центрирующие валы двигателя и машины. Двигатель имеет два выпущенных конца вала. Со вторым концом вала соединена вторая мащина 2.

Недостатком известного силового агрегата является то, что при пуске и реверсе двигателя имеют место значительные динамические нагрузки на валы двигателя и машины, вследствие больших реактивных и изгибающих моментов. Цель изобретения - уменьшение динамических нагрузок на валы двигателя и машины. Указанная цель достигается тем, что в силовом агрегате, содержащем закрепляемую на фундаменте машину или двигатель, амортизаторы, на которые установлен двигатель или машина, упор для восприятия реактивного момента, устанавливаемый на фундаменте, закрепленную на двигателе или машине планку; взаимодействующую с упором, и муфту, соединяющую и центрирующую валы двигателя и машины, упор установлен в одной плоскости с одной из подшипниковых опор машины или двигателя. Кроме того, корпус каждого амортизатора выполнен двухступенчатым, меньщая ступень которого имеет резьбу, шток - трехступенчатым, амортизатор снабжен резьбовой втулкой, ввернутой в резьбу корпуса и в отверстие которой большей ступенью входит щток, одетой на среднюю ступень штока шайбой, размешенным на меньшей ступени штока резьбовым наконечником с фланцом и двумя коническими пружинами, одна из которых - меньшей жесткости - размещена на штоке между резьбовой втулкой и шайбой, а другая - большей жесткости - между фланцем наконечника и шайбой. Муфты выполнены противоударными. С целью облегчения поворота двигателя при вертикальной установке последнего, амортизаторы оперты на подпятник скольжения или качения. Кроме того, упор снабжен упругими элементами, которые выполнены в виде конических пружин. С целью предотвращения опрокидь}вания промежуточного редуктора с несоосными валами при соединении двигателя с машиной через него, силовой агрегат снабжен дополнительными амортизаторами, на которые установлен промежуточный редуктор, двумя размещенными друг напротив друга ограничителями и расположенной между ними планкой, закрепленной на редукторе так, что ее продольная ось параллельна оси двигателя и расположена с ней в одной вертикальной плоскости. На фиг. 1 изображен силовой агрегат с непосредственным соединением валов двигателя и машины, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - кон струкция амортизатора, продольный разрез; на фиг. 4 - силовой агрегат с одним самоустанавливающимся промежуточным валом, общий вид; на фиг. 5 - кинематическая схема силового агрегата с двумя самоустанавливающимися промежуточными валами и противоударной муфтой; на фиг. 6 - кинематическая схема силового агрегата с двумя промежуточными валами при чередовании самоустанавливающихся и несамоустанавливающихся частей агрегата; на фиг. 7 - кинематическая схема силового агрегата с промежуточным редуктором с несоосными валами; на фиг. 8 - разрез Б-Б на фиг. 7; на фиг. 9 - силовой агрегат с двигателем вертикального исполнения, обший вид; на фиг. 10 - то же, вид сверху. Силовой агрегат (фиг. 1) состоит из двигателя 1 с одним выпущенным концом вала, машины 2, фундамента 3, глухой муфты 4, жестко соединяющей валы двиг-ателя I и машины 2. Машина 2 неподвижно закреплена на фундаменте 3, а между двигателем 1 и фундаментом 3 размещена платформа, основание 5 которой закреплено на фундаменте 3, а ее подвижная площадка 6 с укрепленным на ней двигателем 1 свободно опирается на штоки 7 амортизаторов 8, смонтированных на основании 5. Амортизатор состоит из корпуса 9 (фиг. 1), штока 7, КОНР/ческой пружины 10, резьбовой втулки 11 для регулировки натяжения конической пружины 10 и контргайки 12, закрепляющей резьбовую втулку 11 в корпусе 9 по окончании регулировки. К подвижной плошадке 6 прикреплена планка 13, свободный конец которой в виде вилки охватывает коническую пружину 14 упора 15 с ограничителями 16, установленного на основании 5 платфор ы в одной плоскости с подшипниковой опорой машины 2 и предназначенного для снижения динамических нагрузок при пуске и реверсе двигателя 1. Агрегат может быть оснащен амортизатором другой конструкции (фиг. 3), который содержит корпус 17, коническую пружину 18, ввернутую в стакан 17 резьбовую втулку 19 для регулировки натяжения пружины 18, контргайку 20 для закрепления резьбовой втулки 19, трехступенчатый шток 21 с одетой на среднюю ступень шайбой 22, коническую пружину 23, жесткость которой больше жесткости пружины 18, размещенный на меньшей ступени штока 21 резьбовой наконечник 24, и пружинную шайбу 25 для предотвращения его самоотвинчивания. Корпус 17 закрывается резьбовой крышкой 26 с вложенной в нее пружинной шайбой 27, предотвращающей самоотвинчивание крышки 26. Силовой агрегат (фиг. 4) с одним самоустанавливающимся промежуточным валом состоит из жестко укрепленных на фундаменте 28 двигателя 29 и мащины 30, самоустанавливающегося промежуточного вала 31, двух его подшипниковых опор 32 и 33, снабженных пружинными амортизаторами 34, опирающимися своими штоками 35 на скрепленные с фундаментом 28 планки 36, и двух глухих продольносвернутых муфт 37, жестко соединяюших валы двигателя 29 и машины 30 с промежуточным валом 31. В качестве глухих муфт могут быть использованы и поперечно-свертные и любые другие типы глухих муфт. Машина 30 содержит противоударное устройство (не показано). Силовой агрегат (фиг. 5) с двумя самоустанавливающимися промежуточными валами и машиной без противоударного устройства состоит из жестко укрепленных на фундаменте 38 двигателя 39 и машины 40, самоустанавливающихся валов 41 и 42, глухих муфт 43 и 44 и противоударной муфты 45, соединяюш,ей вал двигателя 39 с промежуточным валом 42. В качестве противоударной муфты может быть взята муфта с пружинами, снабженная центрируюш;им устройством. Силовой агрегат (фиг. °6) с двумя промежуточными валами, один из которых выполнен самоустанавливаюш,имся, состоит из самоустанавливающегося двигателя 46, машины 47, жестко скрепленной с фундаментом 48, самоустанавливающегося промежуточного вала 49, несамоустанавливающегося промежуточного вала 50, подшипниковые опоры которого жестко скреплены с фундаментом 48, и трех глухих муфт 51, 52 и 53, жестко соединяющих валы двигателя 46 и машины 47 с промежуточными валами 49 и 50 промежуточные валы между собой, Силовой агрегат (фиг. 7 и 8) с промежуточным редуктором 54, имеющим несоосные валы, состоит из самоустанавливающегося двигателя 55, жестко закрепленной машины 56 и двух глухих муфт 57 и 58, соединяющих валы агрегата. Промежуточный редуктор 54 установлен на дополнительных амортизаторах 59 и имеет закрепленную параллельно оси двигателя 55 планку 60, расположенную между двумя ограничителями 61, предназначенных для предотвращения поворота редуктора вокруг вала 62. При выполнении силового агрегата в вертикальном исполнении (фиг. 9) он содержит двигатель 63 вертикального исполнения, закрепленный на подвижной площадке 64, оснащенной амортизаторами 65, опираю щимися своими штоками на кольцо 66 роликового подпятника 67 машину 68, основание 69, глухую муфту 70. Подвижная площадка 64 снабжена симметрично расположенными вилками 71 и 72 (фиг. 10), охватывающими конические пружины 73 упоров 74 и 75, установленных на основании 69 для снижения динамических нагрузок при пуске и реверсе двигателя 63. Сборка и регулировка силового агрегата (фиг. 1) с непосредственным соединением валов двигателя и машины производится следующим образом. Машина 2 и основание 5 платформы крепятся жестко к фундаменту 3. Подвижная площадка 6 вместе с закрепленной на ней двигателем 1 свободно устанавливается на штоки 7 амортизаторов 8 основания 5 так, чтобы вилка планки 13 охватила пружину 14 незакрепленного упора 15. Под действием веса двигателя 1 и площадки 6 штоки 7 несколько опускаются, сжимая пружины 10 амортизаторов 8, и занимают некоторое среднее равновесное положение, при котором оси валов двигателя 1 и мащины 2 близки к совпадению. Путем вращения резьбовых втулок 11 амортизаторов 8 поднимают или опускают площадку 6, добиваясь совпадения оси вала двигателя 1 с осью валамашины 2 и отсутствия перекоса этих осей. Контроль - визуальный. По достижении соосности валов резьбовые втулки 11 закрепляются контргайками 12 и валы двигателя 1 и машины 2 жестко соединяются глухой муфтой 4; Таким образом, двигатель 1, не имея жесткого крепления с фундаментом 3, самоустанавливается относительно машины 2 посредством своего вала, жестко соединенного с ее валом глухой муфтой 4. После этого крепится к основанию 5 упор 15, положение которого определено планкой 13. Сборка и регулировка агрегата (фиг. 4) с одним самоустанавливающимся промежуточным валом производится в следующей последовательности. Устанавливаются на фундамент 28 двигатель 29 и машина 30, выверяется соосность их валов любым существующим способом, причем требования к соосности могут бьггь даже понижены по сравнению с требованиями при соединении валов компенсирующими, например зубчатыми муфтами. Затем двигатель 29 и машина 30 крепятся к фундаменту 28 и между ними устанавливается промежуточный вал 31 в сборе с подшипниковыми опорами 32 и 33, оснащенными амортизаторами 34. Штоки 35 амортизаторов 34 опираются на прикрепленные к фундаменту 28 планки 36. Путем регулировки натяжения пружин амортизаторов 34, описанной выще, добиваются соосности концов промежуточного вала 31 с валами двигателя 29 и машины 30 и затем соединяют все валы глухими муфтами 37. Сборка и регулировка агрегата в других исполнениях выполняются аналогично. Силовой агрегат (фиг. 1) работает следующим образом. Включается двигатель 1, на валу которого в момент включения возникают динамические нагрузки вследствие инерционности подвижных частей машины 2, вал которой жестко соединен с валом двигателя 1 глухой муфтой 4. При этом корпус двигателя 1 поворачивается вокруг оси вала и через жестко скрепленную с ним подвшкную площадку 6 с помощью вилки планки 13 сжимает коническую пружину 14 упора 15. При движении вилки планки 13, например, влево правый торец пружины 14 находится под воздействием правого рожка вилки и смещается влево, а левый торец пружины 14 упирается в щечки упора 15. Пружина может сжиматься до тех пор, пока левый рожок вилки не упрется в ограничитель 16. Благодаря демпфирующей способности пружины 14 снижается динамическая нагрузка на детали силового агрегата, предотвраЩ перегрузки и поломку, а использование пружины 14 конической формы позволяет агрегату работать без опасного резонанса колебаний. В совмещенном амортизаторе (фиг. 3) при резком возрастании нагрузки сначала работает более слабая амортизаторная коническая пружина 18, а затем после упора шайбы 22 в заплечики стакана 17, вступает в действие коническая пружина 23. При пуске двигателя 29 силового агрегата (фиг. 4), имеющего один самоустанавливающийся промежуточный вал 31, динамические нагрузки воспринимаются противоударным устройством мащины 30. Скрепленные с подщипниковыми опорами 32 и 33 амортизаторы 34 предназначены для нейтрализации нагрузки от веса вала 31 на подщипНИКИ двигателя 29 и мащины 30 для регулировки вала 31 по высоте при сборке агрега та. Динамических нагрузок амортизаторь 34 не воспринимают и поэтому их пружины следует выполнять цилиндрическими. Работа агрегата в других исполнениях аналогична описанной выще. Жесткое (глухое) соединение валов в предлагаемом силовом агрегате позволяет

достичь экономии энергии за счет устранения ее потерь в муфтах. Используемая в данном изобретении глухая муфта имеет КПДZj-. 1, а компенсирующая зубчатая муфта, которой оснащены существующие

ности валов за счет соединения их глухими муфтами обеспечивает ему высокую виброустойчивость. Увеличивается долговечность муфты, так как глухие муфты имеют практически, неограниченный срок службы. мощные силовые агрегаты, имеет средний КПД fly... 0,99. Следовательно, 0,01 доля или 1% передаваемой зубчатой муфтой энергии теряется в ней самой. При больщой мощности двигателя потери энергии в компенсирующих муфтах приобретают существенное значение. Использование в изобретении глухих муфт вместо подвижных компенсирующих не только экономит энергию, но и сокращает эксплуатационные расходы за счет полного устранения расходов на смазку муфт, смену маслд, промывку муфт керосином, замену износивщихся муфт и их отдельных деталей. так как глухие муфты не имеют подвижных частей и потому вообще не нуждаютсй в смазке и в замене износивщихся деталей, При, этом экономится время, что приводит к увеличению выпуска продукции мащинои, оснащенной предлагаемым силовым агрегатом. Самоустанавливаемость отдельных частей агрегата при полном устранении несоос иг.5

48 9

50

////////////////////////////////////////////////////7///

Фиг. В

- К

57Г-

S6

//У///,

v/////////// ////,

39

-Л Фт.7

б

SJ

58

V///////7/ Фиг.8

5

Фиг,10