Муфта пружна запобіжна

1 Муфта пружна запобіжна, що містить втулку з ЗОВНІШНІМИ зубами, півмуфту з обоймою з внутрішніми зубами, циліндричні пружні елементи, встановлені в профільованих гніздах між зубами втулки й обойми, яка відрізняється тим, що вершини зубів виконані у вигляді плавної кривої, що сполучається з заглибинами гнізд, причому радіальний зазор h між вершинами зубів втулки й обойми визначений виразом h=(0,1 0,5)d, де d - діаметр циліндричного пружного елемента 2 Муфта пружна запобіжна за п 1, яка відрізняється тим, що вершини зубів втулки й обойми розташовані симетрично відносно прямої, що проходить через центри двох сусідніх циліндричних пружних елементів 3 Муфта пружна запобіжна за п 1, яка відрізняється тим, що крок між пружними циліндричними елементами повинен бути не меншим за півтори їхні діаметри, тобто t > 1,5d 4 Муфта пружна запобіжна за п 1, яка відрізняється тим, що обойма з внутрішніми зубами і півмуфта виконані з можливістю рознімання 5 Муфта пружна запобіжна за п 1, яка відрізняється тим, що півмуфта виконана запобіжною Винахід відноситься до області машинобудування і може бути використано, зокрема, для з'єднання КІНЦІВ валів прокатного устаткування в умовах підвищених динамічних перевантажень Відома пружна запобіжна фрикційна муфта П К Гедика, призначена для запобігання двигуна від перевантажень, що виникають у процесі роботи (див В С Поляков, І Д Барбаш, О А Ряховський Довідник ПО муфтах - Л Машинобудування, 1979 -344с) Муфта складається з двох півмуфт ведучої у вигляді пружної втулочно-пальцевої муфти і відомої з подвійним фрикційним конусом У даному рішенні подвійний фрикційний конус не забезпечує точність спрацьовування через вплив наступних факторів величини тиску, чистоти тертьових поверхонь, закону зміни навантаження і його величини і ш Крім того, знос конічних поверхонь приводить до зниження граничного моменту, відновлення якого з заданою точністю в умовах виробництва дуже проблематично ВІДОМІ також конструкції пружно-запобіжних муфт із дисками, що містять тороподібну оболонку в сполученні з фрикційною запобіжною муфтою (див В С Поляков, І Д Барбаш, О А Ряховський Довідник ПО муфтах -Л Машинобудування, 1979 - 344с ) Ці муфти одержали найбільше поширення завдяки великій несучій здатності дисків при малих габаритних розмірах Однак, як і в попередній конструкції, точність спрацьовування залежить від ряду факторів зміни коефіцієнта тертя, зварювання дисків, значного зносу До того ж, принцип агрегатування, застосовуваний в обох аналогах, поряд з розширенням функціональних можливостей, ускладнює конструкцію і збільшує її габарити і вагу Відома пружна муфта фірми «Унікум» Франція, прийнята за прототип (див В С Поляків, І Д Барбаш, О А Ряховський Довідник по муфтах -Л Машинобудування, 1979 - 344с) Муфта містить втулку з ЗОВНІШНІМИ зубами і півмуфту з обоймою з внутрішніми зубами Заглибини між зубами втулки й обойми півмуфти утворюють профільовані гнізда, у які встановлені циліндричні пружні елементи На півмуфту нагвинчена кришка для запобігання пружних елементів від осьового випадання При аварійному навантаженні гумові елементи руйнуються (зрізуються зубами півмуфт), і в такий спосіб муфта виконує функцію запобіжної На заміну зруйнованих елементів потрібен час Це приводить до зупинки виробництва і, як наслідок, до зниження продуктивності Крім того, конструкція муфти викликає складність монтажу чи демонтажу агрегату в зв'язку з необхідністю осьового зрушення В основу винаходу поставлено завдання розробити таку конструкцію муфти пружної запобіжної, у якої введення нових елементів і конструктивна зміна відомих дозволило б зробити її (О (О 62649 запобіжною і, що самовідновлюється без руйнування пружних елементів, а також робити монтаж і демонтаж агрегату без осьового зрушення Для вирішення поставленого завдання в муфті пружної запобіжної, що містить втулку з ЗОВНІШНІМИ зубами, півмуфту з обоймою з внутрішніми зубами, циліндричні пружні елементи, встановлені в профільованих гніздах між зубами втулки й обойми, ВІДПОВІДНО до винаходу вершини зубів виконані у вигляді плавної кривої, що сполучається з заглибинами гнізд, причому радіальний зазор h між вершинами зубів втулки й обойми визначений виразом h = (0,1 0,5)d, де d - діаметр циліндричного пружного елемента, Крім того, вершини зубів втулки й обойми розташовані симетрично відносно прямої, що проходить через центри двох сусідніх циліндричних пружних елементів Крім того, крок між пружними циліндричними елементами повинен бути не меншим за півтори їхні діаметри, тобто t > 1,5d Крім того, обойма з внутрішніми зубами і півмуфта виконані з можливістю рознімання Крім того, півмуфта виконана запобіжною Зміна форми вершин зубів і вибір оптимального зазору між їхніми вершинами дають можливість циліндричним пружним елементам при перевантаженні перекочуватися щодо обойми і втулки (як кульки в підшипнику) у сусідні гнізда на один чи кілька кроків, не руйнуючи і відновлюючи свою форму за рахунок властивостей матеріалу При цьому знос пружних елементів по діаметру зменшується і, отже, зберігається точність спрацьовування муфти в межах розрахункового числа циклів Таким чином, запропоноване рішення істотне розширює функціональні можливості пружної муфти, а саме, робить її запобіжною і що самовідновлюється, зі збереженням заданої точності спрацьовування при заданому числі циклів Симетричне розташування вершин зубів відносно прямої, що проходить через центри сусідніх циліндричних пружних елементів, дозволяє більш рівномірно розподілити напругу по перерізу пружного елемента, що сприяє збільшенню його ресурсу Крок між циліндричними пружними елементами (t > 1,5а) . оптимальний При його збільшенні знижується КІЛЬКІСТЬ пружних елементів, а отже, і переданий момент, при зменшенні - збільшується крутість вершини зубів і циліндричні пружні елементи пробуксовують, тобто зношується їхня поверхня, отже зменшується діаметр, і в підсумку знижується точність спрацьовування муфти після кожного наступного циклу Виконання обойми і півмуфти з можливістю рознімання дозволяє прискорити монтаж і демонтаж агрегату без осьового зрушення Виконання півмуфти пружно-запобіжною дозволяє розширити функціональні можливості муфти збільшити в два рази піддатливість (кут закручування), знизити динамічні навантаження і підвищити компенсуючи властивості Сутність винаходу пояснюється кресленням, де на фіг 1 показаний загальний вигляд муфти пружної запобіжної в осьовому перерізі, на фіг 2 поперечний переріз А-А по пружних елементах, на фіг 3 - варіант виконання муфти, у якому півмуфта виконана запобіжною, на фіг 4 - варіант виконання муфти з проміжним валом Муфта пружна запобіжна (фіг 1) містить втулку з ЗОВНІШНІМИ зубами 1, півмуфту 2, обойму з внутрішніми зубами 3, змонтовану на півмуфті 2 болтовим з'єднанням 4, циліндричні пружні елементи 5, виконані з полімеру (наприклад, з поліуретану) і встановлені в профільовані гнізда між зубами втулки 1 і обойми 3 На обоймі 3 змонтована кришка 6 для запобігання циліндричних пружних елементів від випадання Вершини зубів виконані у виді плавної кривої, що сполучається з заглибинами гнізд, причому радіальний зазор h між вершинами зубів втулки й обойми знаходиться в межах 0,1 0,5 від діаметра циліндричного пружного елементу, див фіг 2 Вершини зубів розташовані симетрично відносно прямої АВ, що з'єднує центра двох сусідніх циліндричних пружних елементів Крок між центрами повинен бути не менш півтори діаметра пружного елементу V- - *$и) На фіг 3 представлений варіант виконання муфти, у якому півмуфта виконана пружнозапобіжною, що збільшує її піддатливість і компенсуючи властивості Наявність проміжного вала 7 із двома півмуфтами на кінцях (фіг 4), що мають пружнокомпенсуючи і запобіжні властивості, дозволяє при обмеженій площі виносити привод за межі устаткування Муфта пружна запобіжна працює в такій ПОСЛІДОВНОСТІ Крутний момент з втулки з ЗОВНІШНІМИ зубами 1 через циліндричні пружні елементи 5 передається на обойму з внутрішніми зубами 3, і далі через болтове з'єднання 4 - на півмуфту 2 При цьому відносний кут закручування півмуфт при дії номінального крутного моменту становить 8-10° При гранично заданому крутному моменті (кут закручування 12-15°) циліндричні пружні елементи деформуються і перекочуються в сусідні гнізда на один чи кілька кроків, не руйнуючи, і відновлюючи вихідну форму за рахунок пружних властивостей матеріалу При влученні в сусідні гнізда пружні елементи повернуться навколо своєї осі на 40-60° і напрямок напруг стиску в них змістяться на той же кут, що значно підвищує їхній ресурс При цьому значно зменшується знос циліндричної поверхні пружних елементів і тим самим зберігає точність спрацьовування муфти в межах заданого числа циклів У якості циліндричного пружного елемента застосований поліуретан, що має високу ЗНОСОСТІЙКІСТЬ І витривалість (до 106 циклів при граничних напругах, що припускаються), що на кілька порядків вище властивостей матеріалу з гуми Крім того, поліуретан має широкий діапазон модуля пружності Е=(20 350)МПа Застосовуючи циліндричні пружні елементи з різним модулем, можна для однієї і тієї ж муфти змінювати поріг спрацьовування в широкому діапазоні Таким чином, застосування пропонованої пру 5 62649 жної запобіжної муфти при богатоциклових перезнизити простої виробництва на заміну пружвантаженнях дозволить них циліндричних елементів, автоматично відновлювати працездатність пібагаторазово знизити витрати на пружні елесля спрацьовування, менти, стабілізувати точність спрацьовування при зазнизити час центрування півмуфт при монтажі даному граничному моменті без додаткового підчи демонтажі агрегата без осьового зсуву налагодження, Комп'ютерна верстка М Клюкш Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119