УПРУГАЯ МУФТА

Полезная модель относится к не выключаемым муфтам, связанных эластичными элементами изготовленными из резины или другого эластичного материала, допускающими возможность относительного перемещения соединяемых деталей во время работы привода вагонного генератора.
Известна упругая муфта (полезная модель RU №63477 МПК F16D 3/74, 22.12.2006), включающая первую полумуфту с фланцем, соединенную с ведущим валом, вторую полумуфту с фланцем, одеваемую на ведомый вал и элемент из эластичного материала, связанный с обеими полумуфтами, при этом втулка первой полумуфты охватывает втулку второй полумуфты с возможностью поворота относительно нее вокруг продольной оси ведомого и ведущего валов, при этом она снабжена подшипниками качения, установленными между концентрически расположенными втулками полумуфт.
Недостатком данного технического решения является недостаточная надежность, т.к. в аварийной ситуации при заклинивании подшипников генератора в случае разрушения элемента из эластичного материала по косому сечению из-за перекоса полумуфт нарушается работа подшипникового узла и возможно самовозгорание.
Наиболее близким техническим решением является полезная модель RU №49594 F16D 3/74, 27.11.2005, включающая первую полумуфту с фланцем, соединенную с ведущим карданным валом, вторую полумуфту с фланцем, одеваемую на ведомый вал и элемент из эластичного материала, связанный с обоими полумуфтами, при этом первая полумуфта охватывает вторую полумуфту с возможностью поворота вокруг нее, и имеет элемент-ограничитель, расположенный в торце первой полумуфты со стороны ведущего карданного вала для удержания первой полумуфты на второй полумуфте в случае остановки ведомого вала и разрушения элемента из эластичного материала. Между полумуфтами расположены втулки скольжения. Муфта помещена в кожух.
Недостатком данного технического решения является то, что вулканизация эластичного элемента муфты с фланцем ступицы выполнена жестко. В момент экстренной остановки (заклинивания) генератора, происходит хаотичный разрыв резины по кривой линии, вызывающий вибрацию, биение, разрушение шлицы компенсатора длины и подшипника крестовин карданного вала, высокое трение, приводящее к возгоранию резины.
Задачей предложенного технического решения является одновременное понижение вибрации/колебаний от карданной передачи и прерывание передачи вращающего момента от редуктора на генератор при превышении предельно допустимого значения вращающегося момента, что позволит повысить безопасность, надежность и обеспечит защиту узлов и компонентов привода от повреждений в результате перегрузок, возникающих при блокировании генератора.
Поставленная задача решается благодаря тому, что упругая муфта содержит первую полумуфту с фланцем, соединенную с ведущим карданным валом, вторую полумуфту с фланцем и механизмом сцепления, одеваемую на ведомый вал и элемент из эластичного материала, связывающий обе полумуфты, при этом первая полумуфта охватывает вторую полумуфту с возможностью проворачивания вокруг нее, центровка и уменьшение трения между полумуфтами во время поворота их относительно друг друга обеспечивается благодаря поли-тетра-флор-этиленовыми втулкам и защитный кожух. Включает следующее отличие:
- ступица, посаженная на ротор генератора замкнута механизмом сцепления с фланцем второй полумуфты, подшипники качения, установленные между ступицей и фланцем, соединенным с полумуфтами эластичного элемента и обеспечивающие плавное вращение ступицы относительно первого и второго фланца при разомкнутом механизме сцепления в момент остановки генератора.
Кроме того, предложенная упругая муфта отличается тем, что шары механизма сцепления, включающего в себя регулируемую пружину, механизм натяжения пружины, стопорный механизм, входят в сферические углубления фланца и прижимаются пружиной. В момент экстренной остановки (заклинивания) генератора, происходит размыкание механизма сцепления за счет выхода шаров из сферических углублений. Стопорный механизм, имеющий форму эксцентрика (кулачка), предотвращает возврат шаров в сферические углубления, благодаря этому механизм сцепления остается в разомкнутом состоянии, ступица с полумуфтой со стороны присоединения к ведомому валу/ротору генератора остановлена, и первая полумуфта, соединенная с ведущим карданным валом и вторая полумуфта с фланцем плавно вращаются на подшипниках качения вокруг ступицы. Передачи вращающего момента не происходит.
Ввод механизма сцепления в зацепление производится вручную. Прижимное усилие пружины регулируется и позволяет установить момент срабатывания механизма сцепления от 500 Нм до 1800 Нм.
Данное техническое решение позволяет одновременно понижать вибрации/колебания от карданной передачи и прерывать передачу вращающего момента от редуктора на генератор при превышении предельно допустимого значения вращающегося момента.
Предлагаемая муфта относится к классу эластичных защитных муфт, применяемых в приводах с крутящим моментом от 10 до 1800 Nm и динамической устойчивостью при температуре в пределах от -55 С до +60 С и частоте вращения до 3700 об/мин. Эластичный материал муфты необслуживаемый и имеет срок службы до 6 лет. Количество срабатываний механизма сцепления не ограничено.
Техническая сущность и принцип действия предложенного устройства поясняются чертежом, на котором: Фиг.1 - упругая муфта в разрезе.
Предложенная упругая муфта состоит из ступицы 1, эластичного элемента 2, первой полумуфты 3, второй полумуфты 4, кожуха 5, упорной шайбы 6, втулки скольжения 7, подшипников качения 8, соединительного фланца 9, механизма сцепления 10, стопорного механизма 11, шара 12, пружины 13, механизма натяжения пружины 14, упорный подшипник качения 15, 17, сферического углубления 16, шпоночного паза 18
Перечисленные выше конструктивные элементы выполнены следующим образом:
Ступица 1 выполнена с конусным посадочным отверстием и шпоночным пазом 18 для установки муфты на конусный вал ротора генератора, натяг конусной посадки обеспечивается благодаря упорной шайбе 6 и болту М 24. Первая полумуфта 3 и вторая полумуфта 4 соединены, путем вулканизации, эластичным элементом 2, защищенного кожухом 5. Втулки скольжения 7 служат центровкой полумуфт в момент проворачивания одной полумуфты относительно другой при демпфировании эластичного элемента. Через соединительный фланец 9 с предусмотренными в нем сферическими углублениями 16 крепится защитная часть муфты к эластичной и благодаря механизму сцепления 10, который за счет шаров 12 и пружины 13, замыкает и размыкает защитную и эластичную части между собой. Стопорный механизм 11, имеющий форму эксцентрика, удерживает муфту в разомкнутом состоянии, после срабатывания в результате перегрузки привода, при этом вращение эластичной части муфты относительно защитной части (ступицы) происходит благодаря подшипникам качения 8, 15, 17. Механизмом натяжения пружины 14 регулируется момент срабатывания защитной части муфты.
Предложенная упругая муфта работает следующим образом.
Ступица 1 посредством механизма сцепления 10 через присоединительный фланец 9 соединена полумуфтами 3 и 4, которые соединенными в свою очередь между собой эластичным элементом 2.
При этом шары 12 механизма сцепления входят в сферические углубления (потаи) 16 соединительного фланца 9 и прижимаются пружиной 13. В момент экстренной остановки (заклинивания) генератора, происходит размыкание механизма сцепления 10 за счет выхода шаров 12 из сферических углублений 16. Стопор 11 предотвращает возврат шаров 12 в сферические углубления 16, благодаря этому механизм сцепления 10 остается в разомкнутом состоянии, ступица 1 остановлена, а связанные между собой эластичным элементом 2 полумуфты 3 и 4 вместе с фланцем 9 плавно вращаются на подшипниках качения 8, 15, 17 вокруг ступицы 1. Передача вращающегося момента не происходит.
Ввод механизма сцепления 10 в зацепление производится вручную. Прижимное усилие пружины 13 регулируется и позволяет установит момент срабатывания механизма сцепления 10 от 500 Нм до 1800 Нм.