З’єднання валів електродвигуна і насоса

З'єднання валів електродвигуна і насоса, що містить одну шпонку, розміщену в подовжніх пазах обох валів, і спільний стикувальний елемент, яке відрізняється тим, що вал насоса розміщений у центральному глухому отворі, виконаному в торці укороченого вала електродвигуна з внутрішнім пазом для шпонки, а спільний стикувальний елемент виконаний як фланець, розташований на валу електродвигуна із зазором і прикріплений до корпусів електродвигуна і насоса через отвори в ньому кріпильними болтами, при цьому фланець з одного боку кільцевим виступом встановлений в посадочне місце паралельно з підшипником електродвигуна при знятій кришці підшипникового вузла, а з іншого боку кільцевим виступом встановлений на посадочне місце насоса, зцентроване з його валом. Винахід відноситься до машинобудування, а саме до пристроїв для передачі обертання між співвісними валами різного діаметру. Відомий пристрій для з'єднання валів, що містить між торцями валів скобу з радіальним пазом і зовнішній нарізкою для фіксуючої накидної гайки, яка при нагвинчувані упирається в буртік скоби і фіксується вусиком скоби. Там же між торцями валів встановлений диск з взаємно перпендикулярними торцевими виступами, один з яких входить в радіальний паз на торці одного валу, а інший вал, виконаний на кінці з торцевим виступом, входить в паз скоби. [А. с. СРСР №779672, кл. F16D 1/10, 1980]. Недоліком відомого пристрою є велика осьова відстань з'єднання із-за розташування елементів пристрою між торцями валів, а також складність його виготовлення. Відоме також з'єднання валів для передачі механічної енергії від валу електродвигуна до валу насоса через дискову еластичну муфту, яка складається з двох дисків-полумуфт, насаджених на вали насоса і електродвигуна. Диски на валах кріпляться за допомогою шпонок. Один з дисків муфти має цапфи (пальці), на які надіваються гумові циліндрові кільця, а інший - циліндрові отвори для пальців. Гумові кільця служать для поглинання ударів, що виникають під час пуску і роботи насоса. [К.І. Лисов, К.Т. Грігорьєв. Насоси і насосні станції. Москва «Колос», 1977, с.160]. Недоліками даного пристрою з'єднання валів є те, що для установлювання полумуфт використовуються довгі кінці валів електродвигуна і насоса, що складає осьовий габарит насосного агрегату достатнього великим, а також те, що конструкція полумуфт дозволяє сполучати вали лише однакового діаметру при строгій їх співвісності. Найбільш близьким по технічній суті є з'єднання валів, що містить стикувальний елемент у вигляді втулки, що охоплює кінці валів і сполучену з ними однією шпонкою, розміщеною в подовжніх пазах валів втулки. При цьому між дном пазів валів і шпонкою встановлена плоска пружина, а в дні паза втулки виконані отвори. У втулці виконано також вікно, розміри якого дорівнюють розмірам шпонки. Втулка сприяє стиковці і центрівці валів. [А. с. СРСР №872831, кл. F16D 1/02, 1981]. Монтаж у даному пристрої здійснюють таким чином. Через вікно втулки шпонку з плоскою пружиною вставляють в пази валів. Потім утоплюють шпонку, стискуючи плоску пружину, і розвертають втулку до тих пір, поки шпонка не збіжиться з па (19) UA (11) 89890 (13) C2 (21) a200809835 (22) 28.07.2008 (24) 10.03.2010 (46) 10.03.2010, Бюл.№ 5, 2010 р. (72) ІЩЕНКО АНДРІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, ПУГАЧОВ ІГОР ЛЕОНІДОВИЧ, ТАТАРИНОВ ОЛЕГ ДМИТРОВИЧ, ЛОЗІНСЬКИЙ ВІТАЛІЙ ЛЕОНІДОВИЧ (73) ПУГАЧОВ ІГОР ЛЕОНІДОВИЧ (56) SU 779672; 15.11.1980 SU 872831; 15.10.1981 Лысов К.И., Григорьев К.Т. Насосы и насосные станции. - М.: Колос, 1977. - С. 160-161. JP 2002221188 A; 09.08.2002 US 6220827 B1; 24.04.2001 GB 2351125 A; 20.12.2000 WO 96/19031; 20.06.1996 3 зом втулки і під дією плоскої пружини переміститься в паз втулки, залишаючись частково в пазах обох валів. Для демонтажу з'єднання через отвори втулки утоплюють шпонку в подовжніх пазах валів і повертають втулку до збіжності шпонки з вікном втулки, через яке витягують шпонку і потім знімають втулку, розсовуючи кінці валів або переміщають втулку на один вал. Недоліком відомого з'єднання є велика осьова відстань, оскільки використовуються довгі кінці валів, що сполучаються. Крім того, відоме з'єднання застосовне лише для з'єднання валів однакового діаметру. При цьому у зв'язку з тим, що шпонка легко переміщається в пазах валів, а втулка вільно повертається на валах, дане з'єднання не володіє жорсткістю, що може привести до його швидкого зносу. Завданням справжнього винаходу є створення легко монтованого надійного з'єднання валів електродвигуна і насоса із зменшеним осьовим габаритом. Поставлене завдання вирішується тим, що в з'єднанні валів електродвигуна і насоса, що містить одну шпонку, розміщену в подовжніх пазах обох валів і спільний стикувальний елемент, згідно винаходу вал насоса розміщений у центральному глухому отворі, виконаному в торці укороченого валу електродвигуна з внутрішнім пазом для шпонки, а спільний стикувальний елемент, виконаний у вигляді фланця, розташованого на валу електродвигуна із зазором і сполученого з корпусами електродвигуна і насоса через отвори в нім кріпильними болтами. При цьому фланець з одного боку кільцевим виступом встановлений в посадочне місце паралельно з підшипником електродвигуна при знятій кришці підшипникового вузла, а з іншого боку кільцевим виступом встановлений на посадочне місце насоса, зцентроване з його валом. Завдяки укороченню валу електродвигуна і розміщенню в нім меншого по діаметру валу насоса досягається значне зменшення осьового габариту з'єднання в порівнянні з прототипом, а також з'єднання валів різного діаметру, що не досягалося у прототипу. Виконання стикувального елементу у вигляді фланця, прикріпленого до корпусів електродвигуна і насоса одночасно, і своїми кільцевими виступами розташованими в посадочних місцях електродвигуна і насоса, зцентрованими з їх валами, дозволяє досягати співвісності валів, жорсткості і надійності з'єднання. Монтаж з'єднання здійснюється закручуванням кріпильних болтів, що є досить простою операцією. При невеликих габаритах і вазі насоса (в порівнянні з електродвигуном) стикувальний фланець настільки надійно кріпить насос до електродвигуна, що виключає додаткове кріплення насоса до основи насосного агрегату. Пропоноване з'єднання валів реалізували на конкретному насосному агрегаті високого тиску, що розвиває тиск води до 500 атмосфер (49,03225МПа). Насосний агрегат містить асинхронний електродвигун потужністю 18,5кВт і порш 89890 4 невий насос високого тиску з металокерамічними клапанами. Електродвигун встановлений на рамі агрегату, а насос прикріплений до електродвигуна за допомогою з'єднання валів, що заявляється. З'єднання валів електродвигуна і насоса, що заявляється, ілюструється кресленнями. На Фіг.1 показано з'єднання валів в розрізі; на Фіг.2 зображений стикувальний фланець в плані; на Фіг.3 приведений розріз фланця по А-А на Фіг.2. З'єднання валів електродвигуна і насоса містить укорочений вал 1 електродвигуна 2, з корпусу якого знята кришка підшипникового вузла. Вал 1 має діаметр 50мм і в торці його строго по центру виконаний глухий циліндровий отвір 3 діаметром 24мм на глибину 50мм. У отворі 3 в тілі валу 1 видовбаний внутрішній подовжній паз 4 під шпонку 5. Діаметр, глибина глухого отвору 3, а також розміри паза 4 визначені розмірами валу 6 поршневого насоса 7. Вал 6 насоса 7 розміщений у отворі 3 вала 1 і сполучений з ним шпонкою 5. На валу 1 встановлений із зазором фланець 8, який прикріплений до корпусу електродвигуна 2 через отвори 9 у фланці 8 трьома кріпильними болтами 10, які входять у різьбові отвори корпусу електродвигуна 2, призначені для кріплення знятої кришки підшипникового вузла. На фланці 8 виконаний кільцевий виступ 11, який щільно входить у посадочне місце, передбачене для підшипника 12, встановленого на валу 1 електродвигуна 2. З другого боку фланця 8 виконаний кільцевий виступ 13, який внутрішнім діаметром встановлений на посадочне місце 14 насоса 7, зцентроване з валом 6. Фланець 8 через отвори 15 в ньому чотирма болтами 16 прикріплений до корпусу насоса 7. Монтаж з'єднання валів 1 і 6 електродвигуна 2 і насоса 7 здійснюється таким чином. У отвори 9 фланця 8 заздалегідь вставляють три болти 10, передбачені для кріплення фланця 8 до корпусу електродвигуна 2. Потім чотирма болтами 16 через отвори 15 у фланці 8 останній кріплять до корпусу насоса 7. Болти 16 мають голівку з внутрішнім шестигранним (або чотиригранним) отвором під відповідний торцевий ключ. При цьому фланець 8 своїм кільцевим виступом 13 встановлюється на посадочне місце 14 на корпусі насоса 7. Після цього вал 6 насоса 7 з шпонкою 5 (або шпонка 5 встановлена в пазу 4 вала 1) вставляють в отвір 3 вала 1 і починають закручувати болти 10 в корпус електродвигуна 2, тим самим втягуючи вал 6 насоса 7 всередину вала 1 по шпонці 5. Фланець 8 кільцевим виступом 11 входить у посадочне місце паралельно підшипнику 12 на електродвигуні 2. Монтаж з'єднання валів 1 і 6 здійснюється досить швидко і просто. Таким чином, вал 6 насоса 7 входить всередину укороченого валу 1 електродвигуна 2 і з'єднуючись між собою за допомогою шпонки 5, забезпечує надійне з'єднання валів, що передає під час роботи обертаючий момент, від вала 1 електродвигуна 2 до валу 6 насоса 7. При цьому досягнуте значне зменшення осьового габариту насосного агрегату. 5 Фланець 8, прикріплений одночасно до корпусів електродвигуна 2 і насоса 7, забезпечує надійне і жорстке кріплення насоса 7 до електродвигуна 2 і виключає додаткове кріплення насоса 7 до рами агрегату, а кільцеві виступи 11 і 13 фланця 8, розташовуючись в посадочних місцях електродвигуна 2 і насоса 7 відповідно успішно центрують вали 1 і 6. Демонтаж з'єднання валів 1 і 6 здійснюється таким чином. Відкручують три болти 10 і при цьому вал 6 насоса 7 виходить з валу 1 електродвигуна 2. Насос 7 з фланцем 8 легко відділяється від еле 89890 6 ктродвигуна 2. Потім відкручують болти 16 і відокремлюють фланець 8 від насоса 7. Пропоноване з'єднання валів електродвигуна і насоса дозволяє здійснювати швидкий монтаж і демонтаж насосного агрегату, що значно економить час при ремонтних і профілактичних роботах, при заміні насоса. З'єднання валів, що заявляється, можна застосовувати для різних типів електродвигунів і насосів з різними діаметрами валів, міняючи при цьому лише розміри кріпильних болтів і розміри кільцевих виступів фланців. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 89890 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601