Упругая муфта Советский патент 1992 года по МПК F16D3/78 F16C33/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для соеди- нения валов двигателей и приводных механизмов, например валов приводной газовой турбины и турбокомпрессора для транспортировки природного или попутного газа, работающих при значительной несоосности.

Известна упругая муфта, содержащая две муфты в виде связанных между собой дисков, один из которых выполнен в виде закрепленной на валу гибкой диафрагмы, входящей в расточку второго диска.

Однако такая упругая муфта обладает недостатками, снижающими эффективность ее применения и надежность работы. В частности, такая муфта имеет малый диапазон компенсации осевых перемещений валов и низкую демпфирующую способность, не обеспечивающую эффективности демпфирования осевых колебаний валопро- водов, и также не обеспечивает нормального останова и сохранности в рабочем состоянии машины в случае разрушения диафрагмы,

Известна также упругая муфта, содержащая соосно установленные полумуфты, размещенный между ними промежуточный вал и два пакета гибких мембран с отверстиями, каждый из которых связан с промежу- точным валом и соответствующей полумуфтой посредством соединительных элементов в виде болтов с промежуточными втулками, расположенных в отверстиях мембран, и шайб с выпуклыми торцами, обращенными к торцевым поверхностям мембран,

Недостатком такой упругой муфты является низкая надежность работы из-за явления наволакивания металла, возникающего при изгибе и перемещениях мембран одна относительно другой и выпуклых поверхностей контактирующих с ними шайб.

Цель изобретения - повышение на1- дежности работы путем предотвращения явления наволакивания металла.

На фиг. 1 показана упругая муфта, продольный разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1 ; на фиг. 3 - гибкая металлическая мембрана; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3,

Упругая муфта содержит две соосно установленные полумуфты 1 и 2, размещенный между ними промежуточный зал 3 и два пакета 4 и 5 гибких мембран 6 с отверстиями 7, каждый из которых связан с промежуточным валом 3 и соответствующей полумуфтой 1(2) посредством соединительных элементов в виде болтов 8 с промежуточными втулками 9, расположенных в отверстиях 7 мембран 6, и шайб 10 с выпуклыми торцами 11, обращенными к торцевым поверхностям 12 мембран 6. Мембраны 6 выполнены с антифрикционным покрытием 13 на их взаимно обращенных поверхностях 12 в виде полимерной композиции, содержащей взвесь тонкодисперсного порошка фторопласта в спиртово-диметилформамидной смеси с добавлением порошка твердой смазки - вольфрама диселенида. На взаим0 но обращенных поверхностях 12 каждой из мембран 6 могут быть выполнены сетчатые рифления 14 под антифрикционным покрытием 13. Мембраны 6 могуг быть выполнены с азотированным покрытием 15, нанесен5 ным на их взаимно обращенные поверхности 12 под полимерной композицией 13.

Упругая муФта работает следующим образом.

Крутящий момент, например, от вала

0 приводной газовой турбины к валу турбокомпрессора для транспортировки природного или попутного нефтяного газа передается от полумуфты 1 к полумуфте 2 через промежуточные втулки 9, пакеты 4 и 5

5 гибких мембран 6 и промежуточный вал 3. При этом каждый пакет 4(5) гибких металлических мембран 6 уменьшает угловую и осевую жесткости упругой муфты, а совокупность двух пакетов 4 и 5 гибких ме0 таллических мембран 6 и промежуточного вала 3 позволяет дополнительно компенси- оовать параллельное смещение валов компрессорной установки. В такой муфте наибольшая концентрация напряжений при

5 изгибе мембран - в зоне пакета 4(5) мембран 6 с выпуклыми торцами 11 шайб 10, обращенными к торцевым поверхностям 12 мембран 6. Для снижения величины напряжений, вызываемых явлением наволакива0 ния металла, торцевые поверхности 12 каждой из мембран 6 выполняются с антифрикционными покрытиями 13 в аиде полимерной композиции, представляющей собой взвесь токкодисперсного порошка

5 фторопласта в спиртово-диметилформамидной смеси с добавлением порошка твердой смазки - вольфрама диселенида толщиной 0,3-0,05 мм, Выбор в качестве антифрикционного покрытия 13 указанной

0 полимерной композиции определяется ее высокой коррозионной стойкостью и стабильностью фрикционных характеристик при изменении условий окружающей среды при удельной нагрузке до 30 кг/мм2, отно5 стельной скорости перемещения деталей 0,4 0,8 м/с и удельном давлении до 6 кг/мм7. Нанесение покрытия 13 нь моверх- - ности 12 каждой з мембран б осуществляется окунанием или пул аоризатором с последующей термообрэбс кой слоя. Добавление в полимерную композицию 13 порошка твердой смазки в виде вольфрама диселенида позволяет повысить работоспособность композиции 13 в условиях глубокого вакуума (10 -10 мм рт.ст.) в широком диапазоне температур (от -196° С до +700° С) и обеспечивает низкую и стабильную величину коэффициента трения при работе на воздухе до 300° Сив вакууме до 700° С и высокую износостойкость в этих же условиях до нагрузки 50 кг/см2 и относительной величины скорости до 5 м/с.

Предотвращению явления наволакивания металла способствует также упрочнение торцевых поверхностей 12 каждой из мембран 6, находящихся под полимерной композицией 13, посредством выполнения сетчатых рифлений 14, например, в виде накатки ромбовидной формы или дробеструйной нагартовки с ячеистой структурой. Упрочнению торцовой поверхности 12 способствует также выполнение ее с азотированным покрытием 15 и последующим нанесением полимерной композиции 13. Формула изобретения 1. Упругая муфта, содержащая две соос- но установленные полумуфты, размещенный между ними промежуточный вал и два

0

5

0

5

пакета гибких мембран с отверстиями, каждый из которых связан с промежуточным валом и соответствующей полумуфтой посредством соединительных элементов в виде болтов с промежуточными втулками, расположенных в отверстиях мембран и шайб с выпуклыми торцами, обращенными к торцевым поверхностям мембран, о т л и ч a tout а я с я тем, что, с целью повышения надежности, мембраны выполнены с антифрикционным покрытием на их взаимно обращенных поверхностях в виде полимерной композиции, содержащей взвесь тонкодисперсного порошка фторопласта в спиртово-диметилформамидной смеси с добавлением порошка твердой смазки - вольфрама диселенида.

2.Муфта по п. 1,отличающаяся тем, что на взаимно обращенных поверхностях каждой из мембран выполнены сетчатые рифления под антифрикционным покрытием.

3.Муфта по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а я- с я тем, что мембраны выполнены с азотированным покрытием, нанесенным на их взаимно обращенные поверхности под полимерной композицией.

Использование: в машиностроении, для соединения валов двигателей и приводных {JJSJJjrJJJJJJ /-;S; ШЩт , механизмов, в частности газовой турбины и турбокомпрессора, работающих в условиях несоосности соединяемых валов. Сущность изобретения: муфта содержит две полумуфты 1 и 2 и промежуточный вал 3, связанный с полумуфтами пакетами 4 гибких мембран Взаимно обращенные поверхности мембран выполнены с антифрикционным покрытием в виде полимерной композиции. содержащей взвесь тонкодисперсного порошка фторопласта в спиртово-диметил- формамидной смеси с добавлением порошка твердой смазки - вольфрама дисе- ленида. Мембраны выполнены с сетчатыми рифлениями. Под полимерной композицией нанесено азотированное покрытие. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. ел С х 4 О О СО ю W Ч Фиг.1

Ю

Фиг.2

фиг.З

Щ

А-А(ро&ернуя$