Упругая муфта Советский патент 1980 года по МПК F16D3/74 

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к.упругим муф там с торообразной оболочкой, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для соединения валов машин и механизмов в условиях перекосов и смещений осей. Известна упругая муфта, содержащая ведущую и ведсмую полумуфты, имеющие фланцы, соединенные упругой торообразной оболочкой, креме слоев кордного каркаса которого завернуты за бортовые кольца до соприкосновения со слоями. В результате кордный каркас жестко зафиксирован на бортовых кольцах и позволяет применять оболочку в муфтах при неограниченных скоростях вращения 1. .Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является упругая муфта, содержащая муфты, соединенные упругим горообразным элементом, имеющим завулканизированные слои кордного кар каса, концы которых загнуты, сопряж ны со слоями каркаса и расположены ступенчато 2. Однако то обстоятельство, что кромки загнутых концов слоев каркаса не выходят за пределы наружного диа метра фланцев полумуфт, является существенным недостатком, приводящим к крайне неравномерному распределению напряжений и деформаций по периметру поперечного сечения оболочки. Кроме того, при вращении муфты максимальные циклические деформации кручения и изгиба испытьшают стенки оболочки в зоне защемления, что приводит к повьлиенному разогреву материалов оболочки в этой зоне (до 80 - 100 С), в 1,5-2 раза превышающему разогрев в зоне экватора оболочки. Вследствие этого снижаются механические характеристики резины и корда, ускоряется старение резины и создаются условия для образования трещин на поверхности оболочки. В этой же зоне защемления возникают местные растягивающие напряжения на поверхности . оболочки от сжатия ее боковин деталями полумуфт. Поэтому одним из самых распространенных видов разрушения являются кольцевые трицины в наружном слое резины по окружности защемления с последующим разрьтом каркаса по боковине. С целью увеличения долговечности и нагрузочной способности у предлагаемой муфты концы слоев кордного

каркаса расположены за пределами наружного диаметра фланца полумуфты, при зтсы высота одного из загнутых концов слоев равна от 2/3 до 5/6 высоты кордного каркаса, размещенного над наружным диаметром фланцев Тюл муфт-.

На чертеже изображена муфта, поперечный разрез

Муфта содержит полумуфты 1 и 2 с фланцами 3, к которьом с пo.lOIIlью разрезных прижимных колец 4 и болтов 5 пршсреплена упругая торообразная оболочка б, выполненная из эласт еЕ а, в который завулканизован многослойный кордный каркас 7, закрепленны:й Е бортах 8 на кольцах 9

Каркас 7 состоит, по крайней мере, из двух корда 10, располойсанньп-: по всему периметру поперечного сечения от одного кольца 9 до другого и концов 11 слоев 10, образованных за счет того, что концы 11 слоев 10 после их заворота вокруг колец 9 К соединения со стенками слоев продлены в сторону экватора оболочки б на высоту, превышагацую наружный диаметр фланцев 3. Концы 11 слоев 10 расположены ступенчато, а длина каждой ступени определяется из расчета равенства наибольшего усилия на слой корда каркаса в пределах участка каждой ступени. Высота одного из загнутых концов 11 слоев 10 равна от 2/3 до 5/6 высоты кордного каркаса 7, размещенного над наружным диаметром фланцев полумуфт 1 и 2,

Муфта работает следующим образом.

При вращении ведущей полумуфты, например полумуфты 1, крутящий момент за счет сил трения между бортом 7 оболочки и сжимающим его фланце111 3 и разрезным кольцом 4 передается на горообразную оболочку б и далее полумуфтё 2, Кроме крутящего момента на вращающуюся оболочку 6 действуют центробежные силы, стремящиеся вырвать ее борта из зажима -полумуфт 1 н 2 .

При вращении с перекосами и смещением осей валов оболочка б деформируете я а ее стенки испытывают дед)ормации циклического скручивания и изгиба. При этом наибольшие деформации испытывают зоны оболочки 6 с наименьшей л :есткостью. Так как нити корда, и-з которых состоят слои 10, имею модуль упругости в раз Е:ы1це, чем резина, основную часть нагрузки на оболочку б воспринимает карка.с 7,

В силу достаточной прочности связи между слоями 10 каркаса 7 и резиной завернутые концы слоев 10 наравне с ними воспринимают нагрузки, образуя монолитный каркас с переменным по профилю числом слоев корда.

Усилие растяжения в слоях 10 каркаса 7 зависит кроме радиуса кольцевого сечения, и от их количества в данном сечении в . от числа слоев. Соответствующим подбором числа и выз.соты ступенек слоев 10 добиваются равномерной нагруженности каждого отдельного слоя по периметру поперечного сечения каркаса 7. Это позволяет повысить коэффициент использования

ц материала каркаса, что по сравнению, с известной конструкцией при одинаковой прочности дает экономию корда, который стоит дороже, чем резина.

В связи с тем, что в предлагаемой

к конструкции оболочки число слоев корда, а CJ7eдoвaтeльнo, и толщина каркаса в зоне боковины больше, чем в зоне экватора, при компенсации перекосов и смещений осезй в основном будет

f. деформироваться зона эквартора, так как ее жесткость меньше жесткости боковины. Это лозволяет уменьшить нагрев и снизить циклические напряжения на поверхности оболочки в зоне защемления. Кроме того, увеличение

3 толщины каркаса в боковине уменьшает толщину резинового наружного слоя в зоне защемления, снижая величину местных растягивающих напряжений в зоне сжатия боковины фланцами 3.

0Снижение местных растягивающих напряжений от сжатия боковин и циклических напряжений, а также темпера- туры боковины при вращении уменьшает вероятность образования трещин, по5 выгиая тем самым долговечность оболочки и ее нагрузочную способность.

Формула изобретения

Упругая муфта, содержащая jise соосно установленные фланцевые полумуфты, соединенные упругим торообразным элементом, имеющим завулканизированные слои кордного каркаса, концы которых загнуты, сопряжены со слоями каркаса и расположены ступенчато, отличающа яс я тем, что, с целью увеличения долговечности и нагрузочной способности, концы слоев

кордного каркаса расположены за пределами наружного диаметра фланца полумуфты, при этом высота одного из загнутых концов слоев равна от 2/3 до 5/6 высоты кордного каркаса, размещенного над наружным диаметром фланцев полумуфт.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1„ Авторское свидетельство СССР

238726, кл, F 16 D 3/74, 1968. 2, Поляков В,С, и Барбаш И.Д. Муфты, Машиностроение, Л., 1973, с. 126, рис, 906 (прототип).

УО 6