Пружна муфта

Реферат: Винахід належить до машинобудування деталей машин загальнотехнічного призначення, зокрема до пружних муфт - механізмів для з'єднання співвісних валів і передачі ними крутного моменту від ведучого вала до веденого. Пружна муфта містить цільну циліндричну втулку, дві циліндричні півмуфти, установлені на плоских еластичних прокладках, внутрішні ділянки півмуфт сполучені між собою поверхнями, утвореними дугами окружності радіусом, котрий перевищує радіус валів, що з'єднуються. На кінцях валів виконані уступи у вигляді двох протилежних симетричних поверхонь, так само утворених дугами радіусом, що перевищує радіус валів. За рахунок геометричної форми внутрішньої поверхні півмуфт відбувається зниження напруження на робочих контактуючих поверхнях, внаслідок чого збільшується міцність конструкції та можливість передачі більшого крутного моменту. UA 103679 C2 (12) UA 103679 C2 UA 103679 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до машинобудування - деталей машин загальнотехнічного призначення, зокрема до пружних муфт - механізмів, призначених для з'єднання співвісних валів і передачі ними крутного моменту від ведучого вала до веденого. Найбільше поширення одержали пружні муфти, які при передачі крутного моменту дозволяють компенсувати незначні відхилення валів (радіальні, осьові, кутові, іноді і їхні комбінації) від їх правильного геометричного розташування. Крім того, наявність будь-якого пружного елемента в складі таких муфт дає можливість згладжувати (демпфірувати) різкі зміни величини переданого крутного моменту. Відома пружна муфта для з'єднання валів прокатних станів („Механизмы. Справочное пособие", под редакцией чл.-кор. АН УССР С.Н. Кожевникова. Москва, Машиностроение, 1976, с.390-391, рис. 6.24). Муфта містить корпус у вигляді масивної цільної литої втулки з радіальними отворами і внутрішніми виступами, у яких гайками закріплені еластичні прокладки з синтетичного (гумового) матеріалу із завулканізованими в них болтами. Прокладки у своєму поперечному перерізі" мають сфероподібну форму та розміщуються у відповідних пазах евольвентного профілю з'єднувальних валів (так звані "трефові вали"). Завдяки такому з'єднанню відбувається передача крутного моменту від ведучого вала до веденого. Головним недоліком такої муфти за інших рівних умов є значне послаблення площі поперечного перерізу з'єднувальних валів внаслідок виконання в них достатньо глибоких евольвентноподібних пазів, які сприймають деформацію стиску. Також недоліком муфти є нерівномірність навантаження на виступи з прокладками. Крім того, з боку технологічності конструкції муфти в цілому - ускладнено виготовлення еластичних (як правило, гумових) прокладок, що пов'язане з процесом вулканізації в них металевих болтів. Це, у свою чергу, здорожує вартість виробу в цілому через високу вартість прес-форм для виготовлення прокладок. Найбільш близьким до запропонованого технічного рішення є "Пружна муфта для з'єднання валів" (Пат. 89108 Україна, опубл. 25.12.2009, Бюл. № 19). Муфта містить цільну циліндричну втулку, дві циліндричні півмуфти, внутрішня поверхня яких утворена двома циліндричними поверхнями, сполученими плоскою поверхнею відповідно до конструкції валів, що з'єднуються, на яких виконані лиски, дві плоскі еластичні прокладки, а на зовнішніх циліндричних поверхнях півмуфт впритул до торців цільної втулки встановлені два пружинних кільця. Поверхня рознімання півмуфт паралельна плоским поверхням валів-лискам. Така пружна муфта має істотний недолік який полягає у тому, що при передачі крутного моменту зусилля на робочих контактуючих плоских поверхнях валів (лисках) і відповідно півмуфт розподілені нерівномірно (перехресно), тобто максимальні зусилля виникають на одній кромці поверхні і фактично відсутні на іншій. Це може призвести до деформацій - місцевого зминання робочих контактуючих плоских поверхонь валів і плоских поверхонь півмуфт. У зв'язку з таким розподілом зусиль виникаючі напруження на внутрішній поверхні цільної втулки також розподіляються нерівномірно. У результаті можливе заклинювання пружної муфти. В основу винаходу поставлена задача вдосконалювання конструкції пружної муфти, у якій за рахунок зміни геометричної форми внутрішньої поверхні півмуфт відбувається зниження напруження на робочих контактуючих поверхнях, внаслідок чого збільшується міцність конструкції та можливість передачі більшого крутного моменту. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в пружній муфті, яка містить цільну циліндричну втулку, дві циліндричні півмуфти, установлені на плоских еластичних прокладках, внутрішня поверхня півмуфт утворена двома циліндричними поверхнями, відповідно до конструкції валів, що з'єднуються, на зовнішніх циліндричних поверхнях півмуфт впритул до торців цільної втулки встановлені два пружинних кільця, відповідно до винаходу внутрішні ділянки півмуфт сполучені між собою поверхнями, утвореними дугами окружності радіусом, котрий перевищує радіус валів, що з'єднуються, на кінцях яких виконані уступи у вигляді двох протилежних симетричних поверхонь, так само утворених дугами радіусом, що перевищує радіус валів. Напруження, що виникають при передачі крутного моменту від ведучого вала до веденого, рівномірно розподіляються на відповідних циліндричних поверхнях півмуфт, на еластичних прокладках і на внутрішній поверхні цільної втулки, а також на контактуючих з ними поверхнях валів, внаслідок чого збільшується міцність конструкції та можливість передачі більшого крутного моменту. На кресленнях фіг. 1-3 показана запропонована пружна муфта: фіг. 1 - фронтальна проекція пружної муфти в осьовому перерізі А- А; фіг. 2 - горизонтальна проекція пружної муфти в осьовому перерізі Б- Б; фіг. 3 - профільна проекція пружної муфти в перерізі В- В. 1 UA 103679 C2 5 10 15 20 25 30 Запропонована пружна муфта містить цільну втулку 1, усередині якої розміщені дві півмуфти 2 і дві еластичні прокладки 3. Внутрішні циліндричні поверхні півмуфт 2 виконані радіусом, що перевищує радіус г валів 4, що з'єднуються, на товщину еластичних прокладок 3, і сполучені між собою робочими поверхнями 5, які описані дугами окружності радіусом R. На кінцях валів 4, що з'єднуються, симетрично виконані робочі поверхні у вигляді уступів 6, утворені дугами окружності радіусом, меншим радіуса R робочих поверхонь 5 півмуфт 2 на товщину еластичних прокладок 3. Радіус R визначається розрахунковим шляхом, виходячи із заданих діаметра валів і крутного моменту, при цьому співвідношення R/r>1. На зовнішніх циліндричних поверхнях півмуфт 2 впритул до торців цільної втулки 1 установлені стандартні пружинні кільця 7. Складання пружної муфти відбувається в такий спосіб. На один з кінців валів 4, що з'єднуються, до початку монтажу попередньо встановлюється цільна втулка 1 і відводиться в бік за межі одного з уступів 6. Поворотом валів 4 робочі поверхні 5 установлюють так, щоб вони були паралельні, після чого на них по черзі укладають дві еластичні прокладки 3 і дві півмуфти 2. Потім на півмуфти 2 надівається цільна втулка 1 (попередньо відведена в бік), і впритул до її торців у канавки зовнішніх циліндричних поверхонь півмуфт 2 установлюють два стандартних розрізних пружинних кільця 7. При проведенні монтажу пружна муфта допускає осьовий зсув валів, що з'єднуються, у загальноприйнятих межах І, а в процесі роботи дає можливість компенсувати вплив температурних коливань і інших факторів, які викликають деякий зсув валів, що з'єднуються. Складання завершене. Розбирання пружної муфти здійснюється у зворотному порядку. Пружна муфта працює в такий спосіб. Крутний момент від провідного вала до ведучого передається через уступи 6 обертових валів 4, еластичні прокладки 3 і півмуфти 2, внутрішня поверхня яких утворена дугою окружності радіусом R. Можливе переміщення цільної втулки 1 у той або інший бік обмежують два розрізних пружинних кільця 7. Передача крутного моменту від ведучого вала до веденого відбувається за допомогою контактуючих робочих циліндричних поверхонь уступів 6 валів 4 і робочих циліндричних поверхонь 5 півмуфт 2. Виникаючі при цьому напруження рівномірно розподіляються на відповідних контактуючих поверхнях 5 і 6 і рівномірно розподіляються на внутрішній поверхні цільної втулки 1. Запропонована пружна муфта дозволяє також передавати крутний момент у реверсному режимі. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 Пружна муфта, що містить цільну циліндричну втулку, дві циліндричні півмуфти, установлені на плоских еластичних прокладках, внутрішня поверхня півмуфт утворена двома циліндричними поверхнями, сполученими плоскою поверхнею відповідно до конструкції валів, що з'єднуються, на зовнішніх циліндричних поверхнях півмуфт впритул до торців цільної втулки встановлені два пружинних кільця, яка відрізняється тим, що внутрішні ділянки півмуфт сполучені між собою поверхнями, утвореними дугами окружності радіусом, котрий перевищує радіус валів, що з'єднуються, на кінцях яких виконані уступи у вигляді двох протилежних симетричних поверхонь, так само утворених дугами радіусом, що перевищує радіус валів. 2 UA 103679 C2 3 UA 103679 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4