Муфта для соединения валов

 

Использование: в машиностроении, в частности для соединения валов мощных турбин и генераторов. Сущность изобретения: концы выступов 4 и 8 полумуфт 3 и 7 ведущего 1 и ведомого 5 валов соединены радиальными штифтами 9 в случае осевого расположения выступов или осевыми штифтами 10 в случае радиального расположения выступов. При колебаниях нагрузки выступы 4 и 8 изгибаются, а концы выступов смешаются в окружном направлении. Возможность передачи муфтой большого крутящего момента достигается за счет одновременной работы всех выступов 4, 8, а высокая демпфирующая способность - за счет оптимального выбора их длины. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 16 0 3/56

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4829475/27 (22) 28.05.90 (46) 15.08.93. Бюл, hh 30 (71) Производственное объединение атомного турбостроения "Харьковский турбинный завод" им. С,M.Êèðîâà (72) Б.А.Аркадьев и А.В.Боровский (73) Производственное объединение атомного турбостроения "Харьковский турбинный завод" им. С,М.Кирова (56) Авторское свидетельство СССР

М 1213281, кл. F 16 D 43/14, 1984. (54) МУФТА ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ВАЛОВ (57) Использование: в машиностроении, в частности для соединения валов мощных

„„ „„1834998 АЗ турбин и генераторов. Сущность изобретения: концы выступов 4 и 8 полумуфт 3 и 7 ведущего 1 и ведомого 5 валов соединены радиальными штифтами 9 в случае осевого расположения выступов или осевыми штифтами 10 в случае радиального расположения выступов. При колебаниях нагрузки высту- пы 4 и 8 изгибаются, а концы выступов смешаются в окружном направлении.

Возможность передачи муфтой большого крутящего момента достигается за счет одновременной работы всех выступов 4, 8, а высокая демпфирующая способность — за счет оптимального выбора их длины, 3 з.п, ф-лы, 4 ил.

1834998

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например, для соединения валов мощных турбин и генераторов, Цель изобретения — расширение эксплуатационных воэможностей путем обеспечения податливости при повышенных нагрузках.

На фиг,1 изображена муфта для соединения валов, общий вид, вариант выполнения с осевым расположением выступов в разрезе; на фиг.2 — то же, сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — муфта с радиальным расположением.выступов в разрезе; на фиг.4— вид по стрелке Б на фиг,3.

Муфта содержит ведущий вал 1, имеющий шейку 2, заканчивающийся выполненной заодно с ним или насаженной полумуфтой 3, имеющей выступы 4. Соосный с ведущим валом 1 ведомый вал 5 также имеет шейку 6 и полумуфту 7 с выступами 8.

Выступы 4 и 8 выполнены с переменной шириной h и h> по длине (в соответствии с изменением по длине изгибающего момен-. .га) в радиальном направлении в случае осевого расположения выступов и в осевом направлении в случае радиального расположения вь.ступов.

Выбор конструкции муфты (с осевым или радиальным расположением выступов) определяется в каждом конкретном случае исходя из конструктивных соображений, Так, для турбины К-750-65/3000 предпочтительна муфта с осевым расположением выступов, т.к. име|ощееся расстояние между турбиной и генератором достаточно для этого варианта.

Концы выступов 4 и 8 полумуфт 3 и 7 ведущего 1 и ведомого валов 5 соединены радиальными штифтами 9 в случае осевого расположения выступов (фиг,1) или осевыми штифтами 10 в случае осевого расположения выступов (фиг.1) или осевыми штифтами

10 в случае радиального расположения выступов {фиг.3). Выступы закрыты обечайкой

11 и несущим бандажным кольцом 12, которая крепится к полумуфте 3 болтами 13, Податливость рассматриваемого соединения возрастает по мере увеличения суммарной длины выступов 4 и 8 полумуфт

3 и 7. Поэтому длина выступов 4 и 8 должна выбираться максимально возможной, исходя из условий прочности и конструктивных соображений, При длине выступов менее трех толщин податливость выступов пренебрежимо мала и применение предлагаемой конструкции нецелесообразно, Так, например, в результате расчетов, выполненных для турбины К-750-65/3000. оптимальная длина выступов составляет от 500 до 1500 мм.

Муфта работает следующим образом.

При колебаниях нагрузки ведомого 5 либо ведущего 1 вала появляющееся угловое ускорение приводит к некоторому относительному повороту полумуфт 3 и 7 относительно друг друга. Их выступы 4 и 8 при этом изгибаются, а концы выступов, соединенные штифтами 9 (фиг.1) либо 10 (фиг.3) смещаются в окружном направлении относительно полумуфт 3 и 7, "отставая" от одной из них и "опережая" другую. При этом, в случае расп,оложения выступов в

15 осевом направлении (фиг.1) концы выступов

4 полумуфты 3 прижаты центробежными силами в бандажному кольцу 12 обечайки 11, жестко соединенной с полумуфтой 3. При этом бандажное кольцо 12 предотвращает

20 недопустимые напряжения в выступах 4 от центробежных сил, не препятствуя их изгибу. Перемещаясь относительно этого кольца, выступы 4 контактируют с ним,. дополнительно рассеивая энергию колебаний. Таким образом достигается дополнительный демпфирующий эффект. Наличие обечайки 11 с бандажным кольцом 12 приводит также к сокращению потерь, вызываемых вращением муфты в окружающей

30 среде, Изменение крутящего момента, передаваемого от ведущего вала 1 к ведомому валу

5, или наоборот. определяется изгибом выступов 4 и 8 и имеет меньшую амплитуду (вследствие демпфирующего эффекта выступов 4, 8) по сравнению с изменением крутящего момента, передаваемого жесткой муфтой.

Возможность передачи муфтой большого крутящего момента достигается за счет одновременной работы всех выступов 4 и 8 (упругих элементов), и обеспечения расчетным путем необходимой площади и момен та сопротивления изгибу сечения выступов, 45 а высокая демпфирующая способность при этом достигается за счет существенного увеличения длины выступов.

Использование предлагаемой упругой муфты в валопроводе мощных агрегатов, та50 ких как паровые и газовые турбины, позволяет уменьшить диаметр шеек роторов вследствие уменьшения амплитуды крутящего момента при резких изменениях нагрузки валопровода. При этом достигается

55 также снижение потерь мощности на трение в подшипниках.

Фор.мула изобретения

1. Муфта для соединения валов, содержащая две полумуфты с закрепленными на них одним концом упругими выступами, по1834998 парно соединенными другими концами посредством штифтов, отличающаяся тем, что, с целью расширения эксплуатационных воэможностей путем обеспечения податливости при повышенных нагруэках, выступы выполнены в виде упругих пластин прямоугольного сечения, расположенных одна против другой равномерно по окружности относительно оси муфты, при этом большие оси сечений пластин параллельны осям соединительных штифтов, 2. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что ширина упругих пластин выполнена переменной по их длине с уменьшением в направлении к их соединяемым концам.

5 3. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена кожухом в виде обечайки, охватывающим пластины, 4. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена бандажным кольцом, 10 охватывающим пластины.

1834998

Ви8 б

Составитель Г. Абрамова

Техред М.Моргентал Корректор М. Керецман

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2710 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5