Пружна муфта

Винахід відноситься до машинобудування і може бути використаний в механізмах і машинах, що піддаються дії динамічних навантажень. Відома пружна муфта "Карделіс" фірми "Гохройтер Баум" (ФРН) [Поляков B.C., Барбаш И.Д., Ря ховський O.A. Справочник по муфтам. Л., Машиностроение, 1979, с. 75, рис. Ill, 21]. Муфта "Карделіс" складається з двох півмуфт, що з'єднані пружніми елементами, які виконані у вигляді гвинтових пружин, що опираються на сегменти, котрі посаджені на пальці з зазором. Пружини встановлені з попереднім натягом і при дії крутильного момента діють через одну. Дана муфта має жорстку характеристику, близьку до лінійної, тому її використання для пониження динамічних навантажень у широкому діапазоні частот є малоефективне. Найближчою за технічною суттю заявленій пружній муфті є пружна муфта [Авт.св. СРСР №549611, кл. F 16 D 3/66. 1974], яка містить дві концентрично встановлені півмуфти з радіальними виступами на взаємно обернених поверхнях і дві групи зв'язаних кінцями з виступами обох півмуфт циліндричних гвинтових пружин, осі яких розміщені в площині, перпендикулярній осі муфти, при цьому осі пружин однієї з груп розташовані під кутом до радіуса муфти. Пружини першої групи попередньо стиснуті, а пружини другої гр упи встановлені вільно. Оскільки пружини першої групи попередньо стиснуті, то пружні елементи відомої муфти працюють не при всіх можливих значеннях навантажень, а вступають в дію ли ше після досягнення обертового момента певного значення. Це знижує пружні властивості відомої муфти, зменшує її демпфуючу здатність. На границях робочого діапазона значень момента муфти проходить різка зміна крутильної жорсткості, в результаті чого виникають ударні явища. В основу винаходу поставлено завдання удосконалення пружної муфти з тим, щоб отримати плавну вантажну характеристику, розширити демпфуючі якості муфти в великому діапазоні частот, зміщуючи область сумарних робочих жорсткостей до мінімального значення (квазінулева жорсткість), що дає можливість зменшити динамічні навантаження на елементи приводних механізмів і за рахунок цього підвищити довговічність і надійність технологічного обладнання. Поставлене завдання досягається тим, що в пружній муфті, яка містить дві концентрично встановлені півмуфти з радіальними виступами на взаємно обернених поверхнях і дві групи зв'язаних кінцями з виступами обох півмуфт циліндричних гвинтових пружин, осі яких розміщені в площині, перпендикулярній осі півмуфти, при цьому осі пружин однієї з груп розташовані під кутом до радіуса муфти , згідно винаходу муфта обладнана упорами для пружин і направляючими дугоподібними стержнями, кожний з яких встановлений всередині відповідної пружини другої групи, які одним кінцем жорстко з'єднані з виступом однієї з півмуфт, а другим зв'язані з виступом другої півмуфти з можливістю відносних переміщень в круговому напрямку, при цьому осі стержнів знаходяться в площині розміщення осей пружини по колу, центр якого лежить на осі муфти, а кожна пружина першої групи зв'язана з виступами обох півмуфт за допомогою упорів з можливістю поворота її осі в площині розміщення осей цих пружин з проходженням радіального положення, і одна з півмуфт обладнана упорами з гумовими зрізаними сегментами. Обладнання муфти упорами для пружин першої групи, які зв'язані з виступами обох півмуфт з можливістю поворота пружин в площині розміщення осей цих пружин з проходженням радіального положення дає можливість отримати плавну вантажну характеристику і дозволяє в робочих діапазонах обертових моментів вибирати найбільш низькі значення сумарної жорсткості муфти,, що зменшує динамічні перевантаження в усталених режимах роботи і дозволяє збільшити здатність до навантажень та довговічність елементів привідних механізмів. Забезпечення муфти направляючими дугоподібними стержнями, кожний з яких встановлений всередині відповідної пружини другої групи, які одним кінцем жорстко з'єднані з виступом однієї з півмуфт, а другим зв'язані з виступом другої півмуфти з можливістю відносних переміщень в круговому напрямку, дозволяє запобігати втрати стійкості пружинам другої групи за рахунок їх де формування строго по дузі з центром, який співпадає з віссю симетрії муфти, що збільшує надійність роботи як пружних елементів так і муфти в цілому. На фіг.1 зображена пружна муфта, вид збоку; на фіг.2 - переріз А-А на фіг.1; на фі г.3 - залежність момента, який створюють пружини першої групи від кута взаємного поворота півмуфт; на фіг.4 - залежність момента, який створюють пружини другої групи від кута взаємного поворота півмуфт; на фіг.5 - залежність сумарного момента, що передається муфтою від кута взаємного поворота півмуфт. Пружна муфта містить півмуфти 1 та 2, гр упи циліндричних гвинтови х пружин 3 з осями, що розміщені в площині, яка перпендикулярна осі муфти . Кожна з пружин 3 за допомогою упорів 4 і 5 та пальців 6 і 7 шарнірно зв'язана кінцями з виступами півмуфт 1 та 2 з можливістю поворота її осі в площині розміщення осей пружини з проходженням радіального положення. Муфта обладнана також групою циліндричних гвинтових пружин 8, зв'язаних кінцями з виступами 9 на півмуфті 1 та 10 на півмуфті 2. Осі пружин другої групи 8 розміщені в тій же площині, що і осі пружин першої групи 3. Пружини 8 встановлені на направляючих дугоподібних стержнях 11, які одним кінцем жорстко з'єднані з виступом 10 півмуфти 2, а другим зв'язані з виступом 9 півмуфти 1 з можливістю відносних переміщень в круговому напрямку. Осі стержнів 11 розташовані в площині розміщення осей пружин 3 і 8 по колу з центром на осі муфти. На півмуфті 1 встановлені гумові зрізані сегменти 12 та 13. Пружна муфта працює наступним чином. Під дією обертового момента півмуфти 1 і 2 повертаються одна відносно другої відповідно до вантажної характеристики муфти . При цьому деформуються циліндричні гвинтові пружини 3 та 8, змінюється положення повздовжних осей пружин 3. Упори 4 і 5 повертаються на пальцях 6 і 7 відносно півмуфт 1 і 2 відповідно, забезпечуючи прямолінійність осей пружніх елементів 3. Направляючі стержні 11 дають можливість зберегти форму додаткових пружин 8 в процесі деформування запобігти втраті їх стійкості. Залежність момента Т1, що створюють циліндричні гвинтові пружини першої групи в функції кута взаємного повороту півмуфт j близька до синусоїди (фіг.3). Нульові значення Т1 в крайніх точках графіка відповідають розслабленому стану пр ужин, а в середній частині кривої - розміщенню їх осей в радіальних напрямках. Момент Т2, який виникає під дією циліндричних гвинтових пружин другої гр упи, що встановлені по направляючих дугоподібних стержнях, пропорційний куту поворота півмуфт j (фіг.4). Пружини першої і другої групи в сумі дають можливість отримати плавну вантажну характеристику муфти Т = Т(j) (фіг.5). Робочий діапазон передаючих моментів, позначений пунктирною лінією, вибирається в області найбільш низьких значень жорсткості муфти, тобто в околі точки С, де жорсткість є мінімальною. Це дає можливість розширити демпфуючі якості муфти в великому діапазоні частот. При взаємному кутовому зміщенні півмуфт, який відповідає робочому діапазону значень обертового момента, муфтою здійснюється силовий і кінематичний зв'язок з'єднуючих валів, а також демпфування крутильних коливань, що спричинені динамічними складовими момента. Гумові сегменти 12 та 13 встановлені на півмуфті 17 сприймають ударні навантаження зі сторони півмуфти 2 при непередбачених різких змінах обертового момента, запобігаючи цим пошкодженню муфти і Інших елементів привода.