Упругая муфта Советский патент 1988 года по МПК F16D3/74 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например, в энергетических установках для защиты виброчувствительного оборудования от колебаний приводных механизмов.

Целью изобретения является улучшение виброизолирующих свойств упругой муфты,

На фиг. 1 изображена конструктивная схема упругой муфты с неразъемно ведомой полумуфтой; на фиг. 2 - то же, с разъемной ведомой полумуфтой.

Предлагаемая упругая муфта содержит ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты, взаимодействующие между собой через три пары упругих звеньев 3 и три канала 4 управления, каждый из которых содержит пару силоизмерительных 5 и генераторных 6 наборов пьезопластйн, установленные последовательно с упругими звеньями 3 в трех симметрично расположенных относительно продольной оси упругой муфты тангенциальных плоскостях, перпендикулярных каждая одному из трех радиальных направлений, расположенных под углом 120 друг к другу, согласующий усилитель 7, подключенный к силоизмерительным наборам 5, тркосъемное 8 и токопод- водящее 9 устройства, блок 10 управления.

Блок 10 управления каждого канала 4 управления содержит несколько, например п (по количеству подлежащих гашению вибрационных, составляющих), полосовых фильтров 11, входы которых соединены друг с другом и являются входом блока 10 управления, а выход каждого из полосовых фильтров 11 через одну из фазосдвигающих цепей 12 присоединен к одному из входов аналогового сумматора 13, усилитель 14 напряжения, вход которого подключен к выходу аналогового сумматора 13, а его выход является выходом блока 10 управления. Вход блока 10 управления через токосъемное 8, а выход через токоподводящее 9 устройства подключены соответственно к выходу согласующего усилителя 7 и к генераторным наборам 6 пьезопластйн. В качестве упругих звеньев 3 применены неравножесткие упругие элементы, расположенные так, что направление их максимальной жесткости совпадает с осями поляризации (в данном случае продольными осями) силоизмерительных 5 и генераторных 6 наборов пьезопластйн. Неравножесткие упругие элементы 3 могут быть выполнены на основе металлоэластиковых элементов, представляющих собой массивы из чередующихся слоев резины и металла, скрепленные, например, методом вулканизации. Если частоты вибрационных

0 составляющих, которые подлежат гашению, изменяются во времени, то полосовые следящие фильтры 11 и фа- зосдвигающие цепи 12 выполняются следящими .

5 Упругая муфта работает следующим образом.

При включенных каналах 4 управления заявляемая упругая муфта работает точно так же, как упругая муфта 0 прототип, с той лишь разницей, что жесткость упругих звеньев 3, выполненных на основе металлоэластиковых элементов возрастает с увеличением передаваемой муфтой нагрузки, что

5 позволяет улучшить виброизолирующие свойства предлагаемой упругой муфты при передаче малых и средних нагрузок. Благодаря размещению силоизмерительных наборов 5 между ге0 нераторными наборами 6 и ведомой полумуфтой 2 на них действуют силы, передаваемые соответствующим упругим звеном. Выходные сигналы сило- измерительных наборов 5, пропорциональные этим сила, в этом случае не используются, так как каналы управления разомкнуты. I

При включенных каналах 4 управления на силоизмерительные наборы 5

0 пьезопластйн действуют не только вибрационные силы f, передаваемые с ведущего вала на ведомый вал, но и силы f , обусловленные управляемой деформацией генераторных наборов 6

5 пьезопластйн, т.е. при этом силоизмерительные наборы 5 измеряют сумму вынуждающих (вибрационных) и компенсирующих сил f+f , которая является остаточной (после компенсации) силой.

0 Если коэффициент передачи канала управления на i-й частоте, вибрации 4 ; равен Kj, то компенсирующая сила f° определяется выражением

5 ; (f, + С) К,,

откуда-коэффициент передачи силы упругой муфты по каждой из трех упругих связей равен

5

It.

+ f

1

f

1 -

Это означает, что при отрицательной обратной связи (К , - отрицательное, вещественное число) и достаточно больших I К JI каждый канал 4 управления обеспечивает эффективную компенсацию передаваемых через каждую пару упругих звеньев 3 вибрационных сил. Для обеспечения антифазности сил f, и f коэффициенты передачи полосовых фильтров 11 и фазосдви- гающих цепей 12 выбираются так, чтобы на частотах вибрации о) обеспечивалась отрицательная обратная связь по вибрационным силам f ,. При изменении частот этих составляющих сил, например, из-за изменения скорости вращения полумуфт полосовые фильтры и фазосдвигагощие цепи всех каналов автоматически перестраиваются, т.е. они выполняются следящими.

В некоторых случаях, когда передаваемые упругой муфтой моменты невелики и возможен выбор мягких упругих звеньев, компенсация вибрационных составляющих передаваемых ими сил может осуществляться в широкой полосе частот. При этом блоки управления выполняются в виде последовательно включенных широкополосного усилителя и фильтра верхних частот, обычно второго порядка.

Для обеспечения передачи вибрационных сил строго по рабочим осям силоизмерительньгх 5 и генераторных 6 наборов пьезопластин в качестве упругих звеньев 3 применены неравно- жесткие элементы, расположенные так, что направление их (максимальной жесткости совпадает с рабочими осями (осями поляризации) силоизмеритель- ных и генераторных наборов пьезопластин. Так, при использовании в качестве церавножестких упругих элементов металлоэластиковых элементов они располагаются так, что чередующиеся слои резины и металла работают на сжатие, т.е. рабочие оси сило- измерительных и генераторных наборов пьезопластин нормальны к этим слоям. При этом усилия со стороны ведущей полумуфты 1, имеющие в общем случае пространственный характер, передаютс на ведомую полумуфту только по направлениям рабочих осей силоизмерительньгх и генераторных наборов пьезо

пластин, что позволяет не только их точно измерить, но и эффективно компенсировать с помощью одноосных сило- измерительных и генераторных наборов пьезопластин.

Таким образом, снабжение упругой муфты трехканальной автоматической системой виброкомпенсации обеспечивает разделение динамических сил взаимодействия полумуфт по трем тангенциальным направлениям, их измерение и компенсацию, что значительно улучшает виброизолирующие свойства предложенной упругой муфты.

Формула изобретения

1. Упругая муфта, содержащая ве- ДУЩУЮ ведомую полумуфты, взаимодействующие между собой через упру- гие звенья, отличающаяся тем, что, с целью улучшения виброизолирующих свойств, она снабжена автоматической системой виброкомпенсации, содержащей три канала управления, каждый из которых выполнен в виде силоизмерительных и генераторных наборов пьезопластин, установленных последовательно с упругими звеньями в трех симметрично расположенных относительно продольной оси упругой муфты тангенциальных плоскостях, каждая из которых перпендикулярна одному из трех радиальных направлений, расположенных под углом 120 друг к другу согласующий усилитель, подключенный к силоизмерительному набору пьезопластин, токосъемное и токоподводящее устройства, блок управления, вход которого через токосъемное, а выход через токоподводящее устройства подключены соответственно к выходу согласующего усилителя и к генераторным наборам пьезопластин.

2.Муфта по п. 1,отлича ю- щ а я с я тем, что в качестве упругих звеньев применены неравно- жесткие упругие элементы, направление максимальной жесткости которых совпадает с осями поляризации силоизмерительньгх и генераторных наборов пьезопластин.

3.Муфта по п. 2, отлича ю- щ а я с я тем, что в качестве упругих звеньев применены из чередующихся слоев резины и металла.

513886046

скрепленных между собой, преимущест- сдвигающих цепей, аналогового сум7

матора и усилителя напряжения.

5. Муфта по п. 4, отличаювенно методом вулканизации.

4. Муфта по п. 1,отличаю- щ а я с я тем, что блок управления выполнен в виде последовательно соединенных полосовых фильтров, фаэощ а я с я тем, что полосовые фильтры и фазосдвигающие цепи выполнены следящими.

щ а я с я тем, что полосовые фильтры и фазосдвигающие цепи выполнены следящими.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано и энергетичес5(;их установках для защиты виброчувс-Йительного оборудования от колебаний приводных механизмов . Цель изобретения - улучшение виброизрлирующих свойств муфты. В упругой муфте предусмотрена возможность автоматического гашения вибрации ведомой полумуфты (П), обусловленной радиальными силами и крутящим моментом. Эта возможность обеспечивается встраиванием в упругую опору элементов разделения, измерения и автоматической компенсации вибрационных сил, действующих на ведомую П по трем тангенциальным направлениям. В качестве вибродатчиков и управляемых источников силы используются пьезокерамические преобразователи. При малой величине крутящего момента, передаваемого муфтой, возможно эффективная компенсация вибрации ведомой П в широкой полосе частот, а при значительных - в отдельных частотных диапазонах. Благодаря применению в предлагаемой муфте нелинейных упругих элементов обеспечивается автоматическое изменение ее динамической жесткости при изменении передаваемого момента, что улучшает виброакустические и эксплуатационные свойства упругой муфты. 4 3.П. ф-лы. 2 ил. i (Л

фие4

Редактор М. Келемеш

Заказ 1563/37

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

фиг.г

Составитель В. Пучинский

Техред Л. Сердюкова Корректоре. Шекмар

Тираж 784

Подписное