Упругий пакет
Владельцы патента RU 2435081:
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "НАСОСТЕХКОМПЛЕКТ" (UA)
Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться в упругих муфтах для передачи крутящего момента. Упругий пакет включает набор гибких элементов, имеющих форму круга. Внутри круга имеется центральное отверстие, вокруг которого равномерно и радиально расположены спицы, соединяющие круговую часть с периферийной частью этого круга. Причем соединение спиц с круговой частью вокруг центрального отверстия и спиц с периферийной частью выполнено радиусом, удовлетворяющим условию r>d/2, где r - радиус соединения спиц с круговой частью вокруг центрального отверстия и периферийной частью, d - диаметр отверстия под установку крепежных элементов. Соединения спиц с периферийной частью выполнены так, что с внутренней стороны периферийной части имеются углубления по обе стороны спиц. Спицы имеют форму равнобедренной трапеции с большим основанием, расположенным на меньшем диаметре, а меньшим основанием, расположенным на большем диаметре. Круговая и периферийная части имеют отверстия под установку крепежных элементов. Решение направлено на создание упругого пакета улучшенной конструкции, обеспечивающего надежность его работы. 2 ил.
Изобретение, упругий пакет, относится к области машиностроения и может использоваться в упругих муфтах для передачи крутящего момента, к примеру, от двигателя к насосу, компрессору, центрифуге, сепаратору, ротационной установке и другим быстроходным механизмам.
Известна упругая муфта, включающая упругий пакет, который состоит из набора гибких элементов. Гибкие элементы имеют форму круга. Внутри круга имеется центральное отверстие, вокруг которого равномерно и радиально расположены спицы, соединяющие круговую часть, вокруг центрального отверстия, с периферийной частью этого круга. Соединения спиц с указанными частями выполнены по радиусу. При этом спицы длину имеют равную ширине, то есть образовали прямоугольную форму. Круговая и периферийная части имеют отверстия под установку крепежных элементов («Упругие муфты» серии «Metastream М», типа «S» и типа «D» компании Flexibox, - приложение).
Указанные упругие муфты оригинальные, однако, имеют некоторые недоработки в конструкции упругих пакетов, точнее, в гибких элементах. Так, к примеру, соединения спиц с круговой частью вокруг центрального отверстия и соединения спиц с периферийной частью выполнено слишком малым радиусом. При больших передачах крутящего момента, и особенно при пусках, возникают большие моментные нагрузки, которые повлекут возникновения микроскопических надрывов, последние перерастут в трещины. Такая муфта может создать аварийную ситуацию.
Второй недостаток: спицы по длине имеют равную ширину, то есть образовали прямоугольную форму. При такой форме не учтено распределение передаваемой нагрузки по самой спице, а далее от ведущей полумуфты - к ведомой, что не соответствует классическим расчетам механики. Такая конструкция спиц может привести к их разрушению, что весьма нежелательно с непрерывным процессом в производстве.
Для устранения указанных недостатков поставлена задача: создание упругого пакета улучшенной конструкции, обеспечивающего надежность его работы.
Для решения поставленной задачи в упругом пакете, включающем набор гибких элементов, имеющих форму круга, внутри его имеется центральное отверстие, вокруг которого равномерно и радиально расположены спицы, соединяющие круговую часть, вокруг центрального отверстия, с периферийной частью этого круга, при этом соединения выполнены по радиусу, к тому же круговая и периферийная части имеют отверстия под установку крепежных элементов, согласно изобретению, спицы имеют форму равнобедренной трапеции с большим основанием, расположенным на меньшем диаметре, а меньшим основанием, расположенным на большем диаметре, причем соединение спиц с круговой частью вокруг центрального отверстия и спиц с периферийной частью выполнено радиусом, удовлетворяющего условие r>d/2, где
r - радиус соединения спиц с круговой частью вокруг центрального отверстия и периферийной частью,
d - диаметр отверстия под установку крепежных элементов, при этом соединения спиц с периферийной частью выполнены так, что с внутренней стороны периферийной части имеются углубления по обе стороны спиц.
Отличительные признаки изобретения являются существенными, взаимосвязаны между собой, необходимы и достаточны для достижения технического результата, а именно:
- спицы имеют форму равнобедренной трапеции.
Такая форма обеспечивает более равномерное распределение передаваемой нагрузки как по длине спицы, так и по ее ширине;
- спицы большим основанием расположены на меньшем диаметре, а меньшим основанием расположены на большем диаметре;
Такое расположение обеспечивает устойчивую работу спиц, так как на их большее основание припадает больший крутящий момент, чем на меньшее основание спицы.
- соединение спиц с круговой частью вокруг центрального отверстия и спиц с периферийной частью выполнено радиусом, удовлетворяющим условию r>d/2, где
r - радиус соединения спиц с круговой частью вокруг центрального отверстия и периферийной частью,
d - диаметр отверстия под установку крепежных элементов;
Величина радиуса соединения спиц с круговой и периферийной частями непосредственно зависит от величины диаметра отверстия под установку крепежных элементов. Данное условие, r>d/2, обеспечивает передачу крутящего момента не только в штатном режиме, но и при запуске оборудования, и даже в критических ситуациях. Иными словами, упругому пакету созданы условия, при которых перегрузки не создавали бы очагов для возникновения трещины.
- соединения ступиц с периферийной частью выполнены так, что с внутренней стороны периферийной части имеются углубления по обе стороны ступиц.
Созданные углубления увеличили длину спиц, что положительно отражается на компенсации искривления осей вращения (имеется в виду - осей вращения ведущей и ведомой полумуфты).
Все отличительные признаки изобретения находятся в причинно-следственной связи и позволяют выполнить поставленную задачу по созданию улучшенной и более надежной конструкции упругого пакета.
Сущность изобретения, упругий пакет, поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен упругий пакет в собранном виде общий вид.
На фиг.2 изображено сечение по А-А.
Упругий пакет включает набор гибких элементов 1, имеющих форму круга. Внутри круга имеется центральное отверстие 2, вокруг которого равномерно и радиально расположены спицы 3, соединяющие круговую часть, вокруг центрального отверстия 2, с периферийной частью этого круга. Причем соединение спиц 3 с круговой частью вокруг центрального отверстия 2 и спиц 3 с периферийной частью выполнено радиусом, удовлетворяющим условию r>d/2, где
r - радиус соединения спиц с круговой частью вокруг центрального отверстия и периферийной частью,
d - диаметр отверстия под установку крепежных элементов.
Соединения спиц 3 с периферийной частью выполнены так, что с внутренней стороны периферийной части имеются углубления по обе стороны спиц. К тому же спицы имеют форму равнобедренной трапеции с большим основанием, расположенным на меньшем диаметре, а меньшим основанием, расположенным на большем диаметре. Круговая и периферийная части имеют отверстия 4 и 5 под установку крепежных элементов.
Упругий пакет работает следующим образом.
Гибкие элементы 1 в нужном количестве укладывают один на другой. Полученный упругий пакет размещают между ведущей и ведомой полумуфтами, которые установлены на валах разных агрегатов (на фиг. агрегаты, валы и полумуфты не показаны). В процессе передачи крутящего момента с ведущей на ведомую полумуфту под действием напряжений, вызванных: несоосностью, искривлением осей вращения, биением, аксиальным смещением и другими неточностями сборки, возникает нежелательная дополнительная нагрузка на опорные узлы ведущего и ведомого агрегатов. Указанные неточности гибкие элементы упругого пакета компенсируют. Компенсирование происходит путем изгибания спиц 3 гибких элементов в упругом пакете.
Так, приложенная сила, к примеру, к отверстиям 4, которые расположены по круговой части, при вращении передают крутящий момент спицам. Спицы воспринимают действие силовой передачи, а так же всех нежелательных дополнительных нагрузок, передают крутящий момент периферийной части, компенсируя сборочные (механические) неточности. Периферийная часть передает крутящий момент крепежным элементам (крепежные элементы на фиг. не показаны), которые расположены в отверстиях периферийной части.
Таким же образом, только в обратном порядке, происходит компенсирование неточностей и передача крутящего момента с периферийной части к круговой части, которая расположена вокруг центрального отверстия.
При компенсации неточностей в гибких элементах основную работу выполняют спицы, которые имеют ширину и длину. В данных гибких элементах длина увеличена за счет углублений, это позволяет спице быть более гибкой, распределение передаваемой нагрузки более равномерное по всей длине. К тому же углубления выполнены радиусом, большим радиуса любого отверстия, расположенного на периферийной части, локализуют изгибания спиц и предотвращают возникновения очагов трещин.
Заявляемое изобретение может применяться в упругих муфтах широкого ассортимента и назначения.
Изготовление упругого пакета не требует специальной технологии, станков и инструментов.
Упругий пакет, включающий набор гибких элементов, имеющих форму круга, внутри его имеется центральное отверстие, вокруг которого равномерно и радиально расположены спицы, соединяющие круговую часть вокруг центрального отверстия с периферийной частью этого круга, при этом соединения выполнены по радиусу, к тому же круговая и периферийная части имеют отверстия под установку крепежных элементов, отличающийся тем, что спицы имеют форму равнобедренной трапеции с большем основанием, расположенным на меньшем диаметре, а меньшем основанием, расположенным на большем диаметре, причем соединение спиц с круговой частью вокруг центрального отверстия и спиц с периферийной частью выполнено радиусом, удовлетворяющим условию r>d/2, где r - радиус соединения спиц с круговой частью вокруг центрального отверстия и периферийной частью, d - диаметр отверстия под установку крепежных элементов, при этом соединения спиц с периферийной частью выполнены так, что с внутренней стороны периферийной части имеются углубления по обе стороны спиц.
