Запобіжна пружна муфта

1 Запобіжна пружна муфта для з'єднання СПІВВІСНИХ ведучого та веденого валів, яка складається з двох з'єднаних між собою пружними елементами півмуфт, одна з яких виконана з двох з'єднаних між собою запобіжним розрізним елементом частин, диска, який забезпечує приєднання цієї півмуфти до другої півмуфти, і розміщеної в його середині ступ и ці, яка забезпечує закріплення півмуфти на валу агрегату, яка відрізняється тим, що в кільцевому зазорі між ступицею і диском розміщена силова вставка у вигляді товстостінної циліндричної труби, яка шпонками з'єднує ступицю і диск в кінематичний ланцюг, при цьому до торця вставки закріплено накладку, на один кінець якої натискає виштовхувальна пружина, розміщена в торцевому заглибленні диска півмуфти, а другий кінець закріплено до торця ступиці півмуфти розривним болтом, що містить всередині вибуховий виріб, спрацьовуючий по команді від системи контролю за роботою агрегату 2 Запобіжна пружна муфта за п 1, яка відрізняється тим, що зовнішня і внутрішня поверхні силової вставки або одна з них виконані конічними 3 Запобіжна муфта за п 1, яка відрізняється тим, що силова вставка виконана розрізною вздовж подовжньої осі на декілька частин, кожна з яких має накладку, виштовхувальну пружину і розривний болт Винахід належить до запобіжних муфт, які з'єднують соосні вали машин, агрегатів тощо, і може використовуватись в машинобудівній галузі в машинах, де треба передати обертаючий момент з одного валу на другий та припинити передачу цього моменту при виникненні аварійних ситуацій Із загальнотехнічної літератури відомо, що в машинобудуванні застосовують запобіжні муфти різних конструкцій муфти зі зрізним елементом у вигляді штифта, кулачкові муфти, муфти з кульками, муфти фрикційні (див, наприклад, посібник автора Дунаева П Ф "Конструирование узлов и деталей машин", издательство "Высшая школа", Москва, 1971, посібник авторів С А Чернавского, Г М Іцковича і др "Проектирование механических передач", издательство "Машиностроение", Москва, 1967, crop 612-631, підручник авторів Г Б Иосилевич и др "Прикладная механика", Высшая школа", Москва, 1989 , стор 241-249) Найпростішими запобіжними муфтами є муфти зі зрізним штифтом -див вказаний вище посібник автора Дунаева П Ф "Конструирование узлов и деталей машин", стор 284-287, посібник авторів С А Чернвского і др "Проектирование механических передач", стор 612,613 Характерною конструктивною ознакою цих муфт є наявність спеціального зрізного штифта, який з'єднує полумуфти в єдину кінематичну ланку загального кінематичного ланцюга агрегата (машини тощо) при його нормальній роботі МІЦНІСТЬ зрізного штифта розраховується так, щоб передавати такий обертаючий момент, значення якого не перевищує допустимого значення обертаючого момента і тому не шкодить роботі агрегата В момент перевантаження штифт руйнується - зрізається і запобіжна муфта роз'єднує кінематичний ланцюг агрегата Найбільш близьким аналогом винаходу за сукупністю конструктивних ознак і одержанню технічного результату є муфта пружна зі зрізним штифтом відомої конструкції по вказаному вище Всі ВІДОМІ запобіжні муфти розраховані тільки на обмеження числового значення передаваемого обертаючого момента О (О (О о ю посібнику авторів С А Чернавского та інших "Проектирование механических передач", crop 613, фіг 48 Характерними конструктивними ознаками вказанної муфти є такі ознаки - наявність пружних елементів, за допомогою яких обертаючиий момент передається від однієї полумуфти до другої, - одна з полумуфт виготовлена збірною з двох з'єднаних між собою зрізними штифтами деталей, при цьому одна деталь забезпечує встановлення полумуфти на валі агрегата - ступиця, а друга деталь - диск забезпечує приєднання цієї полумуфти до другої полумуфти пружними елементами, - кожний зрізний штифт розмішується в середині двох втулок, одна з яких закріплена в деталі, що встановлена на валі агрегата, а друга -в деталі, що забезпечує приєднання цієї полумуфти до другої полумуфти, при цьому для забезпечення чистого зрізу штифтів торці втулок в зібраній полумуфті повинні знаходитись одна від одної на невеликій відстані - 0,1-0,2мм (див Вказаний вище посібник автора Дунаева П Ф "Конструирование узлов и деталей машин", crop 284-287) При роботі в складі агрегата в момент його перевантаження штифт автоматично руйнується зрізається, чим переривається зв'язок між деталями полумуфти і, як наслідок, роз'єднується кінематичний ланцюг агрегата Розглянута відома конструкція муфти розриває кінематичний ланцюг агрегата тільки у випадку перевищення навантаження на штифт над його МІЦНІСТЮ, хоча аварійна ситуація може виникнути до вказаного випадку і привести до небажаних наслідків або до руйнування агрегата Недоліками відомої конструкції запобіжної муфти є такі її властивості або ознаки - неможливість керувати процесом роз'єднання зв'зку полумуфти під час роботи агрегата, - невелика - долі міліметра відстань між деталями полумуфти, внаслідок чого після зрізу штифта торці деталей можуть торкатися між собою та передавати неприпустимий рух в кінематичному ланцюзі агрегата, - суттєве зниження точності моменту розрива зв'язку між деталями та полумуфтами при застосуванні кількох штифтів для передачи великих (десятки тисяч Н-М) обертаючих моментів внаслідок неоднакового навантаження штифтів В основу винаходу поставлено задачу удосконалення технічних якостей запобіжної пружної муфти шляхом заміни зрізних штифтів таким запобіжним пристроєм, який спрацьовує по команді системи контролю за работою агрегата і при цьому повністю виключає передачу муфтою неприпустимого руху в кінематичному ланцюзі агрегата Рішення вказаної задачі досягнуто з'єднанням двох відомих деталей полумуфти між собою за допомогою товстостінної циліндричної вставки і шпонок, при цьому в робочому стані вставка утримується закріпленням м до однієї з деталей полумуфти спрацьовуючим по команді від системи контролю за роботою агрегата розривним болтом і стискує виштовхуючі пружини, розміщені в заглибленнях в другій деталі полумуфти Суттєвими ознаками пропонованого винаходу 50660 є наявність в ньому деталей - ступиці - деталі полумуфти, яка встановлюється на валі агрегата, - диска - деталі полумуфти, яка забезпечує приєднання пружними елементами цієї полумуфти до полумуфти, що встановлена на валі привода, - товстостінної циліндричної вставки, яка розміщена в кільцевому зазорі між вказаними ступицею і диском і з'єднує їх в кінематичний ланцюг шпонками, - розривного болта, який закріплює вставку до однієї з деталей, наприклад, до ступиці, і який спрацьовує по команді від системи контролю за роботою агрегату, - пружин виштовхуючих, які розміщені в заглибленнях у другій деталі, наприклад у диску і натискають на вставку Суттєвими і основними ВІДМІННИМИ від прототипу ознаками пропонованого винаходу є - розміщення двох основних деталей - ступиці і диска однієї з полумуфт одна над одною так, що між ними утворюється кільцевий зазор такої ширини, яка виключає можливість торкатись між собою вказаних деталей полумуфти, - наявність в ньому товстостінної циліндричної вставки, яка розміщена у вказаному вище кільцевому зазорі і з'єднується шпонками зі ступицею і диском в кінематичний ланцюг, - закріплення товстостінної циліндричної вставки до однієї з основних деталей полумуфти, наприклад до ступиці, розривним болтом, який спрацьовує по команді від системи контролю за роботою агрегату, - наявність в ньому стиснених вставкою пружин, які розміщені в заглибленнях у другій деталі, наприклад, у диску полумуфти Застосування і розміщення - в кільцевому циліндричному зазорі між ступицею і диском однієї з полумуфт товстостінної циліндричної силової вставки і шпонок, які з'єднують ступицю, вставку та диск в кінематичний ланцюг, - в заглибленнях в диску стиснутих циліндричних пружин, які натискують на силову вставку так, щоб виштовхнути и з кільцевого зазору між ступицею і диском, а також закріплення силової вставки в кільцевому зазорі при допомозі встановленого на ступиці полумуфти розривного болта, спрацьовуючого по команді від систем контролю за роботою агрегату дозволяють отримати новий технічний результат - можливість забезпечити кероване спрацювання запобіжної пружної муфти по команді системи контролю за роботою агрегату і повне виключення при спрацюванні можливості передавати неприпустимий рух в кінематичному ланцюзі агрегату Для пояснення суті і роботи винаходу додаються креслення, на яких зображено - фіг 1 - загальній вигляд подовжнього перетину запобіжної муфти в робочому положенні -фіг 2 - загальній вигляд подовжнього перетину запобіжної муфти після спрацювання командного запобіжного пристрою -фіг 3, фіг 4, фіг 5 - можливі варіанти форми силового кільця Запропонована запобіжна пружна муфта 50660 складається з двох полумуфт - полумуфти 1 і полумуфти 2, з'єднаних між собою пружними елементами 3 Полумуфта 2 містить в собі командний запобіжний пристрій, складовими якого є - силова вставка 4, розташоване між ступицею 5 і диском 6 полумуфти 2 Диск 6 забезпечує звязок полумуфти 2 з полумуфтою 1, ступиця 5 закріплена на валі 7 агрегату Шпонки 8 забезпечують передачу обертаючого моменту з вала 7 на ступицю 5, з ступиці 5 на силову вставку 4, з останньої на диск 6 Силова вставка 4 має вигляд короткої товстостінної циліндричної труби, - пружини виштовхуючі 9 мають вигляд звичайних гвинтових циліндричних пружин стиснення Вони розміщені в глухих отворах, зроблених в торці диска 6, - накладки 10 (одна або декілька - залежно від конкретних розмірів муфти), кожна з яких закріплена звичайним болтом 11 до торця силової вставки 4, а розривним болтом 12 - до торця ступиці 5 Стороною, протилежною стороні, де накладка 10 закріплена розривним болтом 12, накладка 10 натискає на пружину виштовхуючу 9, - накладка 10 має вигляд товстостінної прямокутної в плані пластини з отворами для закріплення м болтом 11 і розривним болтом 12, - розривний болт 12 має вигляд звичайного болта з глухим циліндричним отвором всередині, де розміщується вибуховий виріб, наприклад піропатрон, спрацювання якого відбувається по команді від системи контролю за роботою агрегату, при цьому корпус болта розривається і з'єднані ним деталі можуть відокремлюватись одна від одної Зовнішня І внутрішня поверхні силової вставки, або одна з них, можуть бути виконані конічними для полегшення виштовхування останньої к з зазору між ступицею та диском полумуфти (див фіг 3, 4, 5) Силова вставка може бути виконана з декількох частин, наприклад двох полукілець, до кожної з яких закріплена болтом накладка 10, яка з однієї сторони закріплена розривним болтом 12 до ступиці 5, а другим кінцем стискує пружину 9 Спосіб використання винаходу полягає в наступному, див фіг1 - полумуфту 2, зібрану з основних вказанних вище комплектуючих - деталей 4 -6, 8 - 12, закріплюють на валі 7 Для того, щоб пружина 9 не відштовхнула диск 6 від накладки 10, застосовують технологічні накладки з болтами, якими з'єднують деталі 6, 4, 5 (на фіг такі накладки не зображені) Після повної зборки муфти технологічні накладки знімають, - полумуфту 1 зі шпонкою 8 закріплюють на валі 13, після чого полумуфти 1 і 2 з'єднують між собою в єдину муфту пружними елементами З, - розривний болт 12 з'єднують з системою контролю за роботою агрегату В зібраному стані муфта передає обертаючий момент з вала 7 на вал 13 або навпаки При подачі на розривний болт 12 команди від системи контролю за роботою агрегату, вказаний болт 12 розривається, зв'язок між накладкою 10 і ступицею 5 втрачається, а стиснута пружина 9, діючи через накладку 10 на силову вставку 4, виштовхує останню з кільцевого зазору між ступицею 5 і диском 6 При цьому деталі ступиця 5 і диск 6 втрачають зв'язок між собою Цим повністю забезпечується втрата зв'язку між полумуфтами 1 і 2 і валами 7 і 13 Виготовлення запропонованого пристрою можливе без будь-яких труднощів на тих самих підприємствах, які виготовляють муфти Піропатрони виготовляють серійно спеціалізовані підприємства і широко застосовують в ракетНО-КОСМІЧНІЙ техніці в якості імпульсного джерела енергії газів високого тиску 50660 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71