Пружна муфта

Пружна муфта, що містить першу і другу півмуфти та першу груп у гідроциліндрів з пружними обмежувачами, циліндри яких з'єднані з першою півмуфтою, а штоки з'єднані з другою півмуфтою за допомогою шарнірів, осі яких паралельні осі муфти, циліндри гідравлічно зв'язані робочими 37096 На фіг. 1 показана пружна муфта у розрізі; на фіг. 2 - вид А фіг. 1; на фіг. 3 - залежність обертового моменту муфти від к ута повороту першої півмуфти відносно другої, де 1 - перша півмуфта; 2 друга півмуфта; 3 - гідроциліндри першої групи; 4 гідроциліндри другої гр упи; 5 - штоки гідроциліндрів першої групи; 6, 7, 8 - поршні, кришки, пружні елементи гідроциліндрів др угої гр упи відпо відно; 9 - вал; 10, 11 - тр убопроводи; 12, 13, 14, 15 - канали у валі 9; 16, 17 - циліндри, поршні гідроциліндрів першої групи відповідно; 18 і 19 - пружні обмежувачі; 20, 21 - шарніри; 22 - триходові золотникові гідророзподільники; 23 - корпуси гідророзподільників; 24 - штоки гідророзподільників; 25 - плунжери гідророзподільників; 26 - шарніри; 27, 28, 29 канали в гідророзподільнику; 30, 31 - трубопроводи; 32, 33 - канали у першій півмуфті. Пружна муфта містить першу 1 і другу 2 півмуфти, першу гр упу гідроциліндрів 3, пристрій забезпечення пружності гідравлічного ланцюга, виконаний у вигляді другої гр упи гідроциліндрів 4, і триходові золотникові гідророзподільники 22 для забезпечення гідравлічного сполучення гідроциліндрів першої і другої груп з напірною гідролінією постійного тиску, або зі зливною гідролінією. Штоки 5 гідроциліндрів 3 першої групи з'єднані з півмуфтою 2 за допомогою шарнірів 20, а циліндри 16 з'єднані з півмуфтою 1 за допомогою шарнірів 21. Осі шарнірів 20 і 21 паралельні осі муфти. Гідроциліндри 3 обладнані пружними обмежувачами 18 і 19 для запобігання жорстким ударам поршнів 17 об циліндри 16. Гідроциліндри 4 другої групи жорстко зв'язані з першою півмуфтою. Між поршнями 6 і кришками 7 гідроциліндрів 4 другої групи встановлені пружні елементи 8 для притискання поршнів 6 до робочої рідини. Робочі порожнини гідроциліндрів 3 першої групи зв'язані з робочими порожнинами гідроциліндрів 4 другої групи, що утворюють пристрій для забезпечення пружності гідравлічного ланцюга, трубопроводами 10. Штоки 24 гідророзподільників 22, які містять плунжери 25, з'єднані з другою півмуфтою 2 і з штоками гідроциліндрів 3 першої групи за допомогою шарнірів 20, а корпуси 23 з'єднані з першою півмуфтою за допомогою шарнірів 26. Гідророзподільники 22 каналами 27, трубопроводами 30, каналами 32 у півмуфті 1, каналами 13 і каналом 12 у валі 9 гідравлічно зв'язані з напірною гідролінією постійного тиску; каналами 29, трубопроводами 31, каналами 33 у півмуфті 1, каналами 15 і каналом 14 у валі 9 гідравлічно зв'язані зі зливною гідролінією. Крім того, робочі порожнини гідроциліндрів 4 другої групи з'єднані з порожнинами триходових золотникових гідророзподільників трубопроводами 11 і каналами 28 у гідророзподільниках 22. Залежність обертового моменту Т від кутового зміщення півмуфт 1 і 2 (навантажувальна характеристика муфти) за наявності певної кількості робочої рідини в гідроциліндрах першої і другої гр уп, показана на графіку (фіг. 3) кривою 0-І-ІІ-ІІІ. Жорсткість муфти визначається як тангенс кута нахилу дотичної до кривої Т=Т(φ ) до осі 0φ. На ділянках кривої 0-І і ІІ-ІІІ , для яких характерна взаємодія поршнів 17 гідроциліндрів 3 першої групи з пружними обмежувачами 18 і 19, жорсткість муфти значно більша, ніж на робочій ділянці І-ІІ. Обертовий момент на робочій ділянці навантажувальної характеристики визначається як Т=Т1+с(φ-φ1) (1) де Т1 - значення обертового моменту в початковій точці робочої ділянки (φ=φ 1); с - жорсткість муфти; φ і φ1 - початкове для робочої ділянки і поточне значення кутового зміщення півмуфт. Жорсткість муфти на робочій ділянці навантажувальної характеристики знаходимо за формулою c= 2 n 2 r1 R 2 4 r2 c2 (2) де n - число гідроциліндрів 3 першої групи, призначених для передачі обертового моменту; r 1, r2 радіуси гідроциліндрів 3 першої і 4 другої гр уп відповідно; R - відстань від осі муфти до осей гідроциліндрів 3 першої групи; c2 - жорсткість пружини для притискання поршня гідроциліндра 4 другої групи до робочої рідини. Значення обертового моменту в початковій точці робочої ділянки навантажувальної характеристики (І-II): T1=p1n1 A1R, (3) де A1 - площа поперечного перерізу гідроциліндра 3 першої групи; p1 - тиск в гідроциліндрах 3 першої і 4 другої груп при φ=φ 1. Оскільки відстань R від осі муфти до осей гідроциліндрів 3 першої групи в процесі роботи муфти майже не змінюється, її жорсткість в межах робочої ділянки навантажувальної характеристики, згідно з (2), можна вважати сталою. Вона не залежить від тиску робочої рідини в гідроциліндрах першої і другої груп. Діапазон кутового зміщення півмуфт 1 і 2 на робочій ділянці навантажувальної характеристики φ1…φ2 визначається ходом гідроциліндрів 3 першої гр упи і відстанню R від осі муфти до осей вказаних гідроциліндрів. Відповідний діапазон зміни обертового моменту знаходиться, згідно з (1), в межахT1…T2=T1+c(φ2-φ1). Ширина цього діапазону ΔT=T2-T 1=c(φ2-φ1) визначається жорсткістю муфти та діапазоном кутового зміщення півмуфт 1 і 2 і не залежить від тиску в гідроциліндрах 3 першої і 4 другої груп. Робочі ділянки навантажувальної характеристики, які відповідають різним значенням тиску p1, зображені на графіку T=T(φ) еквідистантними кривими. Пунктирними лініями на фіг. 3 зображені навантажувальні характеристики 0-I''-II''-III i 0-I'''II'''-III, які можна отримати за рахунок зменшення чи збільшення тиску в гідроциліндрах 3 першої і 4 другої гр уп відповідно, значення якого визначається силою пружності пружного елемента 8, яка діє на поршень 6. Тому, збільшення тиску p1 досягається впусканням робочої рідини в гідроциліндри 3 першої і 4 другої груп при відкритті плунжером 25 гідророзподільника 22 каналу 28 і гідравлічного сполучення його з каналом 27, який гідравлічне зв'язаний з напірною гідролінією постійного тиску, а зменшення тиску - випусканням робочої рідини з гідроциліндрів першої і другої груп при відкритті плунжером 25 гідророзподільника 22 каналу 28 і гідравлічного сполучення його з каналом 29, який зв'язаний зі зливною гідролінією. 2 37096 Пружна муфта працює таким чином. Перед введенням муфти в роботу робоча рідина, що перебуває під постійним тиском, через канал 12 і канали 13 вала 9, канали 32 півмуфти 1, тр убопроводи 30, канали 27 у корпусі гідророзподільника 22 поступає в гідророзподільники 22. Ця рідина, переміщуючи плунжер 25, через канали 28 і трубопроводи 11 проходить в гідроциліндри 4 другої групи. Внаслідок дії рідини на поршні 6 гідроциліндрів 4 другої групи, пружні елементи 8 частково деформуються. У результаті дії робочої рідини на поршні 17 гідроциліндрів першої групи, поршні відштовхуються і плунжерами 25 гідророзподільників 22 перекривають канали 28, що припиняє перетікання рідини по трубопроводах 11. Муфта виходить на робочу ділянку навантажувальної характеристики (0-ІI'). Під дією обертового моменту півмуфта 2 через гідроциліндри 3 першої групи діє на півмуфту 1 і повертається відносно неї на певний кут. При роботі муфти на робочих ділянках навантажувальної характеристики робоча рідина при збільшені обертового моменту перетікає з гідроциліндрів 3 першої групи через трубопроводи 10 в гідроциліндри 4 другої групи і, діючи на поршні 6, додатково деформує пружні елементи 8. Тиск у гідроциліндрах першої і другої гр уп зростає. Якщо ж обертовий момент зменшується на робочих ділянках навантажувальної характеристики, то під тиском робочої рідини на поршні 17 гідроциліндрів 3 першої групи півмуфта 2 повертається відносно півмуфти 1 у зворотному напрямі, рідина перетікає з гідроциліндрів 4 другої гр упи до гідроциліндрів 3 першої групи, пружні елементи 8 розслаблюються і тиск у гідроциліндрах 3 першої і 4 др угої гр уп зменшується. При значному збільшенні обертового моменту плунжер 25 гідророзподільника 22 відкриває канал 28 і зв'язує його гідравлічно з каналом 27; рідина поступає до гідроциліндрів 3 першої і 4 другої груп і, діючи на поршні 6, деформує пружні елементи 8. У результаті дії робочої рідини на поршні 17, вони відштовхуються і перекривають плунжерами 25 гідророзподільників 22 каналів 28. Тиск в гідроциліндрах 3 першої і 4 другої гр уп зростає. Муфта починає працювати на робочій ділянці навантажувальної характеристики, що відповідає більшим значенням обертового моменту. При значному зменшені обертового моменту плунжер 25 гідророзподільника 22 відкриває канал 28 і гідравлічно зв'язує його з каналом 29 для зливу робочої рідини з гідроциліндрів 3 першої і 4 другої груп у зливну гідролінію. Робоча ділянка навантажувальної характеристики зміщується в напрямку менших значень обертового моменту. Перетікання рідини через трубопроводи 10 у процесі роботи муфти сприяє інтенсивному демпфуванню механічних коливань. Пружні обмежувачі 18 і 19, встановлені в гідроциліндрах 3 першої групи, сприймають непередбачувані ударні навантаження з боку поршнів 17, запобігаючи поломкам муфти та інших елементів приводу. 3 37096 Фіг. 1 4 37096 Фіг. 2 5 37096 Фіг. 3 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 6