Компенсационная муфта

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к приводам железнодорожного транспорта. Цель изобретения - повышение надежности и нагрузочной способности. Муфта содержит соосные фланцы 1 и 46 с тремя равномерно расположенными вилками на концах, промежуточное звено в виде трех двуплечих рычагов 14-16 с концентрично установленными опорами 17, 23 и 30, с расположенными между ними телами качения 18, 25 и дополнительной опорой 24, дополнительными телами качения в виде подшипника 20 и упорным подшипником 31. При перекосах фланцев подшипники воспринимают нагрузку и совершают колебательные движения. При износе какого-либо подшипника дополнительные опора и подшипник воспринимают нагрузку, а упорный подшипник разгружает частично подшипники между опорами от осевой нагрузки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛ!! К

„„Я0„„1581906 д ) (51) 5 F 16 D 3/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4429507/25-27 (22) 19.05.88 (46) 30.07.90. Бюл. № 28 (71) Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт (72) А. И. Беляев и В. Н. Ткаченко (53) 621.825.5(088.8) (56) Бирюков И. В. и др. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог. М.: Транспорт, 1986, с. 76, рис. 4.10. (54) КОМПЕНСАЦИОННАЯ МУФТА(57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к приводам железнодорожного транспорта. Цель изобретения— повышение надежности и нагрузочной способности. Муфта содержит соосные фланцы 1 и 46 с тремя равномерно расположенными вилками на концах, промежуточное звено в виде трех двуплечих рычагов 14 — 16 с концентрично установленными опорами 17

23 и 30 с расположенными между ними телами 18 и 25 качения и дополнительной опорой 24, дополнительными телами качения в виде подшипника 20 и упорным подшипником 31. При перекосах фланцев подшипники воспринимают нагрузку и совершают колебательные движения. При износе какого-либо подшипника дополнительные опора и подшипник воспринимают нагрузку, а упорный подшипник разгружает частично подшипники между опорами от осевой нагрузки. 2 ил.

1581906

Изобретение относится к машиностроеНию, в частности к приводам железнодорожного транспорта, и касается конструкции узлов тягового привода локомотивов, а именно устройств для передачи

Крутящего момента от закрепленного на раме тележки электродвигателя ведущему валу осевого тягового редуктора.

Цель изобретения — повышение нагрузочной способности и надежности муфты в работе.

На фиг. 1 изображена компенсацион« ая муфта тягового привода, общий вид; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Компенсационная муфта содержит веду«ий фланец 1, на котором имеются три авноудаленные по окружности вилки 2 — 4, также торцовые шлицы 5 и централь«!ое резьбовое отверстие, посредством кото1 ых этот фланец присоединяется к флан«jy тягового электродвигателя (не показан).

1!«альцы 6, установленные в вилках веду«дего фланца, при помощи резинометаллических блоков 7 и поводков 8 — 10 соедииены с пальцами, установленными в ведущих вилках 11 — 13 двуплечих рычагов 14 — 16, об1)азу«ощих промежуточное звено.

Соединение между собой трех двуплечих рычагов в узел, имеющий общую точку опоры, обеспечивающее при минимальных осев ых размерах муфты, кроме основного дополнительное их взаимное опирание, oc) ществлено следующим образом.

Рычаг 15 наружной опорой 17 посредством тел 18 качения (роликов) двух конических подшипников 9 и 20 опирается на внешние опорные поверхности 21 средней опорь«22 рычага 14 и поверхность 23 дополнительной опоры 24, выполненные в

««иде кольцевого рычага 16. В то же время крайние рычаги 14 и 6 в вертикальной плоскости связаны посредством роликов 25 двух игольчатых подшипников 26 и 27, установленных между внутренней поверхностью 28 опоры 23 рычага 14 и наружной поверхностью 29 опоры 30 рычага 16, а вдоль горизонтальной оси муфты связь между рычагами 14 и 16 выполнена при помощи роликового упорного подшипника 31.

С целью уменьшения осевых размеров муфты подшипник 31 установлен в полости крайнего рычага 16 концентрично игольчатым подшипникам 26 и 27 и зафиксирован между его торцом 32 и шайбой 33 при помощи гайки 34 и стопорного устройства 35, навинченных на резьбовую часть выступа 36 рычага 14. При наличии зазора между наружной поверхностью высгупа 36 и внутренней поверхностью торцов подшипника 31 последний полностью разгружен от восприятия радиальной силы.

Для предотвращения попадания в шарнирное соединение рычагов пыли и влаги установлены манжетные кольца 37 и 38, а также заглушка 39.

Ведомые вилки 40, 41 и 42 двуплечих рычагов аналогично ведущим посредством пальцев, резинометаллических блоков и ведомых поводков 43, 44 и 45 соединены с пальцами ведомого фланца 46 компенсационной муфты, на хвостовике которого смонтированы подшипниковые устройства и ведущая шестерня тягового привода локомотива (условно не показаны).

Компенсационная муфта работает следующим образом.

Компенсация относительных радиальных смещений валов тяговых электродвигателя и редуктора осуществляется путем одновременных относительных поворотов всех рычагов и поводков муфты. При этом геометрический центр. сочленения рычагов муфты перемещается по линии относительного перемещения геометрических центров ведущего и ведомого фланцев на величину, равную половине этого смешения, ведущие и ведомые поводки отклоняются относительно пальцев фланцев и рычагов на попарно равные углы, а угловое положение ведомого фланца муфты остается неизменным.

При вращении муфты с расцентрированными фланцами координаты геометрического центра сочленения рычагов остаются неизменными, т. е. промежуточное звено муфты вращается вокруг своего неподвижного центра, что определяет естественную уравновешенность механизма. Сооответствующие углы отклонения поводков при любом угловом повороте ведущего фланца остаются попарно равными, а ведомый фланец поворачивается на точно такой же угол, как и ведущий, что указь,вает на обеспечение механизмом постоянства передаточного отношения, При смещении тягового редуктора относительно электродвигателя вдоль осей соединяемых муфтой валов, что возможно за счет деформации перекоса резино«зых элементов в шарнирах, промежуточное звено механизма займет среднее положение, т. е. переместится на расстояние, равное половине величины этого смещения. 3ro приводит к повороту всех рычагов относительно ведущего фланца, если последний считать неподвижным, на небольшой угол, при этом угловое положение ведомого фланца относительно ведущего останется неизменным.

Компенсация угла излома соединяемых муфтой валов осуществляется путем совместных поперечных угловых отклонений поводков и промежуточного звена. приводящих к некоторому нарушению естественной уравновешенности механизма и постоянства его передаточного отношения. Однако вследствие малости возникновения этих углов, что определено условиями сборки и эксплуатации тягового привода, это отрицательное свойство механизма не оказывает сколько-нибудь заметного влияния на уровень его качества.

1581906

Передача вращающего момента от тягового электродвигателя к тяговому редуктору осуществляется следующим образом.

Посредством пальцев 6, установленных на ведущем фланце муфты через 120, вращающий момент, создаваемый тяговым электродвигателем, преобразуется в окружное усилие, складывающееся из трех сил, направленных по касательной к окружности в местах установки пальцев. Каждая из слагаемых суммарного окружного усилия оказывает воздействие на звенья механизма по двум направлениям: вдоль оси ведущих поводков 8 — 10 на ведущие пальцы двуплечих рычагов 14 — 16, а также вдоль линий, соединяющих геометрический центр ведущего фланца с центрами его пальцев.

Последние три силы, модуль каждой из которых меняется с оборотной частотой, суммируясь, создают на. опорных подшипниках вала электродвигателя незначительное дополнительное усилие и производный от нее изгибающий момент, зависимые от величин расцентровок, передаваемого момента, геометрических размеров муфты и жесткостных характеристик резинометаллических шарниров. Как показали проведенные расчеты, для муфты, компенсирующей радиальную расцентровку, составляющую 5Я от длины поводка, дополнительное усилие, возникающее на подшипниках валов, не превышает 2Я от окружного усилия, передаваемого муфтой. Однако с уменьшением расцентровок происходит также уменьшение дополнительного усилия, а в случае отцентрированных валов это суммарное усилие вследствие равенства трех сил, направленных в разные стороны под углом 120, не возникает.

Усилия, действующие на ведущие пальцы каждого из рычагов, передаются на их ведомые пальцы по известному правилу двуплечего рычага, имеющего равные плечи и опирающегося на опорный подшипник. При передаче этих усилий тела рычагов в зависимости от направления вращающего момента и углов отклонения поводков нагружаются пульсирующими с оборотной частотой растягивающими или сжимающими усилиями, а конические 19 и 20 и игольчатые 26 и 27 подшипники — силами, проходящими через центр сочленения рычагов и равными по модулям суммам окружных усилий на ведомых и ведущих пальцах рычагов. Очевидно, что суммарное усилие от взаимодействия друг на друга трех сочлененных рычагов, имеющих общую точку опоры, равно «О».

Г1ри отцентрированном положении фланцев, т. е. в том случае, когда поводки не совершают относительных отклонений, а величины усилий как на ведущих, так и на ведомых поводках муфты не изменяются в течение оборота муфты, усилия, нагружающие опорные элементы узла сочлене5

55 ния, направляются по линиям, перпендикулярным осям симметрии рычагов, проходящих через отверстия их вилок. Каждое из двух нагружающих опоры рычагов сосредоточенных усилий, равных по модулю двум третьим от суммарного окружного усилия, реализуемого муфтой, перераспределяется между образующими основную и дополнительную опоры рычагов подшипниками в пропорциях, зависящих от ряда технологических, конструктивных и эксплуатационных факторов, например точности изготовления и монтажа, жесткости опор, степени износа и др.

При передаче вращающего момента муфтой с расцентрованными фланцами на ее ведомых, так же как и на ведущих поводках возникают равные по амплитуде усилия, пульсирующие с оборотной частотой, но разнящиеся между собой фазами.

Вследствие этого опорные элементы сочленения рычагов также воспринимают пульсирующую нагрузку. Однако так как амплитуда этих пульсаций невелика и не превышает значений величин дополнительных усилий на подшипниках валов, то эта динамическая добавка не оказывает существенного влияния на долговечность подвижных элементов опорного узла сочленения рыча гов.

Усилия, переданные при помощи рычагов с ведущих поводков муфты ес ведомым поводкам, посредством валиков, установленных на ведомом фланце, проходят в обратном порядке такой же процесс преобразований, как и в элементах ведущего фланца. В результате этого на ведомом фланце муфты возникает выходной вращающий момент, равный по величине и направлению входному моменту, а на подшипниках ведущего вала редуктора — дополнительные усилия, равные усилиям, дейст вующим на опорные подшипники вала электродвигателя.

В процессе работы муфты на надежность ее элементов, кроме радиальных усилий, возникающих при передаче механизмам вращающего момента, существенное влияние оказывают также осевые усилия. Эти усилия возникают в основном при компенсации муфтой относительных осевых смещений и угловых перекосов валов редуктора и электродвигателя и воспринимаются торцами колец конических подшипников 19 и 20 и упорного подшипника 31.

Таким образом, в предлагаемой конструкции муфты вследствие наличия дополнительной связи между рычагами и возможности раздельного восприятия опорами двуплечих рычагов осевых и радиальных сил улучшены условия работы узла сочленения рычагов. Кроме того, предлагаемый способ размещения тел качения позволяет распределить действующую нагрузку между двумя и более их комплектами.

1581906

Составитель И. Камкин

Редактор М. Г!етрова Техред A. Кравчук Корректор Т. Малец

Заказ 2075 Тираж 54 Подписное

ВНИИГ!И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

I I:3035, Москва, Ж -35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат ;Па iсз; », r Ужгород, ул. Гаi ар»«а, l0!

Формула изобретения

Компенсационная муфта, содержащая установленные на соединяемых валах фланцы с тремя равномерно расположенными по окружности вилками, промежуточное звено в виде трех двуплечих рычагов с вилками на концах и цилиндрическими опорами в середине; установленными концентрично друг другу, тела-качения, расположенные между внутрейней и средней опорами и между средней и наружной опорами, и поводки, соединяющие шарнирно вилки фланцев с вилками рычагов, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и нагрузочной способности, она снабжена упорным подшипником и дополнительными телами качения, а рычаг с внутренней опорой выполнен с расположенной концентрично основной опоре дополнительной опорой, дополнительные тела качения расположены между дополнительной и наружной опорами, а упорный подшипник установлен по оси муфты между рычагом с внутренней опорой и рычагом со средней опорой.