Запобіжна муфта

Запобіжна муфта, що містить зв'язані з сполучними валами ведучу і ведену півмуфти і сполучну ланку з запобіжним перерізом, з'єднану з півмуфтами своїми хвостовиками за допомогою шліцьового з'єднання трефної форми, з центрованого по боковим працюючим поверхням, яка в і д р і з н я є т ь с я тим, що шліцьове трефне з'єднання має виступи, окреслені по радіусу з діаметральними підрізами біля верхів'я на півмуфтах і радіусні упадини на хвостовиках сполучної ланки, півмуфти І сполучна ланка зцентровані по найбільшому діаметру виступів, хвостовики виконані в середній частині з сферичною шийкою, ширина S якої вибирається з виразу: S = (0,0028...0,014) D, де D - найбільший діаметр шліцьового з'єднання, міжцентрову відстань між віссю з'єдання і центром упадини сполучної ланки вибирають з виразу: А = 1,082 D/2, радіус поверхні виступів півмуфт рівний радіусу упадин сполучної ланки і складає: R, = R2 = 0,4142 D/2, а діаметр Dn діаметральних підрізів виступів півмуфт вибирається з виразу: D n -(0,75.,.0,80)D С > Оч Оч Винахід відноситься до прокатного виробництва, частково до елементів для захисту від перевантажень обладнання ліній прокатних станів, наприклад, пільгерстанів і може бути використаним в машинобудуванні в запобіжних пристроях з'єднань валів машин і механізмів в умовах підвищених динамічних навантажень і значної нєспіввісності валів. Відома запобіжна муфта пільгерстана 5" —1 2", збудованого Угорщиною на Нижньодніпровському трубопрокатному заводі {М.Дніпропетровськ) в 1969 р. [1], містить зв'язані з сполучними валами ве дучу і ведену півмуфти і сполучну ланку з запобіжним перерізом, з'єднану своїми хвостовиками з півмуфтами трефними з'єднаннями, що мають виступи (4 шт.) з діаметральними підрізами біля верхів'я на півмуфтах і радіусні упадини (4 шт.) на хвостовиках сполучної ланки. Хвостовики сполучної ланки утворені двома конічними поверхнями, схрещеними у середній частині хвостовиків більшими основами діаметром 742 мм, утворюючими ребро у місці їх схрещення. Найбільший діаметр трефного з'єднання складає D=750 MM. Радіуси упадин хвостовиків складають О 26596 R?=168 мм. Радіуси округлення виступів півмуфт складають ^=165 мм, а їх центри перехресно зміщені на t-2 мм по дузі діаметром 2А=870 мм, що забезпечує щілини на дні упадини 3 мм, а по верхів'ю упадини - 5-мм. Для покращення відносної рухомості працюючих поверхонь, верхів'я виступів півмуфт мають по усій довжині підріз діаметром Dn=550 мм. При таких геометричних параметрах трефного з'єднання міжцентрова відстань між віссю трефного з'єднання і центром упадини сполучної ланки складає: А - 1,16 D/2, (1) де D - найбільший діаметр трефного з'єднання (для відомого трефного з'єднання D=750 мм); радіус округлення виступів півмуфт складає: R, = 0,44 D/2, (2) радіус упадин сполучної ланки складає: R2 - 0,448 D/2, (3) а діаметр діаметральних підрізів виступів півмуфт складає: 0п = 0,73 D. (4) Проте, відома запобіжна муфта не має високої компенсаційної здатності її рухомих елементів. Викликано це недостаньою величиною діаметральних підрізів виступів півмуфт, і відповідно низькою податливістю трефного з'єднання, в зв'язку з" тим, що ребра виступів при значній неспіввісності валів упираються у поверхні упадин сполучної ланки і таким чином приводять до виникнення згинального момента і перерізувальної сили. Завданням винаходу є підвищення компенсаційної здатності рухомих елементів запобіжної муфти. Поставлене завдання вирішується таким чином. У запобіжній муфті, яка містить зв'язані з сполучними валама ведучу і ведену півмуфти і сполучну ланку з запобіжним перерізом, зв'язану своїми хвостовиками з півмуфтами трефними з'єднаннями, що мають виступи з діаметральними підрізами біля верхів'я на півмуфтах і радіусні упадини на хвостовиках сполучної ланки, згідно з винаходом, центрування трефного з'єднання здійснюється по найбільшому діаметру, хвостовики сполучної ланки мають у середній частині сферичну шийку, ширину S якої вибирають з виразу: S = (0,0028...0,014) D, (5) де D - найбільший діаметр трефного з'єднання, міжцентрову відстань А між віссю трефного з'єдання і центром упадини сполучної ланки вибирають з виразу: А = 1,082 D/2. (6) радіус округлення R, виступів півмуфт рівний радіусу R2 упадин сполучної ланки і складає: 5 R, = F^ = 0,4142 D/2, (7) а діаметр и п діаметральних підрізів виступів півмуфт вибирають з виразу: Dn = {0,75...0,80) D. (8) Завдяки виконанню по зовнішньому 10 діаметру у середній частині хвостовиків сполучної ланки повільного переходу КОНУС-СФЕРА-КОНУС забезпечується надійна центрівка трефного з'єднання, зниження динамічних навантажень на запобіжнумуф15 ту і таким чином розширюється компенсаційна можливість трефного з'єднання. Діапазон запропонованих відносних розмірів шийки (формула 5) обумовлений оптимальним кутом конічних поверхонь хвостовиків, 20 спряжуваних з сферичною шийкою. При відносній величині шийки, меншій нижньої межі, знижується компенсаційна можливість трефного з'єднання, так як кут конусних поверхонь хвостовиків буде недос25 татнім і конічні поверхні при значній неспіввісності валів будуть упиратись у поверхню упадин максимального діаметра з'єднання. При відносній величині шийки, більшій верхньої межі, кут конусних ЗО поверхонь хвостовиків буде більшим і, хоч при цьому компенсаційна можливість збільшується, проте площа поверхні упадин зменшується, при цьому збільшується контактне напруження поверхонь трефного 35 з'єднання. Виконання діаметра діаметральних підрізів виступів згідно з формулою (8), тобто значно більшими, ніж у відомої муф, ти (див. формулу 4), дозволяє віддалити 40 ребра виступів на півмуфтах від днища упадин. При цьому контакт виступів півмуфт з упадинами хвостовиків сполучної ланки відбувається в основному по бокових стінках останніх. У результаті цього 45 сполучна ланка має більший діапазон кутової піддатливості, що і обумовлює розширення компенсаційної можливості трефного з'єднання. При ВІДНОСНІЙ величині меншої нижньої межі кутова підда50 тливість трефного з'єднання знижується і зменшується його компенсаційна можливість. При відносній величині, більшій верхньої межі, хоч і збільшується кутова піддаливість трефного з'єднання, проте значно 55 знижується площа бокової поверхні виступів півмуфт, збільшується контактне напруження, знижуються міцність і термін служіння з'єднання і муфти в цілому. У зв'язку з збільшенням діаметра Dn діаметральних підрізів виступів зменшується 26596 помогою маточин 3, 4 з сполучними ваплоща їх бокової поверхні, компенсувати лами 5, 6. Муфта також має сполучну втрати якої відповідно до винаходу прополанку 7 з запобіжним перерізом 8. У нується за рахунок углиблення упадин споваріантах виконання запобіжний переріз 8 лучної ланки шляхом зменшення міжцентрової відстані А згідно з форму- 5 може бути суцільним Є (фіг.З) або кільцевим F {фіг.З}. Сполучна ланка 7 своїми лою (6). Проте, для збереження достатньої хвостовиками 9, 10 (фіг.1, 4) зв'язана з міцності діючому крутному моменту М^, півмуфтами 1, 2 трефними з'єднаннями зменшення міжцентрової відстані А повин(фіг.2), що мають виступи 11 з діаметрально супроводжуватись збільшенням найбільшого діаметра D трефного з'єднання. 10 ними підрізами 12 при верхів'ї на півмуфтах 1, 2 і радіусні упадини 13 на хвостоПриведене у формулі (6) співвідношення - виках 9, 10 сполучної ланки 7. Хвостовики міжцентрової відстані А між віссю трефно9, 10 сполучної ланки 7 мають у середній го з'єднання і центром упадини сполучної частині сферичну шийку 14 і схрещені з ланки дорівнює 1,082 D/2 і визначено експериментальним шляхом і базується на 15 нею конічні поверхні 15, 16 (фіг.4). Ширину S сферичної шийки 14 вибирають з виразу: тому, що центральний кут упадин сполучS = (0,0028...0,014) D, (5) ної ланки трефного з'єднання ( складає 3 45° і забезпечує найбільшу його компенде О - найбільший діаметр трефного з'єдсаційну можливість. нання. Виконання радіуса округлення висту- -20' Міжцентрова відстань А між віссю трефного з'єднання і центром упадини спопів півмуфт R, рівним радіусу упадин сполучної ланки 7 складає: лучної ланки R2 забезпечує при навантаженні трефного з'єднання повний контакт А = 1,082 D/2, (6) бокових поверхонь виступів і упадин, зменрадіус округлення Rt виступів 11 півмуфт шує бокові щілини, знижує динамічні на- 25 1,2 дорівнює радіусу Rj упадин 13 сповантаження, зменшує контактні напруженлучної ланки 7 і складає: ня і, таким чином, збільшує ресурс роботи Rf = f\ = 0,4142 D/2. (7) ; трефного з'єднання. Діаметр Dn діаметральних підрізів 12 А вибір співвідношення радіуса округвиступів 11 півмуфт 1, 2 складає: лення виступів півмуфт R і радіуса упадин ЗО D n = (0,75...0,80) D. (8) сполучної ланки R2i найбільшого діаметра Таким чином, центрування трефного трефного з'єднання D відповідно формулі з'єднання з д і й с н ю ю т ь по найбільшому (7), базується також на оптимальному видіаметру D. конанні центрального куга упадин сполучУ прикладі конкретного виконання заної ланки трефного з'єднання J рівним 35 побіжна муфта може мати такі геометричS 45°, що забезпечує його найбільшу ком-, ні характеристики: пенсаційну можливість і визначено - найбільший діаметр трефного з'єдекспериментальним шляхом. нання D - 830 м м , На фіг. 1 зображена пропонована за- діаметр упадинD, = 350 м м , побіжна муфта; на фіг.2 - розріз А-А на 40 - діаметр діаметральних підрізів висфіг.1; на фіг.З - розріз В-В на фіг.1; на тупів D n = 640 м м , фіг.4 - хвостовик сполучної ланки; на фіг.5 - радіус округлення виступів R, = 175 - спряження виступа півмуфти і упадини мм, сполучної ланки відомої запобіжної муф- радіус упадин R 2 = 175 м м , ти; на фіг.6 - графічна побудова кривої 45 - зміщення центрів радіусів виступів взаємодії працюючих поверхонь виступів дорівнює величині бокової щілини t = Д півмуфт і упадин сполучної ланки; на фіг.7 X = 3 мм, - кінематична схема лінії стана; на фіг.8{ - міжцентрова відстань між віссю треф9, 10 - схема діючих на сполучну ланку ного з'єднання і центром упадини сполучсил і моментів в лінії стана, при наявності 50 ноі ланки А = 450 м м , значної неспіввісності валів; на фіг.11 - ш и р и н и сферичної шийки S = 12 схема побудови упадини сполучної ланки; мм, на фіг. 12 - схема побудови радіусів округ- довжина хвостовика сполучної лан* лення виступів півмуфт; на фіг. 13 - схема ки І_ - 3 7 5 м м , визначення сферичної шийки сполучної 55 - кут конусності конічних Поверхонь ланки при неспіввісному положенні валів; хвостовика, примикаючих д о сферичної на фіг. 14 - фото злому запобіжного шийки а = 0,16...0,82° перерізу круглої суцільної форми. - кут упадин р = 45° | Запобіжна муфта (фіг.1) містить ведуТака запобіжна муфта характеризуєтьчу 1 і ведену 2 півмуфти, зв'язані за дося простою конструкцією, технологічністю 8 26596 і може бути використана у лінії пільгерстана 5"-12" з використанням рухомих посадок з щілиною. Використання у запобіжній муфті трефного з'єднання з пропонованими геометричними параметрами дає можливість підвищити її компенсаційну здатність, значно знизити величину згинального момента, при постійній наявності неспіввісності розташування сполучних валів, а значить стабілізувати і збільшити стійкість запобіжного перерізу, поліпшити умови експлуатації сполучних з муфтою вузлів і механізмів, снизити витрати на обслуговування стана. Вибір геометричних параметрів базується на таких теоретичних і практичних обгрунтуваннях. Відомо, що для більш правильного зіткнення по упадині [2], виступи муфти окреслюються тими ж радіусами, що і упадини сполучної ланки. У відомій запобіжній муфті [1] радіус округлення виступів Rt = 165 мм, що на 3 мм менше, ніж радіус упадини R2 - 168 мм, що при статичному навантаженні забезпечує (фгг.З) часткове зіткнення поверхонь біля верхів'я упадини і значно зменшує площу працюючих поверхонь, приводить до інтенсивного їх зношування, до збільшення бокових щілин, і як наслідок, збільшує і без того значні динамічні навантаження. Графічна побудова кривої взаємодії працюючих поверхонь (фіг.6) виступів півмуфт і упадин сполучної ланки у період статичного навантаження показує, що у різних точках кривої, взаємодія прикладених у різних точках сил відбувається під різними кутами від 5 до 75° по відношенню до працюючої поверхні. На ділянці між точками 2-3-4 взаємодія сил по відношенню до працюючих поверхонь відбувається під кутом відповідно 5-20-35°, тому на цій ділянці, при наявності неспіввісності, а значить і згинального момента, має місце значний ріст контактних напружень, що супроводжується ЗІМ'ЯТТЯМ, наклепом дна упадини і відповідної частини поверхні виступа півмуфти. На ділянці між точками 4 - 5 - 6 - 7 працюючі поверхні взаємодіють під кутом 35-50-65-75°, що забезпечує їм більш легку вертикальну рухомість, наближуючи їх по умовах взаємодії до умов взаємодії поверхонь прямобічного шліцьового з'єднання. Найбільш схильна до вертикальної відносної рухомості ділянка кривої між точками 7-8-9-10-11, проте вона не має місця у розглядаємому трефному з'єднанні. Крутний момент М к р г г при статичному навантаженні пільгерстана 5"-12" коливається в межах від 120 до 130 тм, тоді зусилля F передане трефним з'єднанням 5 дорівнює: С _ 'Р ст /ПІ де І - плече трефного з'єднання. І = 0,375 10 м. 130 = 3 4 6 6 Т ' ОД75 В умовах рівномірного розподілу зу15 силля f на кожний шліц складає: f = £. 20 25 Зо 35 40 45 50 55 (Ю) де n - кількість шліців (виступів-упадин), п - 4. 346,6 = 86,6 т (без урахування динамічних навантажень). Розглядаючи роботу трефного з'єднання (фіг.З) при статичному навантаженні (заворот трефного з'єднання на 180°) видно, як протилежні А-С ; B-D упадини сполучної ланки своїм днищем, парами перекриваючи бокові щілини, заклинюють на верхів'ях А-С; B-D півмуфти, наприклад, у точках 1-1*; 4-4'. Таким чином, центрування трефного з'єднання відбувається по працюючій поверхні дна упаДин і відповідної працюючої поверхні верхів'я виступів. Поверхні максимального діаметра D = 750 мм трефного з'єднання при статичному навантаженні нейтральні. При середній довжині трефного з'єднання, рівній 360 мм, таке центрування знижує компенсаційну рухомість з'єднання, особливо у вертикальній площині 1-1, де величина згинального момента від неспіввісності має максимальне значення. У цьому випадку відносма рухомість працюючих поверхонь з'єднання можлива тільки за рахунок грубого місцевого зім'яття, наклепа поверхні дна упадини і спряжуваної поверхні верхів'я виступа у початку і у кінці трефного з'єднання. Низька компенсаі ійна спроможність відомої запобіжної муфти [1] обумовлює складний багатоосьовий напружений стан послабленого запобіжного перерізу (фіг.З) як суцільної (Е) круглої форми, так і кільцевої (F) форми, що ставить його стійкість руйнувань у пряму залежність від величини зміщення осей валів і, як наслідок, від величини згинального момента і супровідної йому перерізувальної сили. 10 26596 У цілях більш чіткого уявлення механізма впливу низької компенсаційної здатності трефного з'єднання на стійкість послабленого запобіжного перерізу сполучної ланки, розглянута кінематична схема лінії стана {фіг.7) без робочої кліті і привідних шпинделів і вплив взаємодіючих в лінії сил на стійкість послабленого запобіжного перерізу. Лінія стана включає ведучу 1 і ведену 2 півмуфти, сполучну ланку 7, маховик 17, нижню вал-шестерню 18, верхню вал-шестерню 19, півмуфти 20, 21 і опорні підшипники 22, 23. Так як вузол маховика 17 являє собою компактну конструкцію з значними масами вхідних в нього деталей, що мають багатократний запас міцності, потужні підшипникові опори, потужний фундамент, прийнято розглядати співвісність нижньої вал-шестерні 18 шестірневоі кліті відносно осі вала маховика. Припустима неспїввісність до 3 мм, проте у практиці за рахунок похибок монтажу, зношування підшипників сковзання шестірневої кліті, величина неспіввісності значно перевищує допустиму, Для визначення впливу неспіввісності, отже і виникаючого згинального момента, на величину напружень у запобіжному перерізі 8 при статичному навантаженні доцільно нижню вал-шестерню 18 з твердо встановленими на ній півмуфтами 2, 20 представити як балку {фіг.8) на двох опорах 22, 23 з опорними реакціями R22, R23, навантажену силами Р20, Р, Ру а сполучну ланку 7 представити як консольно затиснуту балку у площині запобіжного перерізу 8 (фіг.7). При наявності значної несліввісності (фіг.9) реакція опори R23 прямує до нуля, при цьому замість опори R балка може одержати опору у точці А (фіг.9) на кінці консольно затиснутої балки з реакцією RA. Крім того, так як шліцьова частина (довжиною 360 мм) сполучної ланки 7 знаходиться у середині півмуфти 2, то перекіс осей створює зосереджений момент М 3 від пари сил, прикладених у точках А і В (фіг.9). При цьому у площині затиснення, тобто у запобіжному перерізі, виникає результуючий момент М. Для визначення результуючого момента М була розглянута взаємодія двох балок при умові наявності значної по величині неспіввісності і статичному назантаженні (фіг. 10). Сумарний згинальний момент у площин» затиснення балки буде дорівнювати сумі моментів М 3 і M 3t . Балка 18, лежачи на опорі своїм правим кінцем, діє'на консольну балку у точці А, в результаті виникає реакція ос 5 танньої RA, яку можливо вирахувати з умови рівноваги балки, при якій сума сил і моментів навколо якої-небудь точки,.частково точки О, дорівнює нулю. Діючі сили P w , RM, Р, Р2, R Р м = 4 т - вага півмуфти 20 (фіг.7) р = Рів + р і 9 + р 9ад (11) де - Р|в -• вага нижньої вал-шестерні 18, * 10 P te - вага верхньої вал-шестерні 19, Р = Р tg20\ (12) рад і 130 тм де Р( - колове зусилля ^ 2 0,5 м 15 =130 т. Т 20 °А> ршш = 1 3 0 т * °- 3 6 4 = 47 т Р = 12 + 12 + 47 = 71 т Ра = 5 т - вага- веденої півмуфти 2 спільно з її маточиною 4. _р .1 а. р . | д. р . І — о Г| _ \\~л - ц л , (loj де для пільгерстана 5"-12 п : L, = 0,8 м; Ц - 1,1 м; Ц = 2,7 м; Ц = 1,0 м; Ц = 0,6 м; Ц. = 0,4 м; 25 підставимо значення у вираз (13) -4-0,8 + 71-1,1 +5-2,7 = RA - [2,7 + + (1.0 - 0,6)] (-3,2+78,1 + 13,5) = 28,5 т. • 30 " 3,1 Так як система знаходиться у рівновазі, то сума сил дорівнює нулю -Р« + R - P - P + R = 0 Н4Ї А 35 40 20 22 22 ?0 2 У + 5 - 28,5 = 51,5 т А А * ' Знаючи значення реакції R22, вираховуємо засереджений момент М э , викликаний діями сил Р№, R22, P, Р„ Р г0 [Ц L,)J =м -4-[0,8 + 2,7 + (1,0 - 0,4)] + 51,5 х х [2,7 + (1,0 - 0,4)] - 71-[(2,7 - 1,1) + + (1,0 - 0,4)] = М 45 М 3 = -4-4,1 + 5 1 , ^ 3 , 3 - 71-2,2 = -16,4- 169,95 - 156,2 - -2,7 тм. М, = -2,7 тм. Згинальний момент М зг дорівнює: Мїг = -ЙД.Ц (15) 50 М зг = -28,5-0,6 = -17,1 тм Тоді результуючий момент у площині затиснення, тобто у послабленому запобіжному перерізі буде дорівнювати: м + М = 7 1 + э "1 (~2,7) = -19,8 тм. эг 55 Сумарне напруження у площині послабленого запобіжного перерізу у момент статичного навантаження складе: , W 11 26596 D ~ 430 ' ' D ~ 430 =0,81; ota = 3,8 при тих же умовах (див. книгу Сервисен С.В. и др. "Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность". М., 1975, Глава II, рис. 45, 48). 1 0,1 35 Э х х ^/3,8 19,8 ЮТ+0,75(2,4 130 105)2 = ,/75,2440,75 (2,4-130)г = 23,3 ^661,1+0,75 97344 = 23,3 X 7 3 0 0 8 = 2 3 , 3 • 78669,1 = = 23,3 • 280,5 = 6535 кг/см г . Таким чином розрахунок показує, що у відомій запобіжній муфті пільгерстана 5"—12" [1] сумарне напруження a = 6535 кг/см 2 на 3 1 % вище допустимого [ о ] = =5000 кг/см г . Концентрація максимальних напружень у запобіжному перерізі (Е) суцільної круглої форми і кільцевої (F) форми (фіг.З) відбувається по зовнішньому контуру. Наприклад, у точках 7-7' суцільного перерізу (Е), 9-9' кільцевого перерізу у вертикальній площині, де згинальний момент має максимальну величину, напруження максимальні і протилежні по знаку (7, 9 - розтяг, 7', 9" - натиснення) причому у момент статичного навантаження - поворот 180° - максимальні напруження змінюють знаки (в крапках 7, 9 - натиснення, у крапках 7', 9' - розтяг). Таке ж знакозмінне навантаження відбувається і у точках 8, 8', 10, 10' при перетині ними вертикальної площини. Знакозмінне навантаження, наявність концентратора р =6 мм по зовнішньому контуру переріза, при сумарному напруженні від згинального і к р у т о г о моментів, на 3 1 % перевищуючому допустиме, приводить до первинних зруйнувань у зоні, розташованій поблизу зовнішнього контура перерізу, де пружні деформації легко переходять до пластичних. Фото (фіг.14) злому запобіжного перерізу круглої суцільної форми підтверджує, що первинні зруйнування відбуваються поблизу зовнішнього контура переріза, де видно затемнені сліди мастила, затікаючого у тріщини первинних 12 зруйнувань біля зовнішнього контура, а у центрі - світлі грубого злому з втомлювальними хаотично розташованими тріщинами і зруйнуваннями. 5 Таким чином, стійкість запобіжного перерізу знаходиться у залежності від часу утворення первинних зруйнувань у зоні концентрації максимальних напружень поблизу зовнішнього контура, так як подаль10 ше зруйнування залишкової частини перерізу відбувається відносно швидко, і носить вільний характер. Стабілізувати стійкість зруйнувань запобіжного перерізу як суцільної круглої так і кільцевої форм при 15 існуючій конструкції запобіжної муфти, через низьку компенсаційну здатність трефного з'єднання, постійну неспіввісність розташування валів, неможливо. Крім того, відома запобіжна муфта не 20 має конструктивних ознак, дозволяючих отримати оптимальні геометричні характеристики шліцьового трефного з'єд• нання, яке має високий ступінь компенсаційних можливостей, дозволяючих значно 25 знизити або усунути сторонні навантаження, що дуже важливо в умовах значних пульсуючих навантажень, наприклад у ЛІНІЇ головного привода пільгерстана 5"12". ЗО Для підвищення кутової рухомості сполучної ланки і компенсаційної можливості найбільш доцільним буде збільшення діаметра діаметральних підрізів виступів, що і пропонується у заявленому технічно35 му рішенні. Проте виконання діаметрального Dn підрізу виступа півмуфти призводить до значної втрати його бокової працюючої поверхні, компенсувати яку за рахунок поглиблення упадини, тобто змен40 шення діаметра D, упадин, неможливо через послаблення мщнісних характеристик хвостовиків сполучної ланки, у яких у процесі експлуатації мають місце випадки утворення тріщин по днищу упадини, 45 навпаки потребують збільшення міцності в цьому найбільш небезпечному перерізі. Компенсувати втрату працюючої поверхні необхідно збільшенням зовнішнього діаметра з'єднання відповідним збільшен50 ням повної висоти виступа, зберігаючи при цьому чи незначно збільшуючи поперечний переріз по днищах протилежних упадин. Висота виступи відомої півмуфіи 100 55 мм, виконуючи діаметральний підріз орієнтовано по 25-55 мм на бік, необхідно по 25-55 мм збільшити максимальний діаметр з'єднання 800-860 мм. Проте, надмірне збільшення зовнішнього діаметра трефного з'єднання веде до зростання габарит 13 2659G них розмірів і відповідно має слряжуваних з валом півмуфт. Тому при виборі параметрів трефного з'єднання доцільно розглядати середній зовнішній діаметр D==830 MM (фіг.11). У ведомій муфті радіус упадин складає R2=168 мм. В загальному випадку доцільно розглядати упадини з радіусом R2=150...200 MM. Правильний вибір оптимальних геометричних параметрів з'єднання повинен забезпечити найкращі умови відносної рухомості бокових поверхонь у осях 1-І, ІІ-ІІ в момент їх проходження (збігу) з вертикальною віссю лінії привода стана, де у момент статичного навантаження згинальний момент має максимальне значення. Як видно в осі з'єднання 1-І (фіг.11), найкращі умови вертикальної відносної рухомості має ділянка 1-І' упадини радіусом R2=150 мм, що має кут ( =40°, у міру 3 збільшення радіуса упадини R2=175...2O0 мм відповідно збільшується кут упадини до р =45...50°, погіршуючи відносну вертикальну рухомість. В осі ІІ-ІІ у момент її проходження (збігу) з вертикальною віссю привода стана, найкращі умови відносної рухомості має ділянка 3-3* упадини радіусом R2~200 мм, що має кут р =50°, у міру зменшення радіуса упадини R2=175, R2=150 мм відповідно зменшується кут упадини р = 45°, 40°- погіршуючи відносну рухомість з'єднання. Для забезпечення рівних умов рухомості в осях 1-І і Н-ІІ у момент проходження її вертикальної вісі привода стана доцільно прийняти для з'єднання середній радіус упадин R2-175 MM, що дає упадину з кутом р =45° і забезпечує рівні умови відносної рухомості в осях 1-І і 11-11. Розглядаючи трефне з'єднання (фіг. 12) D~830 MM з радіусом упадин R2=175 MM, обгрунтуємо розмір діаметрального підріза 5 10 15 20 25 30 14 трефного з'єднання (різнонаправлену) при центруванні по бочкоподібному зовнішньому діаметру з'єднання. Крапка 2' дозволяє скоректувати діаметральний підріз Dn з розміра 600 мм до 625 мм. Таким чином одержуємо трефне з'єднання з такими геометричними характеристиками: - найбільший діаметр трефного з'єднання D=830 мм; ж - радіус упадин R2~175 мм; - діаметр діаметральних підрізів Dn=625 мм; . - кут упадини р =45°. Так як коло (фіг.11) з центром у точці О, радіуса R, вписане у кут ZCOB, то у точках дотику С і В, наближаючих також кола з центром у точці О радіуса R, радіуси О,С і О,В перпендикулярні променям ОС і ОВ відповідно, а центр О, лежить на бісектрисі кута ZCOB. Отже, трикутник OtBO має кути: ZO,OB= р/2, ZO,BO = 90°, звідки легко одержати R, = R-tg Р/2 ' (17) при р = 45°, tg р/2 = tg 45°/2 = 0,4142 тоді вираз (17) набере вид виразу (7) R, = 0,4142 R. (7) Міжцентрова відстань між віссю трефного з'єднання і центром упадини сполучної ланки А = 35 (18) Підставивши R, з виразу 17 одержимо: (19) А= А= 40 при R /3/2+1, (20) р - 45° і при D = 2R * А = 1,082-D/2. (6) Вибір співвідношення ширини сферичНа (фіг. 12) показана ділянка кривої 1 - 45 ної шийки S хвостовиків відносно діаметра 1', що забезпечує рівні умови вертикальз'єднання D в межах: ної відносної рухомості. Якщо врахувати, S = (0.0028...0.014) D (5) що виступ півмуфти у своєї основи повиможе бути визначеним геометричним шлянен мати округлення г=10 мм, а зовнішній хом (фіг. 13). виступ тут же повинен мати фаски 15x15 50 Як вихідні дані були прийняті наступні мм, то точка 1 (фіг. 12) переміщується по параметри: неспіввісність валів m= 3...15 кривій у точку 2, з'єднавши одноіменні мм, довжина сполучної ланки пільгерстакрапки 2-2 прямою лінією, одержимо при на 5 " - і £ " L' = 1057,5 мм. її перетині з упадинами точки 2'. З Д ОСК (фіг. 13) Таким чином, одержимо ділянку кривої 55 S = 2 СК; СК = ОК * sin у ; ОК = упадини, обмежену точками 2-2', забез=D/2 печуючу найбільш прийнятні умови відносS = D • sin у; • (21) ної рухомості з'єднання в осях 1-І і ІІ-ІІ. Д ОСК подібний д ОО'О" і мають одиТаке з'єднання прийнятне і забезпечує танаковий кут у З D OO'O" sin у = m/L' кож нормальну рухомість початку і кінця тоді S = D-m/L'. (22) 15 16 26596 При m = 3 мм, L' = 1057,5 мм, sin у = З . ї Н ^ - £ = 2,837-10 3 . іио '-° s n ' Отже, при малих значеннях у ~ sin у. Тоді формула (21) приймає вид S = (0,0028...0,014) D. (5> При D = 830 мм, S = 2,32....11,62 мм. 5 Таким чином, вибране співвідношення При m = 15 мм, Lf = 1057,5 мм, (див. вирази 5, 6, 7, 8) розмірів обгрунто15 вано і дозволяє вирішити поставлене заву = 1057 5 ~ 1.418* ТО"2. дання - підвищити компенсаційну здат, ність рухомих елементів запобіжної муфЛ Відомо, що при у -у 0, sin у -> У10 ти Фіг і ҐЗ А А-А 26596 26596 /sS/7 г. 70 26596 I 26596 Упорядник Техред М. Келемеш Коректор О. Обручар Замовлення 518 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 26596 ГЗ