Компенсирующая муфта

 

Использование: в общем машиностроении, приборостроении, автомобиле, станкостроении и точной механике. Сущность изобретения: муфта состоит из полумуфт, связанных пакетом кольцеобразных дисков, последовательно соединенных друг с другом через контактные элементы, расположенные на торцах каждой пары смежных дисков. Контактные элементы выполнены в виде двух втулок, установленных как максимум в трех местах в отверстия пары смежных дисков через промежуточное кольцо и жестко связывающих эту пару посредством резьбы на концах втулок. На своих противоположных сторонах втулки снабжены соосными проточкой и фиксирующим пальцем с головкой, которые подвижно взаимодействуют соответственно с головкой фиксирующего пальца и проточкой. В результате такого соединения по всей длине пакета образованы непрерывные цепочки взаимодействия, расположенные равномерно по торцевой поверхности дисков и в соседних цепочках втулки смещены на один диск в направлении продольной оси. Перемещение головки фиксирующего пальца в обе стороны внутри проточки ограничено ее торцами. Величина зазора между втулками смежных пар дисков в направлении продольной оси составляет 0,5-10 мм. Фиксирующий палец ввернут в резьбовое отверстие одной из втулок, соосное с проточкой. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к муфтам, компенсирующим перекос и осевое смещение ведущего и ведомого валов при передаче крутящего момента между ними, и может быть использовано в общем машиностроении, приборостроении, автомобиле- и станкостроении и точной механике.

Известна муфта, компенсирующая перекос и смещение ведущего и ведомого валов при передаче крутящего момента между ними, включающая пакет кольцеобразных, дисков, попарно соединенных друг с другом и с фланцами через соединительные узлы, расположенные на обоих торцах кольца (1).

Соединительные узлы выполнены за одно целое с кольцами в виде двух трапецеидальных выступов на одном торце кольца и в виде четырех попарно расположенных выступов, размещенных на другом торце, при этом трапецеидальные выступы одного кольца расположены с натягом между выступами (в трапецеидальных впадинах) другого и зафиксированы винтами по два с каждой стороны кольца.

Однако жесткая беззазорная связь выступов одного и впадин другого колец пакета с помощью винтов по всей его длине ведет к снижению эластичности и долговечности муфты. При значительном осевом растяжении пакета взаимное перемещение упругих колец, конструктивно ничем не ограниченное, при максимуме усилия ведет к потере работоспособности муфты, ибо кольца превращаются в звенья цепи, не способные выполнять своего назначения.

При отсутствии ограничения перемещения колец при максимальном осевом смещении соединяемых валов происходит эксплуатация колец в условиях, превышающих предел упругости из материала, что влечет за собой разрушение муфты.

Кроме того, для получения впадин и выступов трапецеидальной формы необходима операция объемной штамповки с последующей дополнительной механической обработкой определенной точности, либо в противном случае сборку муфты производить невозможно.

Также при соединении упругих колец винтами возникает значительный дисбаланс, требующий дорогостоящей технологической операции и наличия спецоборудования.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение надежности и долговечности упругой муфты за счет увеличения ее эластичности при работе в условиях значительных перекосов (до 24^o) и осевых усилий между соединяемыми валами, упрощение конструкции и удешевление изготовления.

Указанная задача достигается тем, что компенсирующая муфта, содержащая две фланцевые полумуфты, расположенный между ними пакет кольцеобразных дисков, последовательно попарно соединенных между собой и с фланцами полумуфт соединительными узлами в виде контактных элементов и резьбовых элементов с головкой, снабжена промежуточными кольцами, установленными между парой смежных дисков, контактные элементы выполнены в виде двух втулок с буртиками, в дисках выполнены как минимум три отверстия, втулки расположены в отверстиях диска и внутри колец и жестко соединены между собой резьбовым соединением, на взаимообращенных торцах втулок выполнены соосные проточки, резьбовые элементы связаны одним концом со втулкой одной пары, их головки размещены в проточках втулок другой пары с возможностью перемещения до упора в торцы проточек, каждая пара втулок расположена с осевым зазором относительно смежной соосной ей пары втулок, в каждом последующем в осевом направлении соединительном узле втулки смещены на один диск в направлении продольной оси.

Величина зазора между смежными парами втулок составляет от 0,5 до 10 мм.

Конструкция муфты позволяет обеспечить ее надежную работоспособность и долговечность упругого элемента в условиях значительного перекоса (до 24^o) и осевого смещения соединяемых валов за счет наличия эффекта устойчивой упругости пакета дисков в пределах упругости металла, из которого они изготовлены. В результате того, что втулки жестко связывают через промежуточное кольцо каждую пару смежных дисков как максимум в трех местах.

По всей длине пакета образованы непрерывные цепочки взаимодействия, а также за счет того, что цепочки размещены равномерно по торцевой поверхности дисков (таких цепочек шесть) и в результате смещения втулок в соседних цепочках в направлении продольной оси на один диск осуществляется чередование подвижных и неподвижных опор не только между каждой парой смежных дисков по их торцевой поверхности, но и в цепочках пакета в направлении продольной оси муфты. Итак, между каждой парой смежных дисков образуется шесть опор: три из них неподвижные, жесткие, образованы тремя парами втулок, жестко связывающих за счет резьбы пару дисков в трех местах через промежуточные кольца и снабженных проточкой и фиксирующим пальцем с головкой; три другие опоры - подвижные, нежесткие, образованы головкой фиксирующего пальца втулок предыдущей пары смежных дисков и проточкой втулок последующей пары. На торцевой поверхности внутри каждой пары дисков, а также между парами эти опоры чередуются (жесткая подвижная жесткая подвижная жесткая подвижная). В направлении продольной оси в цепочках также осуществляется чередование опор (жесткая подвижная жесткая подвижная и т.д.).

В результате такого чередования опор в пакете диски пакета, упруго демпфируя за счет зазора "а" на трех жестких опорах каждой пары смежных дисков, работают в пределах устойчивой упругости; в это время другие три подвижные опоры каждой пары смежных дисков основной нагрузки не несут, но не дают муфте увеличиваться до разрушения в направлении продольной оси, ограничивая (фиксируя) увеличение муфты до определенных размеров за счет подвижного взаимодействия в этих опорах, головки фиксирующего пальца втулок предыдущей пары смежных дисков с проточкой втулок последующей пары. При этом величина перемещения головки фиксирующего пальца внутри проточки в обе стороны ограничена торцами проточки, так что работоспособность дисков сохраняется в пределах упругости и при максимальных нагрузках, что в свою очередь позволяет увеличить срок службы муфты в несколько раз.

Муфта имеет низкую трудоемкость изготовления ее деталей за счет того, что диски можно изготавливать штамповкой, а втулки, фиксирующие пальцы и промежуточные кольца, можно качественно и дешево производить на токарных автоматах с последующей термообработкой отдельно всех деталей и с последующей сборкой, что дешево и экономично.

Исключена необходимость дорогостоящей операции балансировки пакета.

Отсутствие необходимости смазки деталей муфты нефтепродуктами дает экологически чистую конструкцию муфты.

Изобретение иллюстрируется чертежами, фиг. 1 4, где: на фиг. 1 представлен вид муфты в продольном разрезе; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 сечение С-С на фиг. 1.

Муфта содержит две полумуфты и пакет кольцеобразных дисков.

Каждая полумуфта состоит из трубчатого элемента 1 (фиг. 1), на одном конце которого приварен фланец (не показан) полумуфты, а на другом фланец 2 пакета. Оба фланца 2 представляют собой кольцеобразные диски, на торцах которых выполнено шесть отверстий, равномерно расположенных по окружности. Точно такие же отверстия выполнены на всех дисках 3 пакета.

По всей длине пакета в направлении продольной оси в три из шести этих отверстий между фланцами 2 и смежными с ними дисками 3, а также между каждой парой смежных дисков 3 установлены с противоположных сторон резьбовыми концами навстречу через промежуточное кольцо 4 контактные элементы двух втулок 5 и 6. За счет резьбы эти втулки жестко связывают в трех местах каждую пару смежных дисков 3 и оба фланца 2 со смежными с ними дисками 3.

Во втулках 5 и 6 выполнена общая проточка и соосное с ней резьбовое отверстие меньшего диаметра, в которое ввернут резьбовой элемент в виде фиксирующего пальца 7 с головкой 8, причем головки 8 фиксирующих пальцев 7, ввернутых во втулках 5, 6 предыдущей пары смежных дисков 3, подвижно зацеплены с проточками втулок 5, 6 последующей пары смежных дисков 3. Так что в направлении продольной оси по всей длине пакета образованы непрерывные цепочки, состоящие из двух втулок 5, 6, жестко связывающих 1 пару дисков через промежуточное кольцо 4, снабженных соосными проточкой и фиксирующим пальцем 7 с головкой 8 и взаимодействующих между собой за счет подвижного зацепления - головка 8 фиксирующих пальцев 7 втулок 5, 6 предыдущей пары смежных дисков - проточка втулок 5, 6 последующей пары. Таких цепочек всего 6. При этом перемещение головок 8 фиксирующих пальцев 7 внутри проточек втулок 5, 6 ограничено в обе стороны упором соответствующих торцов головок 8 в соответствующие торцы проточек. Между торцами втулок 5, 6 предыдущей и последующей пар смежных дисков 3 образованы осевые зазоры, величина которых может быть от 0,5 до 10 мм. Таким образом, в цепочках в направлении продольной оси происходит чередование между парами смежных дисков 3, жестких опор (две втулки 5, 6 с проточкой и фиксирующим пальцем 7 и промежуточное кольцо 4) и нежестких, подвижных (это головка 8 фиксирующего пальца 7 втулок 5, 6 предыдущей пары смежных дисков 3 проточка втулок 5, 6 последующей пары дисков 3).

Чередование жестких и подвижных опор также происходит по окружности торцевой поверхности внутри каждой пары смежных дисков 3, а также между парами смежных дисков 3 (фиг. 2, 3, 4), за счет чего и происходит смещение втулок 5, 6 в направлении продольной оси на один диск в смежных цепочках.

Муфта работает следующим образом.

При вращении ведущей полумуфты крутящий момент передается через один из фланцев 2 дискам 3 пакета и от другого фланца 2 ведомой полумуфте по цепочке взаимодействия втулки 5, 6, фиксирующие пальцы 7 с головками 8, проточки втулок 5, 6. В результате чего смежные пары дисков 3 соединены в осевом направлении и по окружности торцов то жестко, то подвижно.

При этом каждая пара смежных дисков 3 упруго демпфирует за счет зазора между втулками 5, 6 цепочки в трех подвижных опорах (головка 8 фиксирующего пальца 7 втулок 5, 6 предыдущей пары проточка втулок 5, 6 последующей), опираясь на три жесткие опоры и за счет подвижного взаимодействия головки с проточкой внутри этих подвижных опор ограничивает свое осевое перемещение в пакета как при растяжении, так и при сжатии за счет упора соответствующего торца головки в соответствующий торец проточки, сохраняя работоспособность дисков пары и всего пакета в пределах устойчивости упругости.

Формула изобретения

1. Компенсирующая муфта, содержащая две фланцевые полумуфты, расположенный между ними пакет кольцеобразных дисков, последовательно попарно соединенных между собой и с фланцами полумуфт соединительными узлами в виде контактных элементов и резьбовых элементов с головкой, отличающаяся тем, что она снабжена промежуточными кольцами, установленными между парой смежных дисков, контактные элементы выполнены в виде двух втулок с буртиками, в дисках выполнены как минимум три отверстия, втулки расположены в отверстиях диска и внутри колец и жестко связаны между собой резьбовым соединением, на взаимообращенных торцах втулок выполнены соосные проточки, резьбовые элементы связаны одним концом со втулкой одном пары, их головки размещены в проточках втулок другой пары с возможностью перемещения до упора в торцы проточек, каждая пара втулок расположена с осевым зазором относительно смежной соосной с ней пары втулок, в каждом последующем в осевом направлении соединительном узле втулки смещены на один диск в направлении продольной оси.

2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что величина зазора между смежными парами втулок составляет от 0,5 до 10 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 13.04.2001

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2003

Извещение опубликовано: 10.04.2003        

---