Соединительная муфта Советский патент 1986 года по МПК F16D1/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для передачи вращения в тяжело нагруженных передачах прокатных станов

Цель изобретения - повьппение на- дежности муфты путем, выравнивания нагрузки в зоне контакта сопрягаемых поверхностен.

На фиг. 1 показана соединительная муфта, продольный разрез; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - схема силовых взаимодействий элементов муфты; на фиг. 5 - схема нагрузки вставки; на фиг. 6 - схема образования криволинейной поверхности вставки; на фиг. 7 - элемент схемы на фиг. 6; на фиг. 8 - осевое сечение цилиндрической вставки; на фиг. 9 - распределение сил при осевом перекосе цилиндрической вставки; на фиг. 10 - осевое сечение бочкообразной вставки; на фиг. 11 - распределение сил при осевом перекосе бочкообразной вставки.

Соединительная муфта содержит обойму 1 с внутренней расточкой диаметром D для надевания на хвостовик вала 2 и с диаметрально вьиолненными расточками К, в которых установлены вставки 3 с выпуклой и плоской рабочими поверхностями. Поверхности контакта вставок 3 и выточек обоймы 1 выполнены в виде бочкообразных поверхностей вращения с осями, парал- лельными оси обоймы и отстоящими от нее на величину эксцентриситета e, образующими в виде дуг окружности радиуса R и максимальным радиусом бочкообразной поверхности в плоское- ти поперечного сечения г, причем 2,,0.

Вставки 3 взаимодействуют своими плоскими поверхностями с лысками хвостовика вала 2. При вынутом вале 2 вставка 3 удерживается в выемке обоймы, например, при помощи стержня 4, жестко закрепленного в обойме и взаимодействующего своей головкой 5 с буртами кольцевой проточки Т-об- разного сечения, выполненной во встаке 3. Благодаря этой кольцевой проточке удержание вставки 3 стержнем 4 не препятствует повороту вставки 3 относительно обойг 1 в плоскости ее поперечного сечения, необходимому для выбора монтажного зазора Д между вставками 3 и хвостовиком вала 2.

Ширина кольцевой проточки выполнена большей диаметра 5 стержня 4 на величину, достаточную для поворота вставки 3 в осевой плоскости муфты на малый угол (до Г), обеспечивающий достижение плотного контакта меж ду хвостовиком вала 2 и вставками 3 ITO всей их длине.

При соединении муфты с хвостовиком вала 2 он вводится внутрь обоймы 1 между вставками 3, удерживаемыми в обойме I стержнями 4 с головками 5. При этом имеется начальный монтажный зазор Д между плоскостями лысок хвостовика вала 2 и вставок 3. Зате при нагружении соединительной муфты крутящим моментом,хвостовик вала 2, проворачиваясь в обойме 1 муфты, заставляет поворачиваться в плоскости передачи крутящего момента (т.е. в плоскости, перпендикулярной оси муфты) и вставки 3, плоские поверхности которых сближаются, выбирая постепенно монтажный зазор Д . При этом в случае неодновременного входа в котакт плоской поверхности вставки 3 с плоскостью лыски хвостовика вала 2 по ее длине, т.е. при начальном контакте между ними вблизи края вставки 3 (фиг. 4) контактное усилие Раз действующее со стороны вала 2 на

вставку 3, и соответственно РЗ , действующее со стороны вставки 3 иа обойму 1, составят с нормалью N-N к бочкообразной поверхности контакта втулки 3 и обоймы 1 некоторый угол сс . Геометрические параметры муфты, прежде всего радиус R дуговой образующей бочкообразной поверхности выбраны так, чтобы обеспечить f , где / - угол трения между бочкообразными поверхностями вставок 3 и обоймы 1. При этом, обеспечивается скольжение вставки 3 по обойме 1 в сторону отклонения силы Р$ от нормали N-N, т.е. происходит доворот вставки 3 в плоскости осевого сечения муфты до достижения одновременного контакта на обоих краях в.ставки 3 и, следовательно, по всей ее длине, что приводит к уменьшению контактных давлений благодаря их распределению по всей длине контактных поверхностей и в конечном счете к уменьшению износа последних. При реверсе, либо остановке вращения муфты хвостовик вала 2 поворачивается относительно обоймы I вокруг ее оси

3

в направлении исходного положения, при этом раскрывается монт.чжньи зазор А и обеспечивается нотможность быстрого демонтажа и поворотного монтажа муфты.

Оговоренный выше диапазон значений R/r выбран из следующих соображений. Верхний предел отношения R/r назначен из необходимости гллнолне- ния условия отсутствия самоторможе- ния вставок 3 при их повгроте в плокости осевого сечения му.Ьгы

f, (П

или с учетом очевидног-о из ({)иг. 2

,. f.

31П

R

и того, что для малых ут лов i

2f

%R

Из

получаем

f в, «

(2)

;in LVl % (1 )

г 2rf - Соотношение 5/D составляет для муфт, как правило, 0,5-1,4, причем для хвостовика прокатных валков величины этого отношения ближе к верхнему пределу, соотношение D/r может находиться в пределах 2,1-2,6 из геометрических условий реализации эксцентричных ныемок в обойме, отсюда входящее в (3) отношение i/r мож составить

./D D/r l,05-3,64. (4) С учетом (4), а также того, что угол трения стали по стали для различных по твердостии шероховатости

52, 4

поверхностей и разных условий эксплуатации не ниже/ 0, 1 0-0, I 5, условие (3) отсутствия самоторможения может быть записано следую1цим образом:

) - j, 2уГ «йл,- 2 О, 10

(5)

18,2 Поэтому принято .

Нижняя граница отношения R/r обусловлена тем, что даже при относительно коротких вставках величине R/rb2 соответствует значительное утолщение вставок 3 в их центральной части, что гтриводит либо к недопустимому ослаблению сечений обоймы 1 при сохранении ее наружного диаметра, либо к неоправданному увеличению радиальных габаритов муфты.

Для спроектированной муфты, реализующей предлагаемое изобретение, бьшо принято

R 1 100 г 205

5,37.

Таким образом, преимуществом предлагаемой муфты по сравнению с известной является устранение ударов, связанных с зазорами в соединении валковой муфты с рабочим валком прокатной клети, обеспечение плотного контакта по всей площади контактных поверхностей элементов соединительной муфты и хвостовика валка, а, следовательно, уменьшение выработки элементов муфты и повышение ее надежности.

ffjueS

фи.А-XrfOftc.

X

Фие 7

фи в

18СГ

Хвсг

фи.З

Фи9 to

вет

fu..

Составитель И. Яцунов Редактор Ю. Середа Техред О.Гортвай Корректор М. Пожо

4390/29

Тираж 880Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. ПроектнаяГ4