УПРУГАЯ МУФТА
ELASTIC COUPLING

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях техники для соединения валов и передачи вращения.
Известна упругая муфта, содержащая эластичную камеру в виде торообразной оболочки, заполненной текучей средой под давлением и установленной на концах соединяемых валов, выполненных с конусными полостями, и снабженная средством управления включением в виде источника давления, соединенного с полостями валов, причем торообразная оболочка установлена с возможностью относительного осевого перемещения в полости валов (см. авторское свидетельство СССР на изобретение №1548548, МПК F16D 3/82, 1987).
Основными недостатками известной упругой муфты являются относительно низкая надежность в работе, так как возможно просачивание воздуха через центральные щели, которые могут образовываться в смятых внутренних стенках торообразной оболочки, при проколах или разгерметизации камеры среда из ее полости вытекает и муфта теряет свою работоспособность и сравнительно меньший срок службы из-за неравномерного износа оболочки эластичной камеры при ее перекатывании.
Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому является упругая муфта, содержащая эластичную камеру в виде торообразной оболочки, заполненной текучей средой под давлением и установленной в конусных полостях концевых участков соединяемых валов с возможностью относительных перемещений в осевом направлении, и снабженная средством управления включением в виде источника давления, соединенного с полостями валов, причем торообразная оболочка выполнена с винтообразно скрученными вокруг центральной оси оболочки внутренними стенками тора (см. патент Азербайджанской Республики на изобретение №i 2011 0036, 2011).
Основным недостатком муфты-прототипа является его недостаточная надежность, т.к. при проколах и разгерметизации камеры среда из полости камеры вытекает и муфта теряет свою работоспособность.
Задачей изобретения является повышение надежности упругой муфты в работе.
Для решения поставленной задачи в упругой муфте, содержащей эластичную камеру в виде торообразной оболочки, заполненной упругой средой и установленной в конусных полостях концевых участков соединяемых валов с возможностью относительных перемещений в осевом направлении, и снабженная средством управления включением в виде источника давления, соединяемого с полостями валов, причем торообразная оболочка выполнена с винтообразно скрученными вокруг центральной оси оболочки внутренними стенками тора, в качестве заполнителя торообразной оболочки используется двухслойный торообразный вкладыш, внешний слой которого выполнен упругосжимаемым, а внутренний слой выполнен трубчатым жестким, формирующим внутреннее недеформируемое центральное отверстие вкладыша, диаметр которого превышает диаметр винтообразно скрученных внутренних стенок торообразной оболочки, причем вся поверхность двухслойного вкладыша покрыта антифрикционной смазкой.
Сущность изобретения заключается в том, что торообразный заполнитель торообразной оболочки выполнен в виде двухслойного вкладыша. Внешний слой вкладыша выполнен упругосжимаемым. Этот признак позволяет сохранить нетекучую упругость. Внутренний трубчатый жесткий слой с диаметром, превышающим диаметр винтообразно скрученных внутренних стенок торообразной оболочки, позволяет предохранить внутренние стенки торообразной оболочки от сжатия и излишнего трения при перекатывании. Антифрикционная смазка позволяет торообразной оболочке сохранять способность перекатываться.
Вышеизложенные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению проявить эффективность, заключающуюся в повышении надежности упругой муфты в работе.
Вышеизложенное позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения «новизна» и «существенные отличия».
На фиг. 1. показана муфта с пневматическим устройством управления, где с системой подачи рабочего агента сообщены обе полости, продольный разрез.
На фиг. 2 показана муфта с пневматическим устройством управления, где с системой подачи рабочего агента сообщена одна полость, продольный разрез.
Муфта состоит из торообразной оболочки 1, выполненной из эластичного материала, внутренние стенки 2 которой винтообразно скручены вокруг центральной оси. В полости оболочки 1 имеется упругий торообразный вкладыш 3 с центральным отверстием 4 по оси. Вкладыш выполнен двухслойным из упругосжимаемого внешнего слоя 5 и жесткого трубчатого внутреннего слоя 6 и покрыт смазкой. Упругосжимаемый слой 5 изготовляется, например, из искусственного каучука, а жесткий трубчатый слой 6 изготовляется, например, из жесткой металлической или пластмассовой трубки. В качестве смазки используется, например, техническое масло. Диаметр отверстия 4 вкладыша 3 чуть превышает диаметр винтообразно скрученных внутренних стенок 2 оболочки 1. Муфта установлена вор внутренней полости валов 7 и 8, которые выполнены в виде конусов 9 и 10. Внутренние полости валов 7 и 8 сообщены (фиг. 1) с системой подачи рабочего агента (не показан). С системой подачи рабочего агента может быть сообщена только один полость вала 7 (фиг. 2).
В исходном положении торообразная оболочка 1 с вкладышем 3, находится во внутренней полости вала 7. Чтобы добиться плотного прилегания стенок оболочки 1 к стенке полости вала 7 в свободном состоянии, диаметр вкладыша 3 в пределах упругости внешнего слоя 6 превосходит диаметры полостей валов 7 и 8. При подаче рабочего агента (сжатого воздуха) во внутреннюю полость вала 7 торообразная оболочка 1 с вкладышем 3 частично вытесняется путем перекатывания во внутреннюю полость вала 8 и передает на него вращение с вала 7. Для отключения устройства рабочий агент подается во внутреннюю полость вала 8 и торообразная оболочка 1 с вкладышем 3 полностью вытесняется во внутреннюю полость вала 7, выводя из зацепления вал 8. Конусы 9 и 10 фиксирует торообразную оболочку 1 с вкладышем 3 в конечных положениях, т.к. под действием упругосжимаемого внешнего слоя 5 вкладыша 3 внутри торообразной оболочки 1 она стремится увеличить свой объем.
Для отключения муфты, одна полость вала которой сообщена с системой подачи рабочего агента (фиг. 2), последний выпускается из внутренней полости вала 7 и торообразная оболочка 1, стремясь под давлением находящегося в ней вкладыша 3 к увеличению объема, выходит (выкатывается) из внутренней полости вала 8.
Вкладыш 3 не мешает перекатыванию торообразной оболочки 1, так как антифрикционная смазка снимает избыточное трение между поверхностью вкладыша и внутренней поверхностью торообразной оболочки. А наличие жесткого трубчатого слоя 6 во вкладыше 3, который формирует внутреннее отверстие 4 и препятствует его деформации, полностью предотвращает защемление внутренних стенок 2 оболочки 1.
Технико-экономическая эффективность предлагаемой упругой муфты по сравнению с известной упругой муфтой-прототипом, заключается в повышении ее надежности в работе, так как вкладыш при проколах или разгерметизации торообразной оболочки не вытекает. При этом внутренние стенки оболочки не сжимаются упругим заполнителем, и сохраняется способность перекатывания торообразной оболочки.