Запобіжна муфта

1. Предохранительная муфта, содержащая первую и вторую полумуфты со ступицами установленными соосно вторая внутри первой с возможностью относительного вращения через промежуточный опорный узел и разрушающийся предохранительный элемент, соединяющий полумуфты, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что полумуфты на наружных поверхностях имеют шлицевые реборды, а предохранительный элемент выполнен в виде цилиндрической предохрани тельной оболочки с двумя концевыми шлицевыми стаканами, при этом предохранительный элемент установлен на стугніце второй полумуфты с радиальным зазором, а его шлицевые стаканы находятся в зацеплении со шлицевыми ребордами полумуфт. 2. Предохранительная муфта по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что шлицевой стакан предохранительного элемента, находящийся в зацеплении со шлицевой ребордой второй полумуфты, дополнительно закреплен на последней осевыми болтами. 3. Предохранительная муфта по п. 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что промежуточный опорный узел выполнен в виде двух подшипников, установленных внутри ступицы первой полумуфты о д и н от д р у г о г о на дистанции по оси и закрепленных стопорными элементами. С > 00 00 Изобретение относится к машиностроению, а именно к муфтам с разрушающимся предохранительным элементом и может быть использовано для защиты механизмов от перегрузок в турбоагрегатах и других машинах с большими крутящими моментами и высокими угловыми скоростями. Известна предохранительная муфта (авт. св. СССР № 1527422. кл. 4 F 16 D 9/00, заявл. 02.06.87, опубл. 07 12.89, бюл N? 45), содержащая первую и вторую полумуфты со ступицами установленными соосно вторая внутри первой с возможностью относитель ного вращения через промежуточный опорный узел и разрушающийся предохранительный элемент, соединяющий полумуфты. Полумуфты имеют сопряженные фланцы, в соосных отверстиях которых размещены в т у л к и с о п о р н ы м и фланцами и резьбовыми отверстиями В гладкой части втулок установлен разрушающийся предохранительный элемент - срезной штифт Фиксаторы в виде резьбовых винтов с опорной головкой установлены в обеих втулках с контактом опорных головок с фланцем соответствующей полумуфты. Фланцы обеих по 17788 . лумуфт выполнены с вспомогательными монтажными отверстиями, диаметр каждого из которых больше диаметра опорного фланца втулки, а оси отверстий, в которых размещены втулки, и оси монтажных отвер- 5 стий находятся на одной окружности. Промежуточный опорный узел выполнен в виде подшипника скольжения, имеющего форму втулки. Когда крутящий момент превысит расчетную величину, штифт срезается, вто- 10 рая полумуфта останавливается, а первая полумуфта продолжает некоторое время вращаться через промежуточный опорный узел относительно второй полумуфты, что, из-за больших площадей трущихся поверх- 15 ностей, сопровождается выделением значительного количества тепла и разогревом мест трения. Для приведения предохранительной муфты в рабочее состояние винты выворачивают из втулок, полумуфты разво- 20 рачивают одну относительно другой на угол, обеспечивающий совпадение отверстий во фланцах и монтажных отверстий Через монтажные отверстия одной полумуфты выталкивают втулки другой полумуфты вместе 25 с половинками срезного штифта. Из вынутых втулок удаляют половинки срезного штифта Освобожденные втулки устанавливают в обратном порядке и вставляют в них новый срезной штифт, после чего устанавли- 30 вают винты, фиксирующие срезной штифт от осевого смещения Недостатком известной предохранительной муфты является несовершенство конструкции предохранительного элемента 35 и его соединения с полумуфтами, которые, из-за наличия дисбаланса вращающихся частей, не позволяют использовать эту муфту для защиты механизмов от перегрузок в турбогенераторах и других машинах с больши- 40 ми крутящими моментами и высокими угловыми скоростями. Объясняется это тем, что установленный от оси вращения на плече (расстоянии) предохранительный элемент - срезной штифт 45 совместно с втулками и винтами из-за погрешностей в изготовлении и при установке создают неуравновешенность вращающихся частей - дисбаланс, который при больших крутящих моментах и высоких скоростях (обо- 50 ротах) вращения создают высокие поперечные динамические нагрузки на соединяемые валы и муфту в целом, которые могут привести их к преждевременному разрушению. Поэтому, известная предохранительная 55 муфта из-за дисбаланса вращающихся частей используется только для защиты механизмов от перегрузок с малыми крутящими моментами и низкими угловыми скоростями. В основу изобретения поставлена задача, путем усовершенствования конструкции предохранительного элемента и его соединения с. полумуфтами, добиться устранения дисбаланса вращающихся частей предохранительной муфты и обеспечить возможность ее использования для защиты механизмов от перегрузок в турбоагрегатах и других машинах с большими крутящими моментами и высокими угловыми скоростями. Поставленная задача решается тем, что в предохранительной муфте, содержащей первую и вторую полумуфты со ступицами установленными соосно вторая внутри первой с возможностью относительного вращения через промежуточный опорный узел и разрушающийся предохранительный элемент, соединяющий полумуфты, согласно изобретению, полумуфты на наружных поверхностях имеют шлицевые реборды, а предохранительный элемент выполнен в виде цилиндрической предохранительной оболочки с двумя концевыми шлицевыми стаканами, при этом предохранительный элемент установлен на ступице второй полумуфты с радиальным зазором, а его шлицевые стаканы находятся в зацеплении со шлицевыми ребордами полумуфт Такое усовершенствование конструкции предохранительного элемента и его соединения с полумуфтами позволяет избежать дисбаланса в предохранительной муфте, так как предохранительный элемент имеет форму замкнутой цилиндрической оболочки, охватывающей ступицу первой полумуфты, а его соединение с полумуфтами осуществляется надежными шлицевыми соединениями, образованными между находящимися в зацеплении шлицевыми стаканами предохранительного элемента и шлицевыми ребордами полумуфт Это позволяет создать симметричную и уравновешенную относительно оси конструкцию Предложенные усовершенствования позволяют использовать предохранительную муфту для защиты механизмов от перегрузок в турбоагрегатах и других машинах с большими крутящими моментами и высокими угловыми скоростями Поэтому приведенные признаки являются достаточными во всех случаях, на которые распространяется объем правовой защиты. Кроме того, предохранительная муфта имеет и другие признаки которые характеризуют изобретение в отдельных случаях его выполнения и создают другие виды тех нического результата Например, в предохранительной муфге согласно изобретению шлицевои (тлкан 17788 б элемента 8 находящийся в зацеплении со предохранительного элемента, находящийшлицевой ребордой 10 второй полумуфты 2, ся в зацеплении со шлицевой ребордой втодополнительно закреплен осевыми болтами рой полумуфты, дополнительно закреплен 14. Промежуточный опорный узел 7 выполна последней осевыми болтами. Это позволяет зафиксировать предохра- 5 нен в виде двух подшипников 15, 16 качения или скольжения, установленных внутри раснительный элемент от осевого смещения во точки ступицы 3 первой полумуфты 1 один от время работы предохранительной муфты. другого на дистанции "t" по оси и закрепленКроме того, в предохранительной муфных стопорными элементами, например, те, согласно изобретению, промежуточный распорной втулкой 17 и стопорным кольцом опорный узел выполнен в виде двух подшип- 10 18. Промежуточный опорный узел 7 охватыников, установленных внутри ступицы первает ступицу 4 второй полумуфты 2. На конвой полумуфты один от другого на це ступицы 4 второй полумуфты 2 дистанции по оси и закрепленных стопорныустановлена гайка 19 и стопорная шайба 20, ми элементами. Это позволяет уменьшить площадь кон- 15 фиксирующие подшипник 15 промежуточного опорного узла 7 для предотвращения такта и нагрев трущихся поверхностей стуотносительного смещения полумуфт 1,2. Обе пиц полумуфт и промежуточного опорного полумуфты 1, 2 в зависимости от условий эксузла при разрушении предохранительного плуатации могут присоединяться как к ведуэлемента, что повышает срок их службы. Изобретение поясняется чертежом, на 20 щему так и к ведомому валам. В примере конкретного выполнения первая полумуфта 1 котором изображен общий вид заявляемой предназначена для присоединения к ведущепредохранительной муфты, продольный му валу и является ведущей, а вторая полуразрез. муфта 2 предназначена для присоединения к Предохранительная муфта в данном изобретении является составной частью 25 ведущему валу и является ведомой. Сборку предохранительной муфты осуприводной трансмиссии и предназначена ществляют следующим образом Сначала для передачи больших крутящих моментов внутри ступицы 3 первой полумуфты 1 в рас(Мкр. до 300 кГ • см при высоких угловых точке устанавливают подшипники 15. 16 и скоростях (п до 3000 об/мин) от ведущего вала-вала приводного механизма, напри- 30 фиксируют стопорными элементами, в частности распорной втулкой 17 и стопорным мер редуктора, к ведомому валу-валу ведокольцом 18. Отдельно на ступицу 4 второй мого механизма, например генератора. полумуфты 2 надевают предохранительный Предохранительная муфта содержит элемент 8, вводят в зацепление ее шлицевой первую и вторую полумуфты 1, 2 со ступицами 3,4 и коническими фланцами 5, б, развер- 35 стакан 13 со шлицевой ребордой 10 и крепят на последней осевыми болтами 14. Затем нутыми в противоположные стороны для первую полумуфту 1 своей ступицей 3 совмекрепления соединяемых ведущего и ведомостно с закрепленным в ее расточке промего соосных валов (на чертеже не показаны). жуточным опорным углом 7 с подшипниками Ступица 4 второй полумуфты 2 установлена соосно внутри ступицы 3 первой полумуфты 40 15, 16, распорной втулкой 17 и стопорным 1 (телескопически) с возможностью относикольцом 18 устанавливают на ступицу 4 втотельно вращения через промежуточный рой полумуфты 2, вводят в зацепление ее опорный узел 7. Полумуфты 1, 2 соединены шлицевую реборду 9 со шлицевым стаканом разрушающимся предохранительным эле12 предохранительного элемента 8, и крепят ментом 8. Обе полумуфты 1, 2 на наружных 45 гайкой 19 со стопорной шайбой 20. поверхностях имеют шлицевые реборды 9, Предохранительная муфта работает 10. Предохранительный элемент 8 выполнен следующим образом. в виде тонкостенной цилиндрической преКрутящий момент от ведущего вала-вадохранительной оболочки 11с двумя концела приводного механизма, например редуквыми шлицевыми стаканами 12, 13. 50 тора, через первую полумуфту 1, Предохранительный элемент 8 установлен разрушающийся предохранительный элена ступице 4 второй полумуфты 2 с радиальмент 8 передается через вторую полумуфту ным зазором "п", а его шлицевые стаканы 2 к ведомому валу-валу ведомого механиз12, 13 находятся в зацеплении со шлицевыма, например генератора. При этом обе поми ребордами 9, 10 обеих полумуфт 1, 2. 55 лумуфты 1, 2 вращаются совместно с Шлицевая реборда 9 первой полумуфты 1 одинаковой угловой скоростью Когда крутявыполнена на конце ее ступицы 3. Шлицевая щий момент превысит расчетную величину реборда 10 второй полумуфты 2 выполнена (в генераторных машинах при коротком зана тыльной стороне ее конического фланца мыкании обмоток генератора происходит б Шлицевой стакан 13 предохранительного резкая остановка ротора) тонкостенная ци 17788 линдрическая предохранительная оболочка 11 предохранительного элемента 8 срезается, после чего вращение второй полумуфты 2 прекращается, а первая полумуфта 1 продолжает некоторое время вращаться без на- 5 грузки, набирая еще большие обороты. В этом случае относительная скорость вращения между первой и второй полумуфтами 1, 2 становится равной скорости вращения первой полумуфты 1. При этом включается в 10 работу промежуточный опорный узел 7, выполненный в виде двух подшипников 15, 16, установленных внутри ступицы 3 первой полумуфты 1 один от другого на дистанции t по оси и закрепленных стопорными элемента- 15 ми, представляющими собой распорную втулку 17 и стопорное кольцо 18. Небольшая площадь контакта трущихся поверхностей полумуфт 1, 2 и подшипников 15, 16 качения или скольжения не вызывает больших сил 20 трения и не влечет существенного выделения тепла и увеличения температуры, что значительно повышает срок службы предохранительной муфты и ее элементов конструкции. Затем, вследствие разгона оборота 25 вала ведущего агрегата ~ ведущего вала, подается команда на остановку всей машины и вращение первой полумуфты 1 прекращается. Разрушение предохранительного элемента 8 исключает радиальное биение 30 полумуфт 1, 2 из-за их телескопического соединения и постоянства радиальных зазоров, установленных на дистанции "t" подшипников 15,16, и не вызывает опасности для окружающей обстановки и персонала. 35 8 Восстановление работоспособности предохранительной муфты сводится к замене разрушенного предохранительного элемента 8 на новый. Для этого отсоединяют предохранительную муфту от ведущего и ведомого валов трансмиссии, отворачивают стопорную шайбу 20, освобождая гайку 19, отвинчивают гайку 19 и снимают первую полумуфту 1 совместно с промежуточным опорным узлом 7, содержащим подшипники 15, 16, распорную втулку 17 и стопорное кольцо 18 со ступицы 4 второй полумуфты 2 и удаляют обломки разрушенного предохранительного элемента 8. Затем устанавливают новый предохранительный элемент 8 и производят сборку предохранительной муфты. После этого предохранительную м/фту присоединяют кведущему и ведомому валам трансмиссии и восстановленная предохранительная муфта готова для дальнейшей работы. Таким образом, заявляемая предохранительная муфта надежна в работе, не трудоемка в изготовлении и обслуживании, безопасна, обеспечивает надежное расцепление ведущего и ведомого валов трансмиссии при разрушении предохранительного элемента 8, благодаря отсутствию дисбаланса полностью исключает радиальное биение и самое главное может работать при больших мощностях (N свыше 1 Мвт) с большими крутящими моментами (Мкр до 300 кГ • см) и при высоких угловых скоростях (п до 3000 об/мин). 13 Упоряд ник Замовлення 4250 Техред Є.Копча Коректор Н.Король Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вуі.ГагарІна, 101