Муфта Советский патент 1991 года по МПК F16D43/10 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для соединения ведущего и ведомого валов высокоскоростных реверсивных приводов и предохранения элементов трансмиссии от динамических воздействий и перегрузок.

Цель изобретения - увеличение диапазона рабочих частот вращения путем сохранения заданных форм изгибно-крутильных колебаний системы двигатель-ротор.

На фиг, 1 изображена упругая компенсирующая муфта с действующими на нее силами, разрез; на фиг. 2 - то же, вдоль оси вращения муфты; на фиг. 3 - схема системы дв и гател ь-рото р.

Муфта содержит полумуфты 1 и 2, шарики 3, установленные в сепараторе 4, клиновидные секторы 5, регулировочные стержни

6, цилиндрические шарниры 7, выпуклую упругую несущую оболочку 8, клиновидные секторы снабжены буртиками 9.

Муфта работает следующим образом.

В состоянии покоя шарики 3 не воздействуют на клиновидные секторы 5, а те - на полумуфты 1 и 2.

При вращении полумуфт 1,2с угловой скоростью О) под действием центробежных сил qy упругая оболочка 8 вытягивается в области экватора и принимает форму, сечение которой показано пунктиром В узлах крепления, например, способом вулканизации упругой оболочки к полумуфтам возникают осевые усилия Ро стремящиеся сблизить полумуфты.

Центробежные силы от шариков 3 (Р0Ш) и клиновидных секторов 5 (R- ) в проекции

|Сл

го

о

на ось вращения муфты в сумме создают осевые усилия на полумуфту F0.

С - С ш J- С с

го - го + г о

ш сш

Рош Р

с irC

«sin a ;

cos F0C F° cos/, sin / ,

где «-углы между осью вращения муфты и рабочей поверхностью клиновидных секторов; / - углы между осью вращения муфты и осью, проходящей через цилиндрический шарнир и центр масс клиновидных секторов.

Сила FO всегда направлена так, чтобы компенсировать осевое усилие Р0.

Профиль и наклон клиновидных секторов их массы и массы шариков выбираются таким образом, чтобы возникающие осевые усилия РО полностью компенсировались силами FO во всем диапазоне рабочих частот вращения муфты F0 -Ро.

При вращении двигателем 10 двухопор- ного ротора 11 посредством муфты 12 возникают рутильно-изгибные колебания.

Возникающие при вращении изгибные колебания в системе двигатель - ротор при помощи установки дополнительных рэди- ально-упорных подшипников исключить практически невозможно. Эти колебания могут носить различную форму и частоту (фиг, 3, форма I). Расстояния между опорами А и В рассчитываются таким образом, чтобы узловые точки собственных форм изгибных колебаний проходили через центры этих опор. В результате исключаются динамические добавки на опоры привода,

Возникающие в системе двигатель - ротор осевые усилия изменяют форму и частоту наперед заданных расчетных изгибных колебаний, вызывая динамические добавки (h - амплитуда возмущающего воздействия на опоры), которые могут достигать больших значений. Дополнительные воздействия на опоры валое снижают надежность и долговечность приводов.

Предлагаемое устройство позволяет исключить осевые усилия, возникающие под действием центробежных сил, действующих на эластичную оболочку, что устраняет изменение расчетной формы и частоты изгибных колебаний в системе двигатель - ротор; увеличить несущую, способность муфты за счет передачи крутящего момента через шарики и, следовательно, разгрузить эластичную оболочку; снизить воздействие радиальных сил на опоры валов и в результате уменьшить силы трения в подшипниках и интенсивность износа опор и шеек валов, увеличить время между ремонтными циклами, повысить долговечность и надежность при работе на высоких оборотах; уменьшить массу и габариты валов за счет уменьшения касательных и изгибных напряжений и массы

опор за счет снижения радиальных усилий; обеспечить стабильность характеристики муфты за счет исключения зазоров-выработок в клиновидных упорах; плавно регулировать характеристику муфты на компенсацию

0 осевых усилий; улучшить демпфирующие способности муфты от крутильных колебаний за счет сил трения, возникающих между шариками и клиновидными упорами; расширить функциональные возможности муфты за счет

5 увеличения диапазона рабочих частот.

При определении экономического эффекта учитывается снижение массы и габаритов системы двигатель - ротор, уменьшение затрат на ремонт и обслужива0 ние, увеличение срока службы и надежность в работе.

Формула изобретения

1.Муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, упругую оболочку, центро5 бежный механизм в виде установленных в радиальных направляющих шариков и регулировочный узел, отличающаяся тем, что, с цепью увеличения диапазона рабочих частот вращения путем сохранения задан0 ных форм изгибно-крутильных колебаний системы двигатель - ротор, она снабжена упорными элементами, соединяющей ведущую и ведомую полумуфты по периферии выпуклой упругой несущей оболочкой, упор5 ные элементы выполнены в виде клиновых секторов, основаниями посредством регулировочных узлов соединенных с соответст- вующими полумуфтами, а вершинами посредством цилиндрических шарниров-с

0 центральными участками одноименных полумуфт и наклоненных рабочими поверхностями в сторону шариков так, что центры масс секторов смещены относительно вертикальных плоскостей шарниров попереч5 ной плоскости симметрии муфты. 2.Муфта поп. 1,отличающая- с я тем, что на боковых гранях рабочих поверхностей клиновидных секторов выполнены буртики.

0 3. Муфта по п. 1,отличающаяся тем, что регулировочный узел выполнен в виде регулировочного стержня, одним концом посредством самотормозящейся резьбы соединенного с поверхностью ос5 нования клиновидного сектора, а другим концом закрепленного в теле соответствующей полумуфты с возможностью вращения без поступательного перемещения относительно последней, при этом периферийная поверхность оснований клиновидных секторов выполнена по дуге с радиусом, равным расстоянию от оси

шарнира до точки резьбового контакта секторов со стержнем.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для соединения ведущего и ведомого валов высокоскоростных реверсивных приводов и предохранения элементов трансмиссии от динамических воздействий и перегрузок. Цель изобретения - увеличение диапазона рабочих частот вращения путем сохранения заданных форм изгибно-крутильных колебаний системы двигатель - ротор. Ведущая и ведомая полумуфты по периферии соединены выпуклой несущей оболочкой. Упорные элементы выполнены в виде клиновидных секторов, основаниями посредством регулировочных узлов соединенных с соответствующими полумуфтами, а вершинами посредством цилиндрических шарниров с центральными участками одноименных полумуфт. Сектора наклонены рабочими поверхностями в сторону шариков так, что центры масс секторов смещены относительно вертикальных поперечных плоскостей шарниров в сторону к поперечной оси симметрии муфты. При работе муфта защищает от изгибно-крутильных колебаний систему двигатель - ротор, повышает быстроходность за счет снижения осевых усилий, расширяет диапазон рабочих частот вращения, увеличивает надежность и срок службы приводов. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Фиг.1

8

Фиг 2

10

4п

N

S / //

7/S////

4

- л

-.1Р1Фиаз