Упругая муфта
Иллюстрации
Реферат
1. УПРУГАЯ МУФТА по авт. св. № 964298, отличающаяся тем, что, с .целью расширения диапазона передаваемых моментов и повышения виброизолируюших свойств, она снабжена дополнительными упругими элементами с регулируемой жесткостью, закрепленными между гибкими стержнями в средней их части. / 2.Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительный упругий элемент выполнен в виде пневматического амортизатора , а средства регулирования жесткости - в виде центробежного компрессора, установленного на одной из полумуфт и связанного с полостью амортизатора посредством регулятора. 3.Муфта.по п. 2, отличающаяся тем, что регулятор выполнен в виде встроенного в пневматический амортизатор игольчатого клапана, игла, которого закреплена на одном из гибких стержней, а седло - на другом. (Л о: 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„QIJ„„1 160148
4(50 F 16 D 3/56
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ВИВДЫО1ЕКА
Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 964298 (21) 3621530/25-27 (22) 15.07.83 (46) 07.06.85. Бюл. № 21
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (72) В. В. Иевлев и В. М. Рогачев (53) 621.825.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 964298, кл. F 16 D 3/56, 1981. (54) (57) 1. УПРУГАЯ МУФТА по авт. св. № 964298, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона передаваемых моментов и повышения виброизолирующих свойств, она снабжена дополнительными упругими элементами с регулируемой жесткостью, закрепленными между. гибкими стержнями в средней их части. /
2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительный упругий элемент выполнен в виде пневматического амортизатора, а средства регулирования жесткости— в виде центробежного компрессора, установленного на одной йз полумуфт и связанного с полостью амортизатора посредством регулятора.
3. Муфта,по п. 2, отличающаяся тем, что регулятор выполнен в виде встроенного в пневматический амортизатор игольчатого клапана, игла, которого закреплена на одном из гибких стержней, а седло — на другом.
1160148
20
25 ты
35
Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для передачи вращения, и используется для соединения валов в условиях перекосов и смещения осей, а также в условиях вибрации.
Цель изобретения — расширение диапазона передаваемых моментов и повышение виброизолирующих свойств.
На фиг. 1 изображена при нципиальная схема муфты; на фиг. 2 — вариант конструкции муфты с дополнительными упругими элементами в виде пневматических амортизаторов; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — регулятор в виде игольчатого клапана, встроенного в пневматический амортизатор .
Муфта содержит ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты, на обращенных одна к другой поверхностях которых выполнены выступы 3 и 4. Между выступами установлены упругие элементы в виде гибких стержней 5 и 6, расположенных тангенциально, которые одними соседними концами крепятся к выступам 3 ведущей полумуфты, а другими — к выступам 4 ведомой полумуфты. (.редние части гибких стержней 5 и 6 упр i их элементов соединены дополнительны м упругим элементом 7 регулируемой жесткости. Дополнительные упругие элеI менты сообщены с источником 8 питания через регулятор 9, управляемый датчиком 10 режима работы валопровода или механизма, например датчиком передаваемого крутящего момента.
В варианте конструкции муфты (фиг. 2 и 3) дополнительные упругие элементы регулируемой жесткости выполнены в виде пневматического амортизатора 11, состоящего из эластичного элемента !2, соединяющего торцевые стенки 13 и образующего замкнутую полость 14. Торцевые стенки 13 закреплены на серединах гибких стержяей 5 и 6 упругого элемента. Пневматические амортизаторы соединены с источником питания, например, центробежным компрессором 15, установленным, например, на ведущей полумуфте 1. Камера 16 нагнетания центробежного компрессора 15 с помощью трубопрогодов 17 сообщается с полостями 14 пневматических амортизаторов.
В одном или нескольких пневматических амортизаторах 11 встроен регулятор, вьшочненный, например, в виде нормально откр;.. ого клапана 18 игольчатого типа (фиг. 4). Клапан 18 смонтирован на одной из торцевых стенок 13 пневматического амортизатора 1! и своей иглой 19 воздействует с седлом 20, выполненным с внутренней стороны, противоположной торцевой стенке 13.
Гибкие стержни 5 и 6 упругих элементов, деформация которых зависит от величины передаваемого муфтой крутящего момента, одновременно выполняют функции ..ьатчика режима работы валопровода.
Упругая муфта работает следующим образом.
При передаче крутящего момента гибкие стержни 5 и 6 упругих элементов нагружаются продольными силами, которые вызывают изгиб гибких стержней упругих элементов и перемещение их средних частей навстречу один другому. Этому перемещению препятствует дополнительный упругий элемент 7 регулируемой жесткости, при сжатии которого возникают восстанавливающие усилия, уменьшающие деформации гибких стержней упругих элементов.
Вследствие этого увеличивается критическое значение крутящего момента, при котором гибкие стержни 5 и 6 упругих элементов теряют устойчивость, а крутильная жесткость муфты принимает минимальное значение, близкое к нулевому. Поэтому для вывода упругой муфты на оптимальный режим работы, при котором ее виброизолирующие свойства становятся наилучшими, требуется больший крутящий момент.
Таким образом, введение дополнительных упругих элементов 7 регулируемой жесткости позволяет существенно повысить нагрузочную способность упругой муфНастройка упругой муфты на оптимальный режим работы, при котором обеспечиваются повышенные ви9роизолирующие свойства ее, осуществляется путем автоматического регулирования жесткости дополнительных упругих элементов 7 за счет энергии источника 8 питания, поступление которой определяется регулятором 9. Последний управляется сигналами от датчика 10 режима работы валопровода или механизма, например датчика крутящего момента.
Таким образом существенно расширяется диапазон эффективной работы упругой муфты, в котором она имеет повышенные виброизолирующие свойства, так как управление жесткостью дополнительных упругих элементов 7 обеспечивает возможность работы гибких стержней 5 и 6 упругих элементов вблизи, зоны потери ими устойчивости в широких пределах изменения передаваемого крутящего момента
При работе упругой муфты питание рабочей средой (воздухом) пневматических амортизаторов 11 осуществляется от центробежного компрессора 15, который подает сжатый воздух из камеры 16 нагнетания по трубопроводам 17 в полости 14 пневматических амортизаторов 11, откуда выходит через нормально открытый клапан 18 (фиг. 2 и 3).
Жесткость пневматических амортизаторов 11 зависит от величины давления воздуха в их полостях 14 и / с увеличением давления увеличивается.
1160148
При вращении упругой муфты в камере 16 нагнетания центробежного компрессора создается избыточное давление воздуха, величина которого зависит от частоты вращения муфты.
При работе упругой муфты на холостом ходу (без передачи крутящего момента) деформация гибких стержней 5 и 6 упругих элементов отсутствует, клапаны 18 открыты и в полостях 14 пневматических амортизаторов 11 избыточное давление возДуха равно нулю, а их жесткость минимальная.
При приложении крутящего момента благодаря деформации (изгибу) гибких стержней 5 и 6 упругих элементов муфты происходит уменьшение зазора между иглой !9 и седлом 20 клапанов 18, т. е. увеличение сопротивления клапанов 18 и соответственно увеличение давления воздуха в полостях 14 и жесткости пневматических амортизаторов 11. Появляется восстанавливающее усилие от пневматических амортизаторов, препятствующих деформации гибких стержней 5 и 6 упругих элементов упругой муфты. Чем больше жесткость (давление воздуха в полостях 14) пневматических амортизаторов 11, тем больший крутящий момент. может передать упругая муфта и, следовательно, больше ее нагрузочная способность.
При определенной частоте вращения и определенном крутящем моменте давление воздуха в пневматических амортизаторах (их жесткость) становятся такими, что наступает равновесие между восстанавливающими усилиями, действующими от пневматических амортизаторов на гибкие стержни 5 и 6 упругих элементов, и поперечными силами, возникающими при деформациях, когда гибкие стержни 5 и 6 начинают терять устойчивость. В этот момент крутильная жесткость упругой муфты становится минимально близкой к нулевой, следовательно, ее виброизолирующие свойст ва — максимальными.
При повышении частоты вращения и связанного с этим крутящего момента увеличивается давление в камере 16 нагнетания центробежного компрессора 15, а значит и в полостях 14 пневматических амортизаторов 11. При этом повышается их жесткость, увеличиваются . восстанавливающие усилия от пневматических амортизаторов ll на гибкие стержни 5 и 6 упругих элементов.
Благодаря этому компенсируется увеличение крутящего момента, а гибкие стержни 5 и 6 поддерживаются в состоянии, близком к потере устойчивости. Таким образом автоматически обеспечиваются повышенные виброизолирующие свойства упругой муфты на новом режиме работы.
Чем больше увеличение жесткости (давление воздуха в полостях 14) пневматических амортизаторов 11, тем больше крутящий момент может передать упругая муфта и, следовательно. больше ее нагрузочная способность.
Закон изменения жесткости пневматических амортизаторов 11 в зависимости от режима работы валопровода или механизма, при котором поддерживаются повышенные виброизолирующие свойства упругой муфты, обеспечивается подбором
20 расходных характеристик клапанов 8 и центробежного компрессора 15.
Таким образом, конструкция предлагаемой упругой муфты в отличие от известной обладает повышенной нагрузочной способностью, благодаря введению дополнительных упругих элементов и повышенным виброизолирующим свойствам в широком диапазоне изменения крутящего момента за счет возможности регулирова ния жесткости дополнительных упругих элементов в зависимости от режима работы валопровода или механизма и, следовательно, позволяет расширить диапазон эффективной работы упругой муфты, сохраняя высокие компенсирующие свойства, присущие известной муфте.
Технико-экономическая эффективность при использовании предложенной упругой муфты заключается в том, что повышается нагрузочная способность при сохранении габаритных и жесткостных характеристик гибких стержней упругих элементов при незначительном увеличении осевых габаритов муфты, улучшаются виброизолирующие свойства в широком диапазоне нагрузок, кроме того оптимальный режим работы муфты, при котором ее крутильная жест45 кость минимальная, устанавливается автоматически, гибкие стержни упругих элементов совмещают функции как виброизолирующих элементов, передающих крутящий момент, так и датчика режима работы валопровода или механизма.
1160148
А
ЦЪг. Р иг, ВНИИПИ Заказ 3724/33 Тираж 898 Подписное
Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4