УПРУГИЙ КОЛЬЦЕВОЙ ЭЛЕМЕНТ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ МУФТ ВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛОВ
FLEXIBLE CIRCULAR ELEMENT OF COUPLINGS OF ROTATING SHAFTS

Изобретение относится к машиностроению, в частности к упругому кольцевому элементу соединительных муфт вращающихся валов двигателей и рабочих машин.
Известна муфта с пакетами упругих элементов, не содержащих вырезов на наружном диаметре [ГОСТ 26455-85. Справочник по муфтам. Под ред. В.С.Полякова. Л.: Машиностроение, 1979, с.33].
Такая муфта обладает повышенной жесткостью, ограниченными компенсирующими свойствами и завышенной массой.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является упругий кольцевой элемент, используемый в соединительной муфте, содержащей две полумуфты, два пакета упругих кольцевых элементов с вырезами в виде вогнутой дуги и с отверстиями под элементы крепления пакетов к полумуфтам, элементы крепления и промежуточную втулку, прикрепленную к пакетам упругих кольцевых элементов [UA №49964, F16D 3/78, F16C 33/04, опубликовано 15.10.2002 г. Бюл. №10, 2002 г.].
Указанная муфта устраняет недостатки аналога, однако имеет повышенные вентиляционные потери во время вращения пакета упругих элементов, обусловленные наличием вырезов на их наружном диаметре, что может привести к чрезмерному нагреву муфты и окружающих деталей в процессе работы, потерям полезной мощности, снижению КПД и надежности муфты.
В основу настоящего изобретения поставлена задача создания конструкции упругого элемента, которая обеспечила бы уменьшение вентиляционных потерь во время вращения при сохранении компенсирующих свойств, жесткости и массы муфты и, как результат, повышение КПД муфты и надежности работы соединяемого оборудования.
Поставленная техническая задача решается тем, что в упругом кольцевом элементе с отверстиями и вырезами в виде вогнутой дуги, согласно изобретению вырезы в виде вогнутой дуги выполнены на внутренних диаметрах кольцевых элементов.
При этом соотношение удвоенного радиуса вогнутой дуги и диаметра расположения центров отверстий в упругом элементе может соответствовать выражению:
0
r
2r/d=0,12…0,16,
0
где r - радиус вогнутой дуги;
r
d - диаметр расположения центров отверстий в упругом элементе, причем отношение глубины выреза в виде вогнутой дуги относительно внутреннего диаметра упругого элемента к диаметру расположения центров отверстий в упругом элементе соответствует выражению:
r
δ/d=0,08…0,1,
где δ - глубина выреза в виде вогнутой дуги;
r
d - диаметр расположения центров отверстий в упругом элементе.
Новыми существенными признаками, отличающими настоящее техническое решение от прототипа и аналогов, являются предложенные конфигурации упругих элементов и соотношения геометрических размеров вырезов в виде вогнутых дуг и соответствующих параметров кольцевого упругого элемента:
- вырезы в виде вогнутой дуги выполнены на внутренних диаметрах кольцевых элементов, что позволяет отказаться от вырезов на внешних диаметрах упругих элементов и, тем самым, избавиться от связанных с ними повышенных вентиляционных потерь, сохранив при этом компенсирующие свойства, жесткость и массу муфты, аналогичные муфте с такими же параметрами, упругие элементы которой содержат вырезы на наружном диаметре;
0
r
0
r
r
r
- соотношение удвоенного радиуса вогнутой дуги и диаметра расположения центров отверстий в упругом элементе может соответствовать выражению 2r/d=0,12…0,16, где r - радиус вогнутой дуги, d - диаметр расположения центров отверстий в упругом элементе, при этом отношение глубины выреза в виде вогнутой дуги относительно внутреннего диаметра упругого элемента к диаметру расположения центров отверстий в упругом элементе соответствует выражению δ/d=0,08…0,1, где δ - глубина выреза в виде вогнутой дуги, d - диаметр расположения центров отверстий в упругом элементе.
Оба соотношения описывают геометрию одного и того же элемента - выреза на внутреннем диаметре, поэтому их следует рассматривать комплексно. Они получены в результате оптимизационных расчетов, в которых оба параметра рассматривались одновременно, и наиболее целесообразны для низкооборотных муфт (n≤3000 об/мин). Невыполнение указанных соотношений приведет к снижению прочностных и компенсирующих свойств муфты, повышению ее жесткости и массы.
Таким образом, раскрытые отличительные существенные признаки, отличающие заявленное техническое решение от аналогов и прототипа, являются новыми и соответствующими критерию изобретательского уровня, ввиду своей неочевидности. При этом они необходимы и достаточны для достижения положительного эффекта.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На Фиг.1 показан продольный разрез примера конкретного выполнения муфты с двумя пакетами упругих кольцевых элементов, выполненных в соответствии с заявляемым изобретением;
на Фиг.2 - упругий кольцевой элемент, выполненный в соответствии с изобретением.
0
r
r
Муфта (Фиг.1) состоит из двух полумуфт 1, установленных и закрепленных неподвижно на концах соединяемых валов, двух пакетов упругих кольцевых элементов 2, прикрепленных к полумуфтам 1, и промежуточной втулки 3, фланцы которой прикреплены к пакетам упругих кольцевых элементов 2. Муфта снабжена промежуточным кольцом 4. На внутреннем диаметре кольцевого элемента (Фиг.2) выполнены вогнутые дуги. Соотношение удвоенного радиуса 2r вогнутой дуги и диаметра d расположения центров отверстий в упругом элементе равно 0,15, а отношение глубины выреза 8 в виде вогнутой дуги к диаметру d расположения центров отверстий в упругом элементе равно 0,084.
Муфта работает следующим образом.
При вращении одного из валов крутящий момент передается на полумуфту 1, закрепленную на его конце, и далее на прикрепленное к фланцу этой полумуфты промежуточное кольцо 4, затем на пакет упругих элементов 2 и на прикрепленную к этому пакету промежуточную втулку 3. С помощью болтового соединения крутящий момент передается посредством второго пакета упругих элементов 2 на второе промежуточное кольцо 4, вторую полумуфту 1 и далее - на ведомый вал, сообщая ему обороты с преодолением рабочего момента сопротивления.