Гидродинамическая муфта Советский патент 1980 года по МПК F16D33/18 

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в энергетических установках для передачи мощности с ведущего вала на ведомый.

Известна гидродинамическая муфта, содержащая ведущий и ведомый валы, установленные в опорах корпусов, а так же смонтированные соответственно на ведущем и ведомом валах насосное и турбинное колеса, имеющие рабочие лопатки с входными и выходными кромками, расположенными вдоль валов 1 .

Недостатком такой конструкщш является то, что турбинное колесо не имеет возможности во время работы изменить свое угловое положение относительно насосного колеса и поэтому в такой гидромуфте не представляется возможным передать энергию с ведущего вала на ведомый, угловое положение между которыми может изменяться во время работы.

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей муфты путем обеспечения изменения углового положения валов в процессе работы.

Поставленная целк достигается тем, что валы, связанные между собой посредством шарнирного соедннегащ, а выходная кромка каждой лопатки насосного колеса и входная кромка каждой лопатки турбинного колеса вьшолнены в виде дуг окружностей с центром, совпадающим с центром щарнирного соединения, причем радиус входной кромки турбинного колеса и ее длина вьшолнены большими радиуса и длины выходной кромки насосного колеса.

Входная кромка каждой лопатки турбинного колеса снабжена дополнительными участками, сопряженными с участком, выполненным по дуге окружности и охватьтающими соответствующую лопатку насосного колеса.

Шарнирное соединение ведущего и ведомого валов вьшолнено в виде центрирующей шаровой опоры, закрепленной на одном валу, и сферического подпятника, закрепленного на другом валу с возможностью взаимодействия с шаровой опорой.

На фиг. 1 схематически изображено устройство, в котором шарнирное соединение вьшолнено в виде центрирующей шаровой опоры, установленной на одном из валов; на фиг. 2 и 3 - варианты вьтолнения насосного и турбинного колес; на фиг. 4 - схема устройства, в котором шарнирное соединение образовано корпусами насосного и турбинного колес; на фиг. 5 - поперечное сечение но А-А на фиг. 4 на фиг. 6 - вариант шарнирного соединения корпусов насосного и турбинного колес с промежуточным кольцом.

В подшипниковых опорах 1 и 2 корпуса насосного колеса 3 установлен ведущий вал 4, на котором жестко закреплено насосное колесо 5, вьшолненное двзошолостным с радиальными лопатками 6 и 7. Выходные кромки 8 и 9 лопаток насосного колеса 6 и 7 расположены вдоль оси его вращения. В подшипниковых опорах 10 и И корпуса турбшшого колеса 12 установлен вал 13, на котором жестко закреплено турбинное колесо 14. Ведущий 4 и ведомый 13 валы сцентрированы между собо при их относительном повороте с помощью центрирующей шаровой опоры 15. В качестве центрирующей опоры 15 может быть также применен несиловой кардан.

Рабочие лопатки 16 турбинного колеса 14 выполнены охватывающими лопатки 6 и 7 насосного колеса 5 и имеют осевую часть 17 и радиальные части 18 и 19. Входная кромка 20 лопаток турбинного колеса расположена вдоль оси его вращения и имеет форму дуги окружности, центр которой совпадает с центром шаровой опоры 15. Протяженность осевой части 17 лопаток колеса 14 больше, чем протяженность вдоль оси лопаток 6 и 7 насосного колеса 5.

Корпуса насосного и турбинного колес 3 и 12 соединены упругой гофрированной крышкой 21, предотвращающей попадание посторонних частиц во внутрь гидромуфты. Герметизация рабочей полости гидромуфты осуществляется уплотнением 22, вьшолненным по шаровой поверхности, центр которой совпадает с центром шаровой опоры 15. Насосное и турбинное колеса согласно предлагаемому техническому решению могут иметь и другое вьшолненне. Насосное колесо 5 имеет две торовые полости 23 и 24, в которых расположены рабочие лопатки 6 и 7, а также безлопаточные каналы 25 и 26 (фиг. 2). Турбинное колесо 16 имеет осевые лопатки. Насосное колесо 5 вьшолнено в виде одной торовой полости 23, в которой расположены рабочие лопатки 6, занимающие все поперечное сече1ше торовой полости (фиг.З)

Ш фиг. 4 и 5 изображено устройство, в котором поворот турбинного колеса 14 относительно насосного колеса 5 обеспечивается с помощью шарниров 27 и 28, связывающих

426474

между собой корпуса насосного и турбинного колес 3 и 12. Поворот рабочих колес в этом случае осуществляется в одной плоскости. Для обеспечения: возможности относительного поворота рабочих колес и в других плоскостях шарнирное соединение корпусов 3 и 12 может быть вьшолнено, как это показано на фиг. 6. Для этого между корпусами 3 и 12 устанавливается промежуточное кольцо 29,

JQ соединенное с корпусом насосного колеса 3 с помощью шарниров 30 и 31 и с корпусом турбинного колеса 12с помощью шарниров 32 и 33, причем оси вращения шарниров 32 и 33 перпендикулярны оси вращения шарниров 30

5 И 31.

.Гидромуфта работает следующим образом. Насосное колесо 5, вращаясь от двигателя (на чертеже не показан), сообщает жцдкости . движения от центра к периферии и отбрасьша0 ет ее на лопатки турбинного колеса 14, отдавая ему и ведомому валу 13 энергию с ведущего вала 4. С турбинного колеса жидкость вновь поступает на лопатки насосного колеса и цикл повторяется. Как и в обьгшых гвдро5 муфтах с соосным расположением ведзтцего и ведомого валов, 5кидкость в рабочих полостях гидромуфты может двигаться по малому кругу циркуляции (при больших передаточных отношениях) и по большему кругу циркуляции

0 (при малых передаточных отношениях). При повороте турбинного колеса относительно насосного рабочий процесс гидромуфты существенно не изменяется, поскольку входная кромка 20 лопаток турбинного колеса постоянно

5 находится вблизи выходных кромок 8 и 9 насосного колеса 5.

Дополнительное поворотное движение ведомого вала, одновременно с его основным вращательным движением, обеспечивает предложен0 ной гидромуфте большие функциональные возможности, большую универсальность и, следовательно, более широкую область применения по сравнению с известными гидромуфтами, в которых ведомый вал может совершать толь5 ко вращательное движение. Так, в частности, предложенная гидромуфта может быть эффективно применена в приводе формирующего ролика моталки листового стана взамен карданного вала, значительно повысив тем самым надежность и долговечность привода моталки

Формула изобретения

1. Гидродинамическая муфта содержащая ведущий и ведомый валы, установленные в опорах корпусов, а так же смонтированные соответственно на ведущем и ведомом валах

насосное и турбинное колеса, имеюише рабочие лопатки с входными и выходны ии кромками, расположенными вдоль валов, отличающаяся Тем,ЧТО, с целью расширения функциональных возможностей муфты путем обеспечения изменения углового положения валов в процессе работы, валы связанные между собой посредством шарнирного соединения, а выходная кромка каждой лопатки насосного колеса и входная кромка каждой лопатки турбинного колеса выполнена в виде дуг окружностей с центром, совпадающим с центром шарнирного соединения, причем радиус .входной кромки турбинного колеса и ее длина выполнены большими радиуса и длины входной кромки насосного колеса.

2. Муфта по п. 1, отличающая с я тем, что входная кромка каждой лопатки турбинного колеса снабжена дополнительными участками и сопряженными с участком, вьшолненньтм по дуге окружности и охвать1ваюшими соответствующую лопатку насосного колеса.

3. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что ишрнирное соединение ведущего и ведомого валов вьшолнено в виде центрирующей шаровой опоры, закрепленной на одном валу, и сферического подпятника, закрепленного на другом валу с возможностью взаимодействия с шаровой опорой.

Источники информации, принятые flo внимание при зкспертизе

I. Авторское свидетельство СССР № 388148, кл. F 16 D 33/08, 1972.

10

23 6 5

16

ФиВ