Упругая муфта и способ ее сборки Советский патент 1993 года по МПК F16D3/74 

22

СЛ

С

Использование: машиностроение, для соединения валов машин и механизмом с радиальными и угловыми смещениями. Сущность изобретения: муфта содержит две полумуфты 1 и 2. связанные упругой резино- кордной оболочкой 3. Наружная поверхность каждой полумуфты выполнена с коническим срединным участком и сферическим yMact- крм со стороны внутреннего торца. Сферический участок поверхности полумуфты выполнен с увеличивающимся в сторону на

21 16 17 3 7 М ./ гз if 27S ff 7/ 17

Фиг.

21

Ч|

ю ск XI

00 XI

ружного торца полумуфты диаметром и сопряжен с коническим участком в зоне его максимального диаметра. Концевые участки оболочки размещены на конических участках полумуфт и поджаты к полумуфтам цанговыми и прижимными втулками. Сначала один конец оболочки надевают с натягом на одну из полумуфт, на него концентрично коническому участку устанавливают цангоИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано для соединения валов машин и механизмов с радиальными и угловыми смещениями,

Известна муфта упругая, содержащая две полумуфты, соединенные упругой торо- образной оболочкой, образующей с полу- муфтамм замкнутую полость. Однако известное устройство имеет большие размеры по диаметру, за счет чего возникают значительные центробежные силы, что ограничивает применение данной муфты при больших частотах вращения, кроме того, возникают осевые нагрузки, передаваемые на опоры валов. Горообразная оболочка сложна в изготовлении

Известна также муфта, содержащая две полумуфты, соединенные между собой упругой резино-кордной оболочкой, концевые участки которой размещены на конических участках наружных поверхностей полумуфт V поджаты к ним прижимными втулками с внутренними коническими поверхностями,, полумуфты выполнены с центральными осевыми каналами, связанными с внутренней полостью муфты. Недостатком известной муфты является то, что при смещении и перекосе полумуфт упругая оболочка изгибается непосредственно у их внутренних торцов, а при передаче момента крутящего, упругая оболочка уменьшается в диаметре. Перечисленные недостатки снижают надежность, долговечность и нагрузочную способность муфты.

Известен способ сборки муфты упругой, включающий соединение нажимного кольца с упорным кольцом, затем сборку полумуфт с собранными кольцами и упругой оболочкой, а затем обжатие винтами бортов упругого элемента. Недостатком известного способа является то, что данный способ не -обеспечивает удобство монтажа, а также надежное соединение упругого элемента с полумуфтами, Кроме того, известный способ

вую втулку 7, на которую напрессовывают прижимную втулку 17. Затем другие прижимную и цанговую втулки 17 и 7 надевают свободно на срезанный участок оболочки, насаживают другой конец оболочки на другую полумуфту, перемещают на него цанговую втулку 7 и напрессовывают прижимную втулку 17. Втулки 17 фиксируют на полумуфтах 1 и 2. 2 с.п. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

не позволяет производить сборку предложенной муфты.

Цель изобретения -.повышение надежности, долговечности и нагрузочной способности.

Указанная цель достигается тем, что муфта снабжена двумя запорными элементами, размещенными между взаимно обращенными торцами полумуфт, элементом

качения и двумя цанговыми втулками с наружными и внутренними коническими поверхностями и с кольцевыми канавками на внутренних поверхностях, причем в каждой цанговой втулке прорези выполнены поочередно с обоих торцов, наружная поверхность каждой полумуфты со стороны ее внутреннего торца выполнена со сферическим участком с увеличивающимся в сторону наружного торца диаметром, сопряжённым с коническим участком в зоне его максимального диаметра, каждая цанговая втулка размещена внутри соответствующей прижимной втулки, а центральный канал каждой полу- муфты закрыт со стороны ее наружного торца запорным элементом.

Цель изобретения - обеспечение удобства монтажа.

Указанная цель достигается тем, что сначала на одну из полумуфт с натягом надевают один конец упругой оболочки, на который коаксиально коническому участку полумуфты устанавливают одну из цанговых втулок и напрессовывают на нее одну из прижимных втулок, при этом сжимают в радиальном направлении конец упругой оболочки и цанговую втулку, затем свободно надевают на средний участок упругой оболочки другие прижимную и цанговую втулки, после чего другой конец оболочки с

натягом насаживают на другую полумуфту, цанговую втулку со среднего участка упругой оболочки перемещают вдоль оболочки до расположения коаксиально коническому участку другой полумуфты и напрессовывают на нее соответствующую прижимную

втулку, при этом сжимают в радиальном направлении другой конец упругой оболочки и соответствующую цанговую втулку, заполняют внутреннюю полость муфты жидкой смазкой и устанавливают в осевые каналы полумуфты запорные элементы, в полости муфты при этом создают заданное.давление.

На фиг. 1 изображена муфта упругая, продольный разрез; на фиг, 2, 3 - варианты исполнения; на фиг. 4,5-цанговая втулка; на фиг. 6 показана работа муфты упругой.

Муфта содержит две полумуфты 1, 2, соединенные цилиндрической упругой ре- зино-кордной оболочкой 3. Полумуфты 1/2 образуют с оболочкой 3 замкнутую полость 4. Каждая прлумуфта 1, 2 снабжена сферической поверхностью 5, с увеличивающимся в сторону наружного торца диаметром, сопряженным с коническим участком в зоне его максимального диаметра. Радиус кривизны сферических поверхностей 5 должен быть не менее минимального допустимого радиуса изгиба оболочки 3, Оболочка 3 плотно надета на переходных участках, между сферическими 5 и коническими б поверхностями, полумуфт 1,2, а ее концы обжаты на конических поверхностях 6 цанговыми втулками 7. Цанговые втулки 7 снабжены глухими продольными пазами 8,9 (фиг. 4), , поочередно выполненными со стороны одного и другого их торцов. Кроме того, цанговые втулки 7 снабжены сопряженными наружными коническими 10 и цилиндрическими 11 поверхностями, а также внутренней конической поверхностью 12 и изготовленными на ней кольцевыми канавками 13, 14. Кольцевые канавки могут быть также изготовлены на конических поверхностях полумуфт 1, 2. Диаметр цилиндрической поверхности 11, при свободном состоянии цанговой втулки .7, может быть равен диаметру цилиндрической поверхности 15 полумуфты. В данном случае при обжатой цанговой втулке 7 он меньше диаметра поверхности 15. На фиг. 1 диаметр поверхности 11 обжатой цанговой втулки 7 равен диаметру цилиндрической поверхности 15 полумуфты. В этом случае наружный диаметр цанговой втулки 7 должен быть больше на величину обжатия. Цанговые втулки 7 своими большими основаниями упираются в радиальные буртики 16, соединяющие конические 6 и цилиндрические 15 поверхности ступиц, а по наружной поверхности они обжаты прижимными втулками 17, снабженными сопряженными между собой конической поверхностью 18: ответной конической поверхностью 10 цанговой втулки 7 и цилиндрической поверхностью 20 ответной цилиндрической поверхности 15 полумуфты. От сползания с цанговых втулок 7 втулки 17 удерживаются резьбовыми элементами 21, 5 установленными в гладких отверстиях кольцевых деталей 22 и завернутыми в резьбовые отверстия прижимных втулок 17, Кольцевые детали упираются в буртики, изготовленные на цилиндрических поверхно0 стях 15 полумуфт 1, 2. Между обращенными друг к другу торцами полумуфт 1, 2 установлен элемент качения в виде шарика 23, а в теле их торцов могут быть установлены опорные пластины 24, 25, причем в одной из

5 них изготовлена лунка для размещения в ней шарика 23. Полумуфты 1, 2 снабжены осевыми продольными каналами 26, соединенными радиальными каналами 27 с полостью 4. В осевых каналах 26 установлены

0 запорные элементы в виде плунжеров 28, снабженных резьбовыми и гладкими участками, ответными резьбовым и глад к ими участками, ответными резьбовым и гладким участкам осевых каналов 26. В кольцевых

5 канавках, изготовленных на их гладких участках установлены герметизирующие кольца. От выворачивания плунжеры 28 предохраняют гайки 29. В осевом канале одной или обоих полумуфт могут быть уста0 новлены запорные элементы в виде пробок (не показано). Полумуфты 1, 2 снабжены внутренними цилиндрическими или коническими полостями для установки в них концов ведущего и ведомого валов 30, 31. В

0 снабженные наружной резьбовой поверхностью 36, а прижимные втулки 37 снабжены ответной внутренней резьбовой поверхностью 38, причем цанговые втулки 7, большим своим основанием упираются в

5 кольцевую деталь 35, От свинчивания с

кольцевой детали втулку предохраняют

резьбовые элементы 39, установленные

между резьбовыми поверхностями 36-38.

Полумуфты 2, 1 могут быть изготовлены за

0 одно целое с кольцевыми деталями 22,35. В муфте (см. фиг. 3) на цилиндрических поверхностях 15 полумуфт 1, 2 изготовлена резьба, а на внутренних цилиндрических поверхностях 20 втулок 17, изготовлена от- :

5 ветная ей резьба. От свинчивания со ступиц 1, 2 втулки 17 предохраняют гайки 40.

Муфта работает следующим образом. Крутящий момент, например, от вала 30 через полумуфту 1, упругую оболочку 3 и

полумуфту 2 передается на вал 31, корд упругой оболочки препятствует ее радиальному растяжению при больших частотах вращения, а также препятствует скручиванию, при этом упругая оболочка обеспечи- вает компенсирующие и упругие свойства муфты. Уменьшению первоначального диаметра оболочки и, соответственно, ее чрезмерному скручиванию от передаваемого момента препятствует жидкая смазка, за- полняющая замкнутую полость 4 муфты, при этом возникающие осевые усилия компенсируются за счет первоначального давления, созданного в замкнутой полости запорными элементами и дополнительного давления, возникающего за счет стремления упругой армированной оболочки сжаться в радиальном направлении. Часть радиальных усилий компенсируется элементом качения 23, расположенным между торцами полумуфт 1, 2. При создании достаточного давления внутри замкнутой полости, элемент качения 23 может быть полностью разгружен. При работе данная муфта может компенсировать значительные перемещения одного из валов в радиальном направлении (см. фиг. 6). Это происходит при вибрации механизмов, а также при их принудительном перемещении, например, в испытательных стендах, В данном случае одна из полумуфт периодически занимает положения, изображенные сплошной и штрихпунктирной линиями, при этом торцы полумуфт смещаться друг относительно друга в радиальном направлении, элемент качения перемещается по опорной площадке, а упругая оболочка 3 изгибается по радиусу, без резких переходов, и обкатывается по сферическим поверхностям полумуфт, причем между контактирующими поверхно- стями образуется масляный клин, за счет интенсивного перемешивания жидкости происходит интенсивный отвод тепла от внутренней поверхности оболочки к металлическим поверхностям.-

Работа муфты в механизмах с несоосно установленными валами происходит аналогично.

Муфта монтируется следующим образом. На полумуфту 1 с натягом в месте со- пряжения сферической 5 и цилиндрической 6 поверхностей, надевают упругую армированную оболочку 3. Затем на нее надевают до упора в буртик 16 цанговую втулку 7, а на цанговую втулку ,7 надевают прижимную втулку 17. Втулку 17 напрессовывают на цанговую втулку 7 при помощи пресса на необходимую величину или при помощи болтов, установленных в. кольцевую деталь 22 через одно отверстие, при этом после

промежуточной затяжки болтов на некоторую определенную величину, в свободные отверстия устанавливают болты короче. Для окончательной напрессовки во все отверстия устанавливают болты 21 и поочередно их завинчивают до полной напрессовки втулки 17 и обжатия цанговой втулки 7 на необходимую величину, Затем на средний участок оболочки 3 (см. фиг, 1, 2 штрихпунктирной линией) надевают втулку 17 и цанговую втулку 7, а в ее внутреннюю полость запрессовывают вторую полумуфту 2, предварительно установив шарик 23. Монтаж цанговой втулки 7 и втулки 17 на полумуфте 2 производят аналогично их монтажу на полумуфте 1. После закрепления на полумуфтах упругой оболочки, внутреннюю полость 4 муфты заполняют жидкой смазкой, а ее осевые каналы запирают запорными элементами 28, при этом внутри полости 4 создают необходимое давление. Собранную муфту устанавливают на ведущий и ведомый валы. Монтаж муфты, изображенной на фиг. 2, отличается тем, что при напрессовке прижимной втулки 37 ее придерживают от прово- рота, а в ее резьбовую полость ввинчивают кольцевую деталь 35. В соединении (фиг. 3} придерживают от проворота полумуфту и на ее резьбовую поверхность навинчивают обжимную втулку 17, а затем расклинивают гайкой 40. Кроме того, во всех приведенных вариантах муфт, гибкую оболочку 3 приклеивают к полумуфтам на их конических поверхностях, что способствует более надежному их креплению, а также более надежной герметизации полости 4.

Предлагаемое изобретение дает возможность уменьшить максимальный диаметр упругой оболочки и соответственно уменьшить величину растягивающих ее радиальных усилий, что позволяет применить данную муфту в механизмах с большей частотой вращения ведущего вала, в данной муфте отсутствует осевое воздействие на ведущий и ведомый валы. Муфта позволяет увеличить несоосность валов за счет плавного изгиба упругой оболочки на всей ее длине. Упрощается изготовление упругой оболочки, т.к. для ее изготовления может быть применена высокоэффективная технология изготовления армированных рукавов, кроме того, в некоторых м уфтах могут быть применены для изготовления упругих obo- лочек рукава высокого давления с одной или более оплетками. В предложенной конструкции может фыть применена упругая оболочка с металлической оплеткой, мто позволяет увеличить передаваемый момент и улучшить эксплуатационные характеристики муфты,

Формула изобретения

между взаимно обращенными коническими поверхностями полумуфт и прижимных втулок и фиксируют втулки относительно полумуфт от взаимных перемещений в осевом 5 направлении, отличающийся тем, что, с целью обеспечения удобства монтажа, сначала на одну из полумуфт с натягом надевают один, конец упругой оболочки, на который коаксиально коническому участку

0 полумуфты устанавливают одну из цанговых втулок и напрессовывают на нее одну из прижимных втулок, при этом сжимают в радиальном направлении конец упругой оболочки и цанговую втулку, затем свободно

5 надевают на срединный участок упругой оболочки другие прижимную и цанговую втулки, после чего другой конец оболочки с натягом насаживают на другую полумуфту, цанговую втулку со срединного участка уп0 ругой оболочки перемещают вдоль оболочки

до расположения коэксиально коническому

участку другой полумуфты и напрессовывают

на нее соответствующую прижимную втул: ку, при этом сжимают в радиальном направ5 лении другой конец упругой оболочки и соответствующую цанговую втулку, заполняют внутреннюю полость муфты жидкой смазкой и устанавливают в осевые каналы полумуфт запорные элементы, в полости

0; муфты при атом создают заданное давление.

31 Способ по п. 2, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что концы упругой оболочки приклеивают к коническим участкам наружных повер5 хностей полумуфт.