Method for calculating the «mamsar+a» coupling with rope-core elements
Authors: Минасян М.А. , Цзэн Ц. , Минасян А.М. 
Published: June 2021

Цель представленной статьи – ознакомление читателей с оригинальной методикой расчета канатностержневой муфты «MAMSAR+A».
Методика расчета канатностержневой муфты рассматривается применительно к экспериментальному дизель-генераторному агрегату мощностью 9,56 кВт при частоте вращения 1500 мин-1с дизелем 2Ч8,5/11 и генератором «КГ-5,6». Расчетная рабочая длина канатных стержней 90 мм, диаметр каната 12 мм с шестью одинаковыми прядями. Максимальный угол закручивания канатностержневой муфты принят 30°. Задача состоит в выводе уточненной зависимости угла закручивания от величины крутящего момента на основе теоретических и экспериментальных исследований для определения количества канатных стержней при заданных значениях диаметра и длины канатного стержня.
Оригинальность методики заключается:
1. Учитывая, что канатностержневая муфта «MAMSAR+A» содержит несколько канатных стержней, каждый из которых состоит из шести прядей, то зависимость угла закручивания от величины крутящего момента изначально рассчитывается для одной пряди.
2. Зависимость угла закручивания от величины крутящего момента пряди получена по известной формуле для цилиндрического торсиона и методом конечных элементов. Далее путем умножения результатов расчета на число прядей получены значения для одного центрального и трех канатных стержней. Оси последних расположены по диаметру окружности равномерно под углом 120°.
3. Зависимость угла закручивания от величины крутящего момента одного центрального и трех канатных стержней получена также экспериментально с использованием специально разработанных авторами устройств.
4. На основе теоретических и экспериментальных исследований получены поправочные коэффициенты, обеспечивающие возможность получения точной зависимости угла закручивания канатного стержня от величины крутящего момента, а из нее уже необходимое их количество для всей муфты.
Данная методика применима также для расчета канатных муфт в том числе и для других диаметров каната.
The purpose of this article is to familiarize readers with the original method of calculating the rope-rod coupling «MAMSAR+A».
The method of calculating the rope-rod coupling is considered in relation to an experimental diesel generator unit with a power of 9.56 kW at a rotation speed of 1500 min-1 with a diesel 2H8,5/11 and a generator "KG-5.6". The estimated working length of the rope rods is 90 mm, the diameter of the rope is 12 mm with six identical strands. The maximum twisting angle of the rope-rod coupling is 30°. The task is to derive a refined dependence of the twisting angle on the torque value based on theoretical and experimental studies to determine the number of rope rods at specified values of the diameter and length of the rope rod.
The originality of the method:
1. Considering that the «MAMSAR+A» rope-rod coupling contains several rope rods, each of which consists of six strands, the dependence of the twisting angle on the torque value is initially calculated for one strand.
2. The Dependence of the twist angle on the value of the torque of the strand is obtained by the well-known formula for the cylindrical torsion and the finite element method. Further, by multiplying the calculation results by the number of strands, the values for one Central and three rope rods are obtained. The axes of the latter are evenly spaced along the circumference of the circle at an angle of 120°.
3. The Dependence of the twisting angle on the torque value of one Central and three rope rods was also obtained experimentally using devices specially developed by the authors.
4. Based on theoretical and experimental studies, correction coefficients have been obtained that make it possible to obtain an exact dependence of the twisting angle of the rope rod on the torque value, and from it the necessary number of them for the entire coupling.
This method is also applicable for calculating rope couplings, including for other rope diameters.