Соединение маховика с валом

Соединение маховика с валом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«»796514

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16. 01. 79 (2! ) 2714614/25-27. с лрисоедимеиивм заявки МР11М. Kn. ,Г 16 0 1/08

Г 16 В 2/14

Тосударствеииый комитет

СССР по делам изобретеиия и открыти и (23) Приоритет

Опубликоваио15. 01. 81Бюллетень М2 2 (53) УДК 621 (088.8) Дата опубликования описания 15. 01. 81 (72) Авторы изобретения

С. A. Белов, D. A. Давыдов, В. Ф. Epu: â, Г. М. Николушкин и В. C. Шишкин (71) За яв ит ель (54) СОЕДИНЕНИЕ МАХОВИКА С ВАЛОМ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для соединения массивных маховиков с валами высокобортных машин,на5 пример с валом главного циркуляционного насоса атомных энергетических установок.

Известно соединение маховика с валом, в котором маховик имеет коническую посадочную поверхность,прорезанную шпоночным пазом (11 .

В этом соединении посаженный на вал маховик фиксируется в осевом направлении установочньм винтом. l5

Посадка маховика на вал с натягом, обеспечивается торцовыми втулками с конической наружной поверхностью, которая разделена на несколько гибких конических лепестков. В результате взаимодействия конических поверхностей происходит центрирование и заклинивание маховика на валу.

Известно также соединение маховика с валом с помощью конических разрезных колец (23 .

При поджатии конические кольца упруго деформируются, вследствие чего на поверхностях маховика и вала возникает натяг, обеспечивающий -З

1 („

2 (ы-.=-.-центрирование и заклинивание маховика на валу.

Недостатком всех выше рассмотренных соединений является зависимость точности установки маховика от изготовления контактирующих конических поверхностей соединения. В этих соединениях наименьшая, реально допустимая в условиях серийного производства, несоосность 0,02-0,03 мм в совокупности с неизбежными перекосами при сборке приводит к значительному торцовому биению маховика (0,.8-1,1 мм на диаметр 2000 мм). При скорости вращения вала насоса

1000 o6/мин и более такое биение вызывает значительные несбалансированные нагрузки, повышенную вибрацию и приводит к сокращению срока службы или выходу насоса из строя.

Кроме того, в этих соединениях недостаточная надежность крепления маховика. При вращении маховика

Ьольшой массы с высокой скоростью эа счет инерционных сил происходит

"растягивание", т.е. увеличение внутреннего диаметра ступицы маховика, что ведет к ослаблению ко ическкх соединений и является причиной появления повьваенной вибрации насоса. При

796514 ослаблении конических соединений

E3oзникает вероятность проворачивания маховика относительно вала на целичину зазоров в шпоночном coe— линении, в результате чего изменяется форма внутренней поверхнос ти ступицы маховика, появляются царапины, надиры и т.п.Кроме того при ослаблении конического соединения конические втулки или кольца за счет упругой деформации крепежных деталей начинают перемещаться вдоль вала, причем либо за счет разницы усилия затяжки крепежа по периметру кольца, либо за счет сил треиа я, упомянутое перемещение в основном происходит с перекосом, что также приводит к, повышенной вибрации и разбалансировке насоса.

В этих соединениях"монтаж маховика является сложным процессом. С целью увеличения надежности крепления маховика и уменьшения при этом величины усилий при затяжке его крепежа, посадочные поверхности ступицы маховика и цапфы вала приходится выполнять с довольно высоким классом чистоты и малыми зазорами (обычно посадки выполняются по второму классу) . В связи с этим при установке маховика на вал даже при незначительном перекосе на посадочных поверхностях появляются царапины и надиры, что нередко влечет за собой наволакивание металла и схватывание посадочных поверхностей.

При этом выверка торцового биения маховика при его монтаже довольно трудоемкая операция. Дело в том, что в таких соединениях оказывать воздействие на уже, хотя и предварительно, затянутые конические кольца, с целью получения необходимого их положения относительно маховика и вала, т.е. производить регулировку величины торцового биения маховика, можно только с помощью нажимных болтов. Для выполнения этой операции при наличии большой массы маховика, сил трения в конических соединениях и незначительных зазоров в посадке маховика на вал требуется продолжительное время, а сам процесс довольно сложен, что также оказывает отрицательное влияние на точность выверки.

Наиболее сложной и трудоемкой операцией в этих соединениях является демонтаж маховика, так как для разборки затянутых конических соединений необходимо приложить значительное усилие, что требует наличия специальных съемных приспособлений, имеющих к тому же большие габариты.

Наиболее близким к предлагаемому является соединение маховика с валом содержащее шпонку и опорный диск,/ кестко закрепленный на валу. В этом соединении упомянутый диск с помощью шпилек связан с маховиком и имеет упорные винты, необходимые для поджатия маховика и конических колец. Наличие диска, жестко закрепленного на валу, позволяет довести торцовое биение до минимально допустимого значения, а также увеличить жесткость соединения, что существенно уменьшает вибрацию машин и увеличивает их

1О долговечность (3) .

Однако и в этом соединении для крепления маховика используются кольца с коническими поверхностями, а взаимное расположение маховика и колец осталось прежним, в результате чего это соединение не позволяет устранить такие недостатки, как сложность монтажа и демонтажа маховика, довольно значительная сложность выполнения выверки торцового биения

2Î маховика и недостаточная надежность его крепления.

Цель изобретения — повышение надежности крепления маховика, уменьшение величины его торцового биения, g$ упрощение монтажа и демонтажа, указанная цель достигается тем, что соединение маховика с валом, содержащее, по крайней мере, одну шпонку и опорный диск, жестко закрепленный на валу, снабжено клиновыми устройствами, установленными между маховиком и опорным диском и равномерно размещенными по периметру последнего,при этом упомянутое устРойство состоит из клина, установленного с возможностью его перемещения в радиальном направлении и привода, обеспечивающего это перемещение, причем клин выполнен, по крайней мере, с односторонним ско

40 сом,которым взаимодействует с маховиком, а вершина угла клина направлена в сторону вала, причем угол клина выбран в пределах 1,5-3, а привод клина состоит из ходового винта с гайкой, которая жестко закреплена на упомянутом опорном диске.

На фиг. 1 изображено соединение маховика с валом (торцовое крепление), общий вид; на фиг. 2 — сечение A-A на фиг.1; на фиг.3 — соеединение маховика с валом (консольное крепление), общий вид.

Соединение содержит маховик 1, закрепленный на валу 2, при помощи шпонки 3. На торце 4 вала жестко укреплен болтами 5 опорный диск б, между торцом 7 маховика и опорным диском установлены равномерно по периметру последнего нажимные мехафф низмы 8. Каждый нажимной механизм содержит приводной клин 9 с односторонним скосом 10, установленный на опорном диске вершиной угла в сторону вала, винт 11, связанный с клином, и гайку 12, которая жестко

796514 закреплена на кронштейне 13. Последний смонтирован на опорном диске. На торце 7 маховика по числу нажимных механизмов выполнены пазы

14, у которых поверхность 15 наклонена к торцу под углом, равным углу клина. На валу 2 выполнен бурт 16 со сферической поверхностью 17, имеющей возможность взаимодействия с ответной сферической поверхностью на торце маховика. Опорный диск содержит нажимные болты 18.

С целью упрощения монтажа маховика, ныверки его торцового биения, число нажимных механизмов, установленных на опорном диске, может быть любым, но не менее трех„ и они должны быть равномерно расположены по периметру опорного диска. С целью уменьшения усилия, прикладываемого к винту 11 при затяжке маховика,и уменьшения величины реакции. дей- 20 стнующей со стороны клина на гайку и кронштейн, угол клина выбран в интервале 1,5О 3,0, а шаг резьбы винта выбран таким, чтобы при перемещении клина на величину шага Резь- 25 бы высота подъема клина составляла

0,05-0,08 мм.

Наличие сферических сопрягаемых поверхностей маховика и бурта вала в совокупности с воэможностью

ЗО перемещения клиньев н радиальном направлении позволяет зафиксировать любое положение маховика относительно вала (н пределах зазоров посадочных поверхностей маховика и вала), т.е. ныверку торцового биения маховика можно выполнить практически близко к нулю. В то же время исключается зависимость торцового биения от точности изготовления деталей соединения. Наличие взаимо- 40 действующих плоских поверхностей паза ступицы маховика и нажимных механизмов, образующих с плоскостью поперечного сечения вала угол, предотвращая проворот маховика относительно вала (на величину зазоров н шпоночном соединении), позволяет повысить надежность крепления маховика не только в радиальном направлении, но и в угловом, так как кроме предварительной затяжки маховика, даже при незначительном проскальзывании маховика относительно клиньев, возникает дополнительное усилие, увеличивающее затяжку маховика.

Соединение маховика с валом, "одержащее закрепленный на концевой части вала опорный диск и установленные на нем нажимные механизмы, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, точности регулировки величины торцового биения и улучшения условий монтажа и демонтажа, на торце ступицы маховика со стороны опорного диска выполнены пазы, а каждый из нажимнъ|х механизмов

Соединение монтируется в следующей последователь ности.

Маховик 1 устанавливается на вал

2 до соприкосновения сферических поверхностей и удерживается в этом 40 положении. Затем к торцу 4 вала болтами 5 жестко крепится опорный диск

6 с установленными на нем нажимными механизмами. Таким образом, чтобы клинья 9 совпадали с пазами 14. Под 45 жатие маховика к бурту 16 вала осуществляется при перемещении клиньев

9 в сторону вала при помощи винтов

11. Выверна торцового биения маховика производится одновременно с поджатием с помощью клиньев и нажимных болтов 18 обеспечивается благодаря наличию сферических поверхностей на маховике и на валу. При консольном соединении маховика с валом (фиг.3) маховик может располагаться на любом участке нала. Опорный диск в этом случае выполнен в виде кольца, опирающегося на полукольца 19, установленные в проточке 20 вала 2.

При консольном расположении маховика опорный диск должен быть зафиксирован от TIpoE ðoòà относительно вала.

Монтаж соединения, показанного на фиг.3, отличается только в части установки опорного диска 6. В этом соединении опорное кольцо сначала поднимается по валу выше проточки

20, куда вставляются полукольца 19, а затем опускается до упора в упомянутые полукольца поверхностью 21 и фиксируется от проворота относительно вала 2. Демонтаж махоника в предлагаемой конструкции по сравнению с известным значительно облегчен, так как для освобождения маховика достаточно отпустить болты 5, поэтому исключается необходимость н изготовлении специальных приспособлений, обычно применяемых при демонтаже маховиков.

Таким образом, предлагаемое соединение махоника с валом, в котором отсутствуют посадочные конические поверхности, позволяет исключить зависимость торцового биение маховика от точности изготовления посадочных поверхностей маховика и вала. Применение цилиндрической посадки маховика на вал с гарантированным зазором, использование клиновых устройств для крепления маховика, наличие сферических поверхностей махОвика и бурта вала позволяет повысиТь надежность крепления маховика, упростить выверку его торцового биения и уменьшить трудоемкость монтажных и демонтажных работ.

Формула изобретения

796514. ыполнен в виде клина, установленно го на опорном диске и в пазу ступиus маховика и связанного с опорным .ц ском механизмом его перемещения. е

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3893779, кл. 408-370, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

В 560083, кл. F 16 D 1/08, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

9 640064, кл. F 16 О 1/08, 1977 (прототип).

796514 иг.

Составитель S. Куликовский

Редактор М. дылын Техред Н . Закурка Корректор С. щомах

° Ф

Закаэ 9746/50 Тнраа 1017 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Уигород, ул. Проектная, 4