Відцентрова муфта із закручуваними канатами

Реферат: UA 113720 U UA 113720 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області машинобудування, до вузлів і деталей машин, зокрема до муфт, що не вимикаються та допускають можливість відносного переміщення поєднуваних деталей, і може бути використана в приводах різноманітних машин. Відома пружна муфта з механічним зворотним зв'язком, що містить ведучу та ведену півмуфти сполучені призматичними пружними елементами, які встановлені паралельно осі півмуфт, одним кінцем шарнірно закріплені у ведучій півмуфті без можливості повороту відносно своєї осі та мають можливість закручування за рахунок кінематичного сполучення їх іншого кінця з веденою півмуфтою за рахунок зубчастої передачі (див. статтю: Сидоренко И.И. Величина коэффициента обратной связи самонастраивающихся систем. - Труды Одесского политехнического университета, Вып. 2 (11), 2000 г., С. 26-29, фиг. 2 та фиг. 3). Ця муфта має нелінійну характеристику, яка проте не відповідає оптимальним умовам пуску машин, де на початку пуску пружна муфта повинна бути жорсткою, а під час роботи машини піддатливою, щоб реагувати на зміну навантаження приводу. Задачею даної заявки є створення пружної муфти, в якій за рахунок конструктивного виконання можливо було б забезпечити зміну крутильної жорсткості та демпфування муфти, а саме м'яку її характеристику в усталеному режимі роботи та жорстку під час пуску з метою зниження динамічних навантажень на привід та підвищення його довговічності. Розв'язання поставленої задачі забезпечується тим, що пропонована відцентрова муфта із закручуваними канатами, містить ведучу та ведену півмуфти сполучені пружними елементами, що встановлені паралельно осі півмуфт, якими є канати, які одним кінцем нерухомо закріплені у веденій півмуфті, а іншим - закріплені у ведучій півмуфті рухомо з можливістю повороту, на рухомо закріпленому кінці кожного каната встановлені зубчасті колеса, що введені в зачеплення з рейками-вантажами, які встановлені з можливістю переміщення в напрямних, що нерухомо встановлені в радіальному напрямку у ведучій півмуфті, та сполучені з нею пружинами. Застосування в пропонованій муфті в якості пружних елементів канатів, та забезпечення можливості їх закручування та розкручування в процесі роботи муфти за рахунок відцентрових сил на вантажі-рейки та обертання ними зубчастих коліс, сполучених з канатами, дає можливість змінювати їх жорсткість та демпфування за рахунок керування при цьому значенням сил тертя між елементами каната, в залежності від частоти обертання муфти, а відтак змінювати характеристику муфти і забезпечувати її високу крутильну жорсткість під час пуску та низьку під час усталеного режиму роботи, а також та знизити за рахунок цього динамічні навантаження на привід та підвищити його довговічність. Конструкція пропонованої муфти представлена на кресленні. На фіг. 1 показана відцентрова муфта із закручуваними канатами, що містить ведучу 1 та ведену 2 півмуфти, сполучені канатами 3, які встановлені паралельно осі півмуфт. Канати 3 закріплені своїми кінцями 4 у веденій півмуфті 2 жорстко, а у ведучій півмуфті 1 кінцями 5 рухомо з можливістю повороту. На кінцях 5 канатів 3 встановлені зубчасті колеса 6, що введені в зачеплення з рейками-вантажами 7, які встановлені в напрямних 8 півмуфти 1 з можливістю переміщення та сполучені з півмуфтою 1 пружинами 9. А на Фіг. 2 показана відцентрова муфта із закручуваними канатами (розріз А-А). Відцентрова муфта з обертовими пружними елементами працює наступним чином: на початку пуску оснащеного нею приводу за рахунок недостатнього значення відцентрової сили, що прикладена до рейок-вантажів 7, пружини 9 притягують їх до центру півмуфти 1, розкручуючи через зубчасті колеса 6 канати 3. Цим забезпечується висока їх згинальна жорсткість та відповідно висока крутильна жорсткість муфти та відсутність коливань в приводі. По закінченні розгону приводу і муфти, рейки-вантажі 7, розтягуючи пружини 9, переміщуються до периферії півмуфт по напрямних 8 та розкручують через сполучені з ними зубчасті колеса 6, канати 3 з метою зниження їх згинальної жорсткості. В такому випадку забезпечується низька згинальна жорсткість пружних елементів та відповідно низька крутильна жорсткість муфти, що дозволяє їй ефективно реагувати на перевантаження приводу. Застосування в пропонованій муфті як пружних елементів канатів та забезпечення можливості їх закручування та розкручування в процесі роботи муфти за рахунок відцентрових сил на вантажі-рейки та обертання ними зубчастих коліс, сполучених з канатами, дає можливість змінювати їх жорсткість та демпфування за рахунок керування при цьому значенням сил тертя між елементами каната, в залежності від частоти обертання муфти, а відтак змінювати характеристику муфти і забезпечувати її високу крутильну жорсткість під час пуску та низьку під час усталеного режиму роботи, а також та знизити за рахунок цього динамічні навантаження на привід та підвищити його довговічність, що характеризує запропоновану відцентрову муфту із закручуваними канатами як технічне рішення, що є новим і неочевидним з 1 UA 113720 U 5 10 15 20 базового рівня техніки, а його втілення можливе в умовах реального промислового виробництва при незначній зміні базових технологічних процесів. Конкретне виконання пропонованого технічного рішення наведене на прикладі пружної муфти коробки швидкостей горизонтально-фрезерного верстата 6Н82, у якому застосування муфти, що складається з двох півмуфт, що сполучені чотирма сталевими канатами діаметром 4,8 міліметра, забезпечує еквівалентну базовому варіанту навантажувальну здатність. При цьому підвищення демпфуючої спроможності та компенсуючої здатності муфти за рахунок піддатливості канатів забезпечує компенсацію додаткових навантажень та збільшує ресурс коробки швидкостей та електродвигуна на 10…30 %. Економічний ефект запропонованого технічного рішення полягає в зменшенні випадків поломок муфт, а також в збільшенні ресурсу агрегатів, що сполучаються ними, і визначається різницею витрат на придбання нового агрегату і витрат на канати, виготовлення та установку півмуфт та зубчастих коліс. Наприклад, для коробок швидкостей верстатів вартістю до 1000 у.о., витрати на канати, виготовлення та установку муфти становлять 100 у.о., при цьому збереження від поломок одної коробки швидкостей в 10 разів перекриває додаткові витрати. При загальній потребі подібних коробок швидкостей для країни близько 1 тис. на рік, сумарний ефект складе: E Σ=(1000-100)х1 тис.=900 тис. у.о. Сукупність наведених даних свідчить про доцільність широкого застосування запропонованих пружних муфт з аксіальними пружними елементами. В даний час виконується підготовка до впровадження даних муфт в механізмах верстатів ВАТ "Херсонський завод карданних валів". ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Відцентрова муфта із закручуваними канатами, що містить ведучу та ведену півмуфти, сполучені пружними елементами, що встановлені паралельно осі півмуфт, яка відрізняється тим, що пружними елементами є канати, які одним кінцем нерухомо закріплені у веденій півмуфті, а іншим - закріплені у ведучій півмуфті рухомо з можливістю повороту, на рухомо закріпленому кінці кожного каната встановлені зубчасті колеса, що введені в зачеплення з рейками-вантажами, які встановлені з можливістю переміщення в напрямних, що нерухомо встановлені в радіальному напрямку у ведучій півмуфті, та сполучені з нею пружинами. 2 UA 113720 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3